Устройство для связи двух энергосистем

 

Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. В суммирующем элементе 14 осуществляется формирование задания скорости вращения вала, равной полусумме частот объединяемых энергосистем, и совместно с элементами 15 и 16 осуществляется пропорционально-интегрально-дифференциальное регулирование скорости вращения вала устройства. Если разность между частотами энергосистем становится меньше заданного значения (например, равна нулю), то по сигналу на выходе блока 17 сравнения частот, поступающему на вход задатчика 18 скорости вращения вала, последний формирует на своем выходе постоянный сигнал, пропорциональный добавочному значению к сигналу задания скорости вращения вала суммирующего элемента 14. Если взаимное скольжение между частотами объединяемых энергосистем равно или близко к нулю, то обе асинхронизированные синхронные машины 3, 4 переводятся в режим скольжения одного знака. Необходимо, чтобы скольжение было минимальным, так как с ростом скольжения машин общий К.П.Д. устройства снижается. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (11) (51) 4 Н 02 J 3/06

СЛИСАНИЕ ИЗОБРЕЛ =;НРЯ

Й АВ ГОРСНОМ СвйДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР! (61) 8388861(21) 4295327/24-07 (22) 10.08.87 (46) 15.12.89. Бюл. Р 46 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) Р.С. Цгоев (53) 621.316.?28(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР Р 838886, кл. Ч 02 J 3/06, 1981, (54) уСТРОйСТВ0 gran Calm дВуХ

ЭНЕРГОСИСТЕМ

2 (57) Изобретение относится к электротехнике. Целью изобретения является повышение надежности работы устройства. В суммирующем элементе 14 осуществляется формирование задания скорости вращения вала, равной полусумме частот объединяемых энергосистем, и совместно с элементами 15 и 6 производится пропорциональноинтегрально-дифференциальное регулирование скорости. вращения вала устройства. Если разность между частот

ИОСЯСЯВИИ Я

1529351 i и энергосистем становится меньше

s данного значения (например, равна н лю), то по сигналу на выходе блок 17 сравнения частот„поступающе5 ьф на вход задатчика 18 скорости врапфния вала, последний формирует на скроем выходе постоянный сигнал, профрциональный добавочному значению к сигналу задания скорости вращения в а суммирующего элемента 14. Если

Изобретение относится к электрохнике, а именно к электромеханич ским преобразователям частоты для ъединения энергосистем.

Целью изобретения является повыние надежности работы устройства.

На чертеже представлена схема едлагаемого устройства.

Устройство для связи двух энергоистем 1 и 2 состоит из двух асинронизированных синхронных машин

ACN) 3 и 4 с жестко соединенными алами, обмотки роторов которых чеез управляемые преобразователи 5

6 частоты соединены соответственно

1 осредством трансформатора 7 и пере слючателя 8 со статорной цепью машины 3 или 4, т.е. с энергосистемой или 2, Входы управляемых преобраователей 5 и 6 частоты соединены выходами регуляторов 9 и 10 воз,,буждения соответственно, входы которых.

;переключены соответственно к датчикам

11 и i2 частот энергосистем и датчику

13 скорости вращения вала.

Входы суммирующего элемента 14 соединены с датчиками 11 и 12 частот .. энергосистем и датчиком 13 скорости вращения вала, а выходы - с входом регулятора .10 возбуждения и входами дифференцирующего 15 и интегрирующего

16 элементов, при этом выходы последних двух элементов соединены с входами регулятора 10 возбуждения. Входы блока 17 сравнения частот энергосистем соединены с датчиками 11 и 12 частот, -a выход поцключен к входу задатчика

18 скорости вращения вала, выход которого соединен с входом суммирующего элемента 14. Блок 17 сравнения частот

SS выполнен как сумматор. Задатчик 18 скорости вращения вала содержит компаратор

19, нелинейный элемент 20 и сумматор

21. Входы элементов 19 н 20 и выход взаимное скольжение между частотами объединяемых энергосистем равно нли близко к нулю, то обе асинхронизированные синхронные машины 3, 4 перево" дятся в режим скольжения одного знака. Необходимо, чтобы скольжение было минимальным, так как с ростом скольжения машин общий КПД устройства снижается; 1 ил. элемента 21 образуют соответственно вход и выход задатчнка 18. Выход задатчика 18 соединен с входом суммирующего элемента 14. Нелинейный элемент 20 выполнен с зоной нечувствительности (на чертеже участок boc), равной учетверенному минимальному длительно-допустимому скольжению асинхрониэированной синхронной машины агрегата. Характеристики компаратора 19 и нелинейного элемента настроены так, что амплитуды выходного сигнала равны полусумме минимального длительно-допустимого скольжения S „„,„ „и максимального длительно-допустимого скольжения S„axe „„ машины, но противоположны по знаку.

S « „, о и S» < Аоп определяются ко конструкцией машины и для нее являются постоянными величинами. При этом S мин, Ар ограничивается тепловым режимом ротора, а Бронкс, о„- наибольшим (потолочным) значением напряжения возбуждения, а в конечном итоге зависят от изоляции обмотки возбуждения.

Устройство работает следующим образом.

В суммирующем элементе 14 осуществляется формирование задания скорости вращения Я "„ вала, равной полусумме частот Q, и (а объединяемых энергоси-. стем, и совместно с элементами 15 и i6 производится пропорционально-интегрально-дифференциальное регулирование скорости вращения вала устройства.

Если разность между частотами энергосистем становится меньше заданного значения (например, равна нулю), по сигналу на выходе блока 17 сравнения . частот, поступающему на вход задатчика 18 скорости вращения вала, послед-! ний формирует на своем выходе постоянный сигнал, пропорциональный доба-

29351

Такое формирование дополнительного сигнала по скорости вращения обеспечивает работы обеих машин со скольже30 ниями в рабочем диапазоне, конкретно — в середине рабочего диапазона одной из машин агрегата (в рассмотренном примере для второй машины с

Я ), что повышает надежность работы устройства. При скольжении одного знака по статору,машины работают в разных режимах (например, ACM 4— двигатель, АСМ 3 — генератор), поэтому потоки активных мощностей Р и !

Р имеют разные .знаки, и обмотки

40 возбуждения машин через преобразователи 5 и 6 частоты обмениваются активной мощностью, а через трансформатор 7 и переключатель 8 от источ." ника возбуждения системы возбуждения

45 машин поступают активная мощность лишь для покрытия потерь в элементах системы возбуждения и реактивная мощность, требуемая по режиму.

Предлагаемое устройство может быть применено для объединения энергосистем как с одинаковыми, так и с разными номинальными частотами, имеющими взаимные колебания частот.

В рассмотренном примере лишь одна из асинхронизированных синхронных машин

55 где добавка

dQ a

5 15

Р вочному значению (а к сигналу задагния скорости вращения вала суммирующего элемента 14. Полный сигнал равен Я + hQ °

Если взаимное скольжение между частотами объединяемых энергосистем равно нулю или близко к нулю, то обе АС.г агрегата асинхронизированного электромеханического преобразователя частоты (АС ЭИПЧ) переводятся в режим скольжения одного знака. Значение этого скольжения может быть любым, вплоть до наибольшего, когда

Уg = Ug „ . Желательно, чтобы скольжение было минимальным, так как с ростом скольжения глашин общий КПД устройства АС ЭМПЧ .падает.

Рассмотрим, как формируется сигнал уставки по скорости вращения вала, например, при Я, (Я . При

® Иг ) 2Б Мии, акоп 9 ЧтО ОПРЕДЕ ляется характеристикой нелинейного элемента, сформируем для первой энергосистемы новое значение частоты в виде (< = + ((8макс, yon + армии. акоп l

Так как в законе управления зада сТ ние Я" по-прежнему формируется как

P полусумма частот энергосистем, полу« чим ст Я,+Ю Я, +Я

2 2

+i (8макс,гг,оп+ Б мии.доп )

9 «Бмакс.

Аоа при О = Q" ) соответственно равны:

Р . P

О1

Qñ ыЯ «Я» = с 1 у 2,. ui (S макс,доо+ S мин.до„) Qz-Я, Qg =Я -Я

2 2

4) (Sмасс.доо 8мин, доо

10 !

20 — Ь Я c — 2S,и„д„„(т.е. влево от точки Ь на оси абсцисс) на выходе

:нелинейного элемента отрицательный

J-сигнал аИ (отрезок Ьа), а на выходе компаратора 19 (влево от точки о на оси абсцисс) — положительный сигнал ЬЯ (отрезок om) . Так как эти равные по амплитуде, но противоположные по знаку сигналы поступают на входы сумматора 21, то их суммарный сигнал равен нулю. При уменьшении взаимного скольжения частот энергосистемы при условииЯ, -Qz=dQ = -2S»„, A „(т.е. в точке Ь) сигнал нелинейного элемента 20 равен нулю, и на вход сумматора 21 поступает сигнал только.от компаратора

19. В момент перехода (т.е. в точке

Ь) имеем частоты напряжений возбуждения машин одного знака:

3S мии. yon + макс. gott

kg мин,Aon — 8макс, Дon

Я

z 2

Из характеристик компаратора 19 и нелинейного элемента 20 (см.чертеж) видно, %To IIQH 7cJIOIIHH ог Qz имеет в регуляторе возбуждения регулятор скорости указанного типа, однако такими регуляторами скорости могут

1529351 б ыть снабжены обе асинхронизирован+e сйнхронные майины устройства. формула из о бре тения

Составитель N. Поляков

Редактор А. Лежнина Техред М.Дидык Корректор И. Муска

Заказ 7754/51 Тираж 608 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Óæãoðoä, ул. Гагарина, 101

Устройство для связи двух энергосистем по авт.св. У 83888б, о т л и ающееся тем, что, сцелью вьппения надежности работы устройтва путем обеспечения работы обеих

"шин сп скольжениями одного знака

I в середине рабочего диапазона одной машин агрегата, блок сравнения ч стот энергосистем выполнен клк

ic атор, задатчик скорости вращения в а содержит компаратор, нелинейный ,э емент и сумматор, выход сумматора образует выход задатчика скорости вращения вала, входы сумматора соеу нены с выходами компаратора и нелинейного элемента а входы последних образуют вход задатчика скорости вра" щения. вала при этом компаратор и нелинейный элемент выполнены с амплитудами сигналов на выходе, равными

10 полусумме минимального длительно-допустимого скольжения и максимального длительно-допустимого скольжения указанной машины, но противоположными по знаку, а нелинейный элемент имеет зону нечувствительности, равную учетверенному минимальному длительно-допустимому скольжению асинхронизированной синхронной машины.