Патент ссср 411694

 

) 1 (И O *À

ОП НИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К ПАТЕНТУ

Зависимый от патента №

М. Кл. Н 02j 3/02

Заявлено 29.1.1971 (№ 1616392/24-7) Приоритет 27.II.1970, № 2566/70, Швеция

Государственный комитет

Совета Министров СССР ла делам изобретений и открытий

УДК 621.315.052.6 (088.8) Опубликовано 15.1.1974. Бюллетень № 2

Дата опубликования описания 27Х.1974

Автор изобретения

Иностранец

Эрих Ульманн (Швеция) Иностранная фирма

«Альменна Свенска Электриска Актиеболагет» (Швеция) Заявитель

ВЪ1СОКОВОЛЬТНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СЕТЬ

Известны высоковольтные элсктрическис сети, содержащие части переменного и постоянного тока, соединенные между собой при помощи преобразовательной подстанции, предназначенной для контроля за обменом мощности между частями сети и демпфирования колебаний, возникающих в части переменного тока. В таких сетях колебания заглушаются путем изменения мощности, передаваемой между звеном постоянного тока и машинами переменного тока. Эти дополнительные мощности, которые могут быть положительными и отрицательными, передаются вместе со средними мощностями в сеть, Наиболее экономичным способом передачи дополнительной мощности является непосредственная подача дополните IhIIoH мощности на валы генераторов.

Однако на практике это невозможно. Электропередача дополнительной мощности нецелесообразна вследствие наличия реактивного сопротивления сети.

Генераторы (электрические машины) соединяются посредством электрических цепей, которые включают не только действительное реактивное сопротивление сети, IIo и реактивные сопротивления самих машин. Дополнительная мощность, снимаемая с электрических машин, должна проходить через часть реактивного сопротивления, включенного в соединения между машинами. Это имеет значение как для синхронного, так и для асинхронного звена постоянного тока, чтобы в последнем часть реактивного сопротивления сети использовалась для передачи дополнительной мощ5 ности.

Для повышения устойчивости передачи в части переменного тока в предлагаемой сети преобразовательная подстанция соединена с частью переменного тока при помощи индук10 тивного элемента, состоящего из реактора и параллельно с ним соединенного выводного трансформатора или реактора с промежуточным выводом. К выводу выводного трансформатора или к промежуточному выводу реакто15 ра присоединен участок сети переменного тока, который с электрической точки зрения ближе всего расположен к преобразовательной подстанции, а другая часть сети переменного тока и преобразовательная подстанция под20 соединены к концам индуктивного элемента, соответствейно.

Реактивное сопротивление между концами индуктивного элемента в 2 —:6 раз больше за25 мыкающего реактивного сопротивления отрезка сети переменного тока, подсоединенного к указанному выводу.

Реактор содержит замыкающий элемент для шунтирования реактора, когда преобразо30 вятельняя подстанция не работает.

411694 ответвлении

Для повышения устойчивости передачи переменного ока в слу гае связи через преооразовательную подс1апцию второго конца звена постоянного тока с участком сети перемепного тока сеть снабжена вторым индуктивным элементом, включенным между преобразовательной 00;tcû öèåé и участком сети переменного тока.

На фиг. 1 представлена описываемая сеть с двумя преобразовательными подстанциями; на фиг. 2 — — то же, с одной преобразовательной подстанцией; па фиг. 3 — схема включения индуктивного элемента в сеть на фиг. 1; на фиг. 4 — то же, на фиг. 2; на фиг. 5 — схема замещения се и па фиг. 4; на фиг. 6 — схема включения индуктивного элемента, выполненного в виде реактора со средней точкой, выведенной в сеть.

Электросеть (см. фиг. 1) содержит часть переменного тока, состоящую из двух частей, представленных электрическими машинами (или группами машин) 1 и 2, соединенными электросетью с реактивными сопротивлениями Х. Кроме того, электросеть имеет часть постоянцого тока, выполненную в виде синхронного звена постоянного тока, представленного линией 3 и соединенного с частью переменного тока при помощи преобразовательных подстанций 4 и 5. Х и Х вЂ” реактивные сопротивления, общие для линий постоянного и переменного тока и включающие соответствующие реактивпыс сопротивления машин; Хз — реактивное сопротивление части переменного тока, параллельной звену постоянного тока.

В случае повреждения, например отключения линии в электросети, реактивное сопротивление Х„возрастает и возникает паброс мощности переменного тока, порождающий колебания между машинами, которые заглушают регулировкой преобразовательных подстанций 4 и 5. Однако это приводит к изменению потока мощности через реактивные сопротивления Х и Х, вызывая падение измененного напряжения и сдвиг фазы в этих частях, что, в свою очередь, вызывает изменение напряжения и различия в угле фазы между концами линии с сопротивлением Х>, мощность которой продолжает изменяться, т. е. указанное регулирование»е дает требуемого результата.

Лналогичное условие возникает, если машина

1 или 2 нагружена или машины разъединены.

Электросеть (см. фиг. 2) содержит часть переменного тока, представленную двумя группами машин 6 и 7, соединенными через сеть с реактивными сопротивлениями Х и Х5, которые также включают сопротивление машин.

Часть постоянного тока состоит из асинхронного звена постоянного тока, имеющего линию

8 постоянного тока, соединенную через преобразовательную подстанцию 9 с точкой в электросети переме|шого тока вблизи машины 6.

Если подстанция 9 соединена непосредственно с выводами машины 6, что обычно невозможно, сопротивление Х, в любом случае включает сопротивление машины 6, Другой конец

Зо

55 линии 8 постоянного тока соединен с другой элена росстыо иерем еппого тока пр и помощи другой конверторной станции (на чертеже нс показана), вследствие чего мощность может передаваться с одной сети переменного тока па другую.

Неполадки в сети н в этом случае вызывают торможение одной группы машин и ускорение другой. Чтобы противостоять этому машина 6 притормаживается или получает ускорение до скорости машины 7. Однако вследствие распределения реактивного сопротивления электросети по сопротивлениям Х, и Х; мощность звена постоянного тока, которая может быть положительной или отрицательной, распределяется между машинами 6 и 7 соответственно распределению сопротивления, даже если она пе находится в линейной пропорции относительно сопротивления.

Следовательно, машина 7 получает дополнительную мощность в том же направлении, что и машина 6, так что регулирующая мощность не создает заглушающего эффекта.

В обоих случаях реактивные сопротивления

Хь Х> и Х„, наблюдаемые на звене постоянного тока, можно устранить при помощи реактора, имеющего промежуточные выводы (см. фиг. 4). Выводной реактор состоит из реактора с сопротивлением Х6, параллельно соединенного с распределителем тока или выводным трансформатором с клеммами 10 — 12, и преобразовательной подстанции 9. Часть сети с сопротивлением Х„ñîåäèíåíà с группой машин 7, причем каждая машина присоединена к каждому концу реактора, в то время как часть сети с сопротивлением Х4 с группой машин 6 присоединена к выводной клемме 12.

Если реактивное сопротивление Х6 выразить как и Х (сопротивление Xr, соединено с клеммой 12 трансформатора), то схема на фиг. 4 может быть представлена схемой замещения (см. фиг. 5). Выводной реактор составлен из трех ответвлений, имеюн1их отдельные реактивные сопротивления. Если полное сопротивление рассматривать между каждой парой соединительных клемм 10 — 12, то между клеммами 10 и 11 реактивное сопротивление равно п Х, так что каждое ответвление между клеммами 10 и 11 должно иметь реактивное сопроП тивление — Х . Между клеммой 12 и каж2 дой из клемм 10 и 11 (см. фиг. 4) соединена только половина реактора с сопротивлением

Х6, поэтому реактивное сопротивление между клеммой 12 и каждой из клемм 10 и 11 равно

П вЂ” Х . Для согласования реактивное сопро4 тивление в выводном должно быть отрицательным.

Реактивное сопротивление Х4 в соединении с машиной 6 снижается величиной — Х4, а

4 если и = 4, то реактивное сопротивление Х, полностью исчезает, т. е. соединение между

411694 машиной 6 и звеном постоянного тока остаетсч совершенно без реактивного сопротивления, а распределение регулирующей мощности между машинами 6 и 7 отсутствует. Эта мощность подается только вращающимся массам группы машин 6, так что стабилизирующий эффект напряжения используется полностью.

Величина и = 4 должна полностью компенсировать реактивное сопротивление Х при условии, что реактивное сопротивление Хе не дает утечки, чего не может быть. Следовательно, и должно быть выбрано больше четырех.

Однако во многих случаях нет необходимости полной компенсации, поскольку хороший эффект можно получить при меньших величинах реактивного сопротивления Х6 на реакторе.

Вывод на реакторе не обязательно должен быть центральным, он может быть слегка отодвинут в одном или другом направлении.

В некоторых случаях возможна даже неко-.орая сверхкомпенсация. Обычно п выбирают между 2 и 6.

Компенсирующий реактор с сопротивлением

Х может быть выполнен в виде одного реактора с выводом (см. фиг. 6). Выключатель 13 необходим для осуществления короткого замыкания между сопротивлениями Х и Х„- в периоды, когда звено посто",ííoãî тока не работает, В этом случае компенсирующий реактор не выполняет никаких функций, а лишь дает дополнение к реактивному сопро явлению сети Х вЂ”, - X>, что уменьшает стабильность электросети. В такие периоды реактор нужно выключать.

Компенсирующие реакторы с сопротивлениями Х-, и Х (см. фиг. 3) могут оыть присоединены к электросети, соответствующей фиг. 1, в которой любая регулирующая мощность передается без реактивного сопротивления между группами машин 1 и 2, не влияя на передачу по всей электросети с сопротивлением X;„.

Предмет изобретения

1. Высоковольтная электрическая сеть, содержащая части переменного и постоянного тока, соединенные между собой при помощи преобразовагел:,ной подстанции, прели:"-начаьной для контроля за обменом мощности между частями сети и демпфирования колебаний, возникающих в части переменного тока, отличаю ща я ся тем, что, с целью повышения устойчивости передачи в части переменного тока, преобразовательная подстанция соединена с частью переменного тока при

10 помощи индуктивного элемента, состоящего из реактора и параллельно с ним соединенного выводного трансформатора или реактора с промежуточным выводом, при этом к выводу выводного трансформатора или к промежу15 точному выводу реактора присоединен участок сети переменного тока, который с электрической точки зрения ближе всего расположен к преобразовательной подстанции, а другая часть сети переменного тока и преобразова20 тельная подстанция подсоединены к концам индуктивного элемента, соответственно.

2. Сеть по и. 1, отличающаяся тем, что реактивное сопротивление между концами ин25 дукзивного элемента в 2 —: 6 раз больше замыкающего реактивного сопротивления отрез«а сети пеоеменного тока, подсоединенного к указанному выводу.

Ç0 3. Сеть по п. 1, отличающаяся тем, что реактор снабжен замыкающим элементом, шунтирующнм реактор, когда преобразовательная подстанция не работает.

35 4. Сеть по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости передачи переменного тока в случае связи второго конца звена постоянного тока с участком сети переменного тока через преобразовательную под40 станцию, она снабжена вторым индуктивным элементом, включенным между преобразовательной подстанцией и участком сети переменного тока.

Фиг 1

)а

ЧЪг. Ф

Составитель К. Фотина

1 схред Е. Борисова

Корректор Е. Хмелева

Редактор А. Пейсоченко

Заказ 1155/20 Изд. ¹ 1183 1 ираки 722 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2