Устройство для связи и регулирования двух энергосистем

 

О П И С А Н И Е пп 439Î48

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Зависимое от авт, свидетельства (22) Заявлено 21.06.71 (21) 1675405/24-7 с присоединением заявки № (32) Приоритет

Опубликовано 05.08.74. Бюллетень № 29

Дата опубликования описания 4.03.75 (51) M. Кл. Н 02j 3/06

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений (53) УДК 621.316.13 (088.8) и открытий (72) Авторы изобретения

В, А. Веников, В. И. Соколов и Ю. Н. Астахов

Московский ордена Ленина энергетический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ

ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ

Изобретение относится к области энергетики, а именно к созданию объединенных энергосистем любой мощности, и может применяться в тех энергосистемах, в которых необходимо обеспечить переток мощности из одной части в другую при отсутствии взаимного влияния электромагнитных процессов в них, и при ооъединении энергосистем с разными номинальными частотами.

Преимущества объединенных энергосистем общеизвестны. Они обусловлены возможностями непрерывного и реверсивного обмена мощностью. Но известны и недостатки: быстрый рост токов короткого замыкания, опережающий рост отключающей способности выключателей, усложнение и удорожание мероприя гий по поддержанию запаса устойчивости; возможность распространения аварии, возникшей в одном месте энергосистемы, на все электрически связанные части объединенной энергетической системы; большие расходы средств на компенсацию реактивной мощности дальних электропередач, связывающих системы.

Известные устройства . связи энергосистем представляют собой просто линию электропередачи, подключаемую к обеим объединяемым энергосистемам, Этим создается электрическая связь систем, которой свойственны укаЗанные выше недостатки.

Цель изобретения состоит в повышении надежности и экономичности энергосистем путем создания такой межсистемной энергетической связи, при которой потоки мощности могли бы непрерывно проходить из одной энергосистемы в другую, а электрическое соединение систем отсутствовало бы.

Это достигается тем, что устройство межсистемной связи снабжено по крайней мере

1о одним энергоблоком, выполненным в виде двух синхронных генераторов на общем валу с одной турбиной, один из которых подключен к одной из объединяемых энергосистем, а другой к межсистемной линии электропередачи.

15 При связи энергосистем с разными номинальными частотами установленные на общем валу генераторы выполнены с разными числами пар полюсов, соответствующими частотам объединяемых энергосистем.

20 На фиг. 1 представлена схема связи энергосистем при одном энергоблоке межсисгемной связи с двумя генераторами на общем валу с турбиной; на фиг. 2 — то же при использовании двух таких энергоблоков; на фиг. 3 — схе25 ма при глубоком регулировании напряжения межсистемной линии электрапередачи с одним энергоблоком межсистемной связи, для связи и регулирования двух энергосистем.

Устройство состоит из двух генераторов 1

ЗО и 2, установленных на общем валу с одной

439048 турбиной 3. Генератор 1 подключен к сборным шинам 4 распредустройства энергосистемы 5, а генератор 2 — к сборным шинам б межсистемной линии 7 электропередачи, другой конец которой подключен к энергосистеме

8. Как видно из фиг. 1, электрическая связь энергосистем 5 и 8 отсутствует. Существует только энергетическая связь через вал данного энергоблока 1 и 2.

Генераторы 1 и 2 рассчитаны на длительную работу в режиме как генератора, так и двигателя. Остальные генераторы данной электростанции имеют обычную конструкцию и подключены к сборным шинам 4 и б через трехобмоточные трансформаторы или автотрансформаторы с выключателями в цепи каждой обмотки. Причем включен только один выключатель: к шинам 4, а второй отключен (фиг. 1), или к шинам 6 при отключенном выключателе от шин 4.

Описанное устройство может использоваться для осуществления регулирования напряжения на межсистемной линии электропередачи, независимого от напряжения в энергосистемах 5 и 8. Для этого на другом конце линии 7 предусмотрено устройство регулирования напряжения в двух вариантах: на-фиг. 2 межсистемная линия подключена к энергосистеме 8 через энергоблок, состоящий из двух генераторов 9 и 10 на общем валу с турбиной

11 и аналогичный описанному выше (фиг, 1).

Номинальная мощность генераторов 1 и 10 выбрана в два раза большей, чем генераторов

2 и 9; на фиг. 3 межсистемная линия 7 подключена к системе 8 через трансформатор с широким регулированием коэффициента трансформации любой известной конструкции.

Энергоблоки межсистемной связи (фиг. 1) работают следующим образом. Механическая мощность турбины З,,преобразованная в электрическую, генераторами может передаваться от генератора 1 в систему 5, от генератора 2 в систему 8, или одновременно в обе энергосистемы. Это зависит от того, в какой из систем имеет место дефицит мощности.

Если передаваемая в одну из энергосистем (пусть в 8) мощность превышает мощность турбины 3 блока межсистемной связи, то генератор 1 переходит в режим синхронного двигателя. Тогда мощность генератора 2 будет равна сумме мощностей турбины 3 и генератора 1, а номинальная мощность генератора 2 должна быть соответственно повышенной в два раза. При обратном направлении потока мощности в режиме двигателя работает генератор 2, а в генераторном режиме — 1.

Таким способом обеспечивается передача мощности при синхронной связи энергосистем, не связанных электрически, благодаря чему объединенная энергосистема секционируется

IIa электрически несвязанные части и исключается влияние одной системы на переходные электромагнитные процессы в другой, а влияние на электромеханические переходные просистемы 5 в систему 8, так и в обратном направлении, межсистемная связь осуществляется через два электромеханических звена (фиг. 2). Это возможно при установке на .. обоих.. концах. электропередачи энергоблоков с— двумя генераторами на одном валу с турбиной. Причем генераторы 1 и 10, подключае30

10

65 цессы демпфируется энергоблоком межсистемной связи.

Кроме того переводом генератора (пусть 2) в режим асинхронной машины создается возможность самостоятельного ведения режима отдельных энергосистем по частоте, по оптимальному распределению мощности при сохранении заданного межсистемного перетока мощности в желаемом направлении. Автоматический перевод генератора 2 блока из режима синхронного в режим асинхронного генератора (или двигателя — при перетоке мощности из одной системы в другую) может послужить средством предотвращения аварий с нарушением устойчивости межсистемных связей. И отдельные части энергосистемы можно объединить в единую энергосистему. Для осуществления глубокого регулирования напряжения необходимо иметь устройство регулирования на обоих концах линии межсистемной связи. Для реверсивной межсистемной связи, обеспечивающей передачу мощности как из мые к близлежащей системе, должны быть двойной номинальной мощности по сравнению с генераторами 2, 9 и с турбинами 3 и 11. Для межсистемной связи, осуществляющей передачу мощности в основном в одном направлении (пусть из системы 5 и 8) и значительно меньшую (или нулевую) мощность в обратном направлении, целесообразно предусматривать электромеханическую связь только на отправном конце ЛЭП (фиг. 3), а на приемном конце устанавливать трансформаторы с глубоким регулированием напряжения.

В обоих вариантах обеспечивается плавное и надежное регулирование напряжения на линии электропередачи в широких пределах: в первом путем регулирования .возбуждения генераторов 2 и 9 (фиг. 2); во втором путем регулирования возбуждения генератора 2 (фиг. 3) и коэффициента трансформации трансформаторов на приемном конце электропередачи.

Предмет изобретения

1, Устройство для связи и регулирования двух энергосистем, содержащее межсистемную линию электропередачи, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности объединенной энергосистемы, оно снабжено по крайней мере одним энергоблоком, выполненным в виде двух генераторов, установленных на валу одной турбины, один из которых подключен к одной из объединяемых энергосистем, а другой — ь межсистемной линии электропередачи, 439048 синхронные генераторы выполнены с разным .ислом пар полюсов, соответствующим номинальным частотам объединяемых систем.

Z (-5

Фиг 7 г иг. Г

Фиг 3

Составитель Т. Щеголькова

Тсхред Г. Васильева

Редактор В. Фельдман

Корректоры: Н. Лебедева, А, Степанова и О. Тюрина

Заказ 747/19 Изд. № 150 Тираж 760 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при связи энергосистем с разными частотами установленные на общем валу