Устройство для регулирования передачи постоянного тока высокого напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Реслублик (11) 587888 (61) дополнительный к патенту (22) ЗаявЛено 11.02.74(21) 1994885/24«07 (51) М. Кл.

Н 02 У 3/46 (23) Приоритет - (32) 14.02.73

Э (31) 7 302049-7 (33) IIlaelxas

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 05.01.78.Бюллетень № 1 (45) Дата опубликоьа;1. я описания15.01.78 (53) УДК 621.3.07. . 052.5 (088. 8) (72) Авторы изобретения

HHGCTpGHig;i

Бертил Хаммарлунц, Ларс-Зрии Юлин (Швеция) Иностранная фирма

АСЕА Актиебалаг" (Швеция) (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ЙЛЯ РЕГУЛИР:ВАНИЯ ПЕРЕЙАЧИ

ПОСТОЯННОГО ТОКА ВЫг ОКОГО НАПРЯИБНИЯ

Изобретение относится к системе передачи постоянного тока высокого напряжения, состоящей из линии электропередачи постоянного тока и соединенных с ней преобразовательных подстанций, каждая из которых соединена с линией постоянного тока и состоит, по крайней мере, из двух соединенных параллель но преобразователейлараллельное соединение преобразователей используется в сравнительно мощных линиях электропередачи.

Линии электропередачи постоянного тока связаны с системой управления, задающей параметры тока в преобразовательных станциях таким образом, чтобы ток, протекающий через выпрямительную станцию, превышал ток, протекающий через инверторную станцию, на определенную величину, называемую «запасным» током, что обеспечивает стабильную работу агрегатов, подключенных к линии электропередачи. Если на станции установлено несколько соединенных параллельно прсобразователей, то на ней необходимо иметь специальное токорас пределительное устройство, обеспечивающее равномерное распределение нагрузки на преобразователи. Выход из строя одного из преобразователей сопровождается изменением. параметров линии электропередачи, причем эти изменения зависят от того, на какой из станций (выпрямительной или . нвсрторной) выходит из строя преобразователь.

При выходе из строя одного из преобразователей инверторной станции вь1прямительная

5 станция работает нормально, и весь ток проходит через оставшийся целый i:íâåðòîIi, что может привести к е. :о псрсгрузк . При выходе из строя преобразователя:-а в =:ïðÿìèòåëû:ой станции понижается фазовый угон преобразователя инверторнои стан„ии и, как следствие этого, падает его внутрсннес постоянное напряжение.

Чтооы ограничп1 пос-о>. . ный i ок выпрямительнои по.lñтанцни, .олжно понизиться внутреннее постоянное напряжспи оставшегося целым преобразователя за c. -1ст увеличения его

I5 фазового угла +, i îñòîÿííì напряжение и постоянный ток в линии электропередачи упадут до нуля.

В обычных линиях элс;тропереда ги этого

Нс происходит, так как с :стема упрагпения

20 линии электро.—. рс, :„ .и. снабженная устройством для передачи с:.1гпа.,ов на расстояние, контролирует с .:сTQh; ие преобразователей и при выходе из -:ãiioÿ одного из преобразователей снижает зад iííæ значе Нс. тока станции до значения. допустимого для нормальной рабо587888 ты оставшегося целым преобразовате— ля (1)и (3).

Известно также устройство для регулирования передачи постоянного тока высокого напряжения, включающей линию постоянного тока, выпрямительную и инверторную подстанции, подсоединенные к сетям переменного тока, выполненные из параллельно соединенных преобразователей мостов, в цепи которых установлены трансформаторы тока, и снабженные блоком защиты, реагирующим на падение напряжения в линии, содержащее на каждой подстанции регулятор тока каждого преобразовательного моста и общеподстанционный регулятор тока, связанный с блоком установки тока и через линию дистанционной связи — с общеподстанционным регулятором тока другой подстанции 13). Недостатком устройства является то, что при выходе из строя системы дальней связи система управления не обеспечивает требуемого изменения тока и не осуществляется контроль работы преобразователей без системы дальней связи на каждой станции.

Цель изобретения — сохранение взаимного координирования работы подстанции в случае одновременного выхода из строя линии дистанционного управления и преобразователя на одной из подстанций. Это достигается благодаря тому, что в устройстве на каждой подстанции установлен датчик тока и напряжения, входы которого связаны с линией передачи, с трансформатором тока каждого из преобразователей подстанции и блоком защиты, реагирующим на падение напряжения в линии, а выход подсоединен к общеподстанционному регулятору, на инверторной подстанции дополнительно установлены регуляторы-ограничители напряжения каждого преобразовательного моста, каждый из которых связан с трансформатором тока соответствующего преобразовательного моста, один выход каждого из которых через блокирующее устройство подсоединен к защитному устройству, реагирующему на падение напряжения в линии, а другой выход связан с регулятором тока соседнего преобразовательного моста.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема передачи; на фиг. 2 — преобразовательная подстанция с устройством для ее регулирования.

Устройство включает преобразователи 1 и 2, датчики 3 и 4 тока, делитель 5 напряжения, регуляторы 6 и 7 тока, общеподстанционный регулятор 8, блок 9 управления, блок 10 защиты, датчик 11 напряжения, сумматоры 12 и 13, регуляторы-ограничители 14 и 15, блок 16 блокировки, линии 17 и 18, связывающие датчики тока с регуляторами тока, линию 19, :оединяющую блокирующий блок с общеподстанционным регулятором, линию 20, соединяющую напряжения.

Система (см. фиг. 1) состоит из двух преобразовательных подстанций: выпрямительной подстанции L R и инверторной подстанции V R.

Каждая станция включает два соединенных параллельно с линией L постоянного тока и цепью переменного тока преобразователя LR и LR и VR и VR >. Подстанции соединены и заземлены через реакторы R. Подстанции снабжены антеннами Т системы дальней связи, которые принимают сигналы от блока управления.

Подстанция, показанная на фиг. 2, может

5 работать и как выпрямительная станция и

) как инверторная. Работа отдельных элементов подстанции зависит от того, в каком режиме работает сама станция, т. е. в режиме инвертора или выпрямителя. Подстанция включает два преобразователя 1 и 2, соединенные параллельно с линией постоянного тока L, которые через реакторы R соединены с землей.

Линия электропередачи снабжена блоком управления 9, которая регулирует протекающий через станции ток в зависимости от мощности и других параметров линии электропередачи.

Этот блок может быть установлен как на одной из станций (пунктирная линия), так и в любом соответствующем месте и управляет работой станции через приемные антенны Т системы дальней связи.

Сигнал из блока управления 9 поступает в общеподстанционный регулятор 8, который в инверторной станции включает устройство, вычитающее из принимающего сигнала величину, соответствующую данному значению тока уставки.

Значения номинального тока и тока уставки характеризуются соответствующими электрическими сигналами. Ток уставки характеризуется сигналом постоянной величины, который подается на инверторную станцию и не подается на выпрямительную станцию. Регулятор 8

30 после вычитания сигнала, характеризующего величину запасного тока, подает равные по величине и пропорциональные половине суммарного тока подстанции сигналы на регуляторы тока 6 и 7 преобразователей 1 и 2. На вход в регуляторы 6 и 7 по линиям 17 и 18

35 подаются от датчиков 3 и 4 сигналы, характеризующие значения тока в соответствующем преобразователе.

В качестве регуляторов 6 и 7 можно использовать, например, устройство управления преобразователем 14) . Поскольку электрическая энергия может передаваться даже после повреждения в линии дальней связи, целесообразно иметь на подстанциях запоминающие устройства, фиксирующие заданное значение тока подстанций, которое может меняться по

4s сигналу блока 9.

На каждой станции имеется блок защиты 10, соединенный с линией через делитель напряжения 5. Устройство такого типа (5) при падении линейного напряжения из-за повреж50 дения линии электропередачи подает в регуляторы 6 — 8, соединенные с ним линией 19, сигнал, соответствующий нулевому значению тока. Предлагаемое устройство обеспечивает нормальную работу линии электропередачи при выходе из строя одного из преобразова телей подстанции при возможном повреждении линии дальней связи.

При повреждении одного из преобразователей 1 или 2 выпрямительной подстанции второй ее преобразователь продолжает работать в собственном режиме, т. е. при величине тока, 60 равнои половине общего тока в линии электро587888 передачи. При этом на оба преобразователя инверторной подстанции подается ток, равный половине номинального тока подстанции. В результате внутреннее постоянное напряжение инверторов начнет падать до тех пор, пока фазовый угол инверторов не достигнет нижнего предельного значения, равного приблизительно 90, после чего напряжение в линии 1. упадет до нуля.

Падение напряжения в линии контролируется датчиком напряжения 11, вход которого соединен с сумматором 12, выходной сигнал которого равен разнице между заданным по сигналу из блока управления 9 значением тока и фактическим значением тока, которое измеряется сумматором 13, соединенным с датчиками 3 и 4. При падении линейного напряжения и значительной разнице между заданным и фактическим значениями тока инверторной подстанции, обу.ловленными выходом из строя одного из преобразователей выпрямительной подстанции, в регулятор 8 от датчика 11 поступает сигнал, по которому ток в инверторной подстанции уменьшается в два раза.

Блок защиты 10 на обеих подстанциях реагирует также на падение линейного напряжения, что не влияет существенно на работу инверторной подстанции, а на выпрямительной подстанции, на которой фиксируется характер повреждения, проявляется, однако, в ненужных повторяющихся переключениях.

Поэтому датчики 3 и 4 дополнительно соединяются с регулятором ограничителя 14 и

15, в которые поступает сигнал, соответствующий падению тока преобразователя до нуля и свидетельствующий о выходе преобразователя из строя. По этому сигналу происходит временное запирание блока 16, выключенного в соединительную линию 19 и отключающего блок защиты 10 выпрямительной подстанции вплоть до изменения номинального значения тока в инверторной подстанции.

Для обнаружения выхода из строя того или иного преобразователя регуляторы-ограничители 14 и 15 можно подключать не к датчикам 3 и 4, а к регуляторам тока 6 и 7.

При выходе из строя одного из преобразователей на инверторной подстанции весь постоянный ток, вырабатываемый выпрямительной подстанцией, подается на оставшийся целым инвертор, что может привести к его перегрузке. Однако, если инвертор будет работать нормально, то на работе выпрямительной подстанции выход из строя одного из инверторов никак не отразится. Согласованная работа подстанций при повреждении линии дальней связи достигается подачей сигнала от регуляторовограничителей 14 и 15 в зависимости от повреждения того или иного инвертора в соответствующий оставшемуся целым инвертору регулятору 6 или 7, который при этом снижает до нуля внутреннее напряжение инвертора. В системе регулирования (4) это снижение напряжения осуществляется за счет уменьшения значения -v x до 90 в устройстве, уменьшающем фазовый угол dС до о -, „. Другой путь снижения внутреннего напряжения инвертора заключается в резком увеличении тока

Формула изобретения

Устройство для регулирования передачи постоянного тока высокого напряжения, включающей линию постоянного тока, выпрямительную и инверторную подстанции, подсоединенные к сетям переменного тока, выполненные из параллельно соединенных преобразовательныv мостов, в цепи которых установлены трансформаторы тока, и снабженные блоком защиты, реагирующим на падение напряжения в линии, содержащее на каждой подстанции регулятор тока каждого преобразовательного мос— та и общеподстанционный регулятор тока, связанный с блоком уставки тока и через линию дистанционной связи —. с обшеподстанцион50

5 о

20 регуляторов 6 или 7 по сигналу от того или иного регулятора-ограничителя 14 или 15 соответственно. В обоих случаях происходит быстрое падение напряжения постоянного тока на линии L, которое зафиксируется датчиком напряжения 11.

В выпрямительной подстанции, в отличие от нормально работающей инверторной подстанции, не возникает сигнала ошибки по току, который вырабатывается сумматором 12. При этом, однако, срабатывает блок защиты 10, который соединен с датчиком напряжения ll линией 20. Перед поступлением сигнала в датчик 11 блок защиты 10 должен несколько раз переключиться и только после этого в общеподстанционный регулятор 8 и ступит сигнал, соответствующий значению тока только одного преобразователя. При правильной работе блоков 10 и 1!, фиксирующих падение напряжения из-за выхода из строя одного из инверторов, линия электропередачи будет нормально работать с уменьшенной мощностью. Целесообразно, чтобы защитное устройство срабатывало при повреждении линии передачи, так как вероятность повреждения линии намного выше вероятности повреждения того или иного преобразователя.

Временное снижение напряжения в оставшемся целом инверторе необходимо только в том случае, если заданное суммарное значение тока для линии передачи превышает допустимое значение тока для одного преобразователя.

Возбуждение регуляторов 6 или 7 по сигналам от регуляторов-ограничителей 14 или !5 можно поэтому производить независимо от значения тока. Нежелательные эффекты, обусловленные выходом из строя выпрямителя, можно ограничить, если зафиксировать выход из строя выпрямителя с помощью линии дальней связи, так как при этом возрастает запасной ток в инверторной подстанции. При увеличении запасного тока приблизительно до половины от величины номинального тока ток инверторной подстанции при выходе из строя выпрямителя должен быть уменьшен ниже уровня тока, поступающего в инверторную подстанцию от оставшегося целым выпрямителя. В этом случае не снижается выходное напряжение инверторной подстанции и элементы 11 и 12 не сработают.

587888

Фиг. 1

Фиг. 2

Составитель Л. Дементьева

Техред О. Луговая Корректор II. Мельниченко

Тираж 8QE Подписное

Редактор О. Филиппова

Заказ 47/4

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ° ны v, регулятором тока другой и подстанции, отли аюи4ееся тем, что, с целью сохранения взаимного координирования работы подстанций в случае одновременного выхода из строя линии дистанционного управления и преобразователя на одной из подстанций, на каждой подстанции установлен датчик тока и напряжения, входы которого связаны с линией передачи, с трансформаторами тока каждого из преобразователей подстанции и с блоком защиты, реагирующим на падение напряжения в линии, а выход подсоединен к общеподстанционному регулятору, на инверторной подстанции дополнительно установлены регуляторы-ограничители напряжения каждого преобразовательного моста, каждый из которых связан с трансформатором ока соответствующего преобразовательного моста, один выход каждого из которых через блокирующее устройство подсоединен к защитному устройству, реагирующему на падение напряжения в линии, а другой выход связан с регулятором тока соседнего преобразовательного моста.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Авторское свидетельство СССР № 265253, кл. Н 02 P 13/20, 1968.

2. «IEEE Transaction Power Apparats and

10 Systems», 1964, № 1, 71 — 77. Discuss 77.

3. Патент Швеции № 226445, кл. 21 с, 67/10, 1966.

4. Патент СССР № 316272, кл. Н 02 р 13/16, 1968.

5. Патент США № 3036257, кл. 321 — 2, 1962.