Устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем
О П И С А Н И Е
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
Сеюэ Соввтскни
Свциалистическнк
° Республик
Опубликовано 230282. Бюллетень.йо7 Дата опубликования описвнкя 2М282 f$))+ Кд 3 Н 02 J 3/06 Государственный комитет СССР но делан изобретений и открытий )53) УДК 621. 316..13{088.8) (72). Авторы изобретения E.B. Калентионок, Г.E. Поспелов и В.Т. 13 ".: «,".,. ..д;.{дй .1 Белорусский ордена Трудового Красного 3 амен ь".:{"1! . . политехнический институт (71 } Заявитель {54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБКОЙ СВЯЗИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к способам и устройствам для повышения надежности работы объединенных энергосистем. . Известно, что при объединении современных энергосистем линиями электропередачи переменного тока возникают трудности с регулированием перетока мощности по этим электропередачам, особенно при возникновении аварийных режимов в энергообъединениях. Эти трудности могут быть преодолены объединением энергосистем гибкими связями, обеспечивающих возможность независимого регулирования потоков мощности и параллельной работы при различающихся частотах объединяемых энергосистем. Известно устройство для гибкой связи энергосистем, которое содержит электромеханический преобразователь частоты, выполненный на базе двух электрических машин, роторы которых соединены между собой единым общим валом. Включение устройств в рассечку межсистемных линий электропередачи позволяет осуществлять независимое регулирование перетоко. мощности между энергосистемами, локализировать аварии fl). Недостатком устройства является высокая стоимость оборудования и неизбежная двойная трансформация всей передаваемой электроэнергии, что вызывает дополнительные потери мощности и энергии в электромеханических преобразователях частоты межсистемных связей. Предлагаемое устройство не позволяет также осуществлять глубокое регулирование напряжения межсистемных электропередач. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для связи и регулирования двух энергосистем, содержащее два энергоблока, каждый из которых выполнен в виде двух генераторов, установленных на валу одной турбины, .один из которых подключен 2О к своей энергосистеме, а другой к межсистемной линии электропередачи 12). Устройство позволяет осуществлять глубокое регулирование напряжения и 25 реверсивную передачу мощности по иежсйстемной связи. Недостатком известного устройства, даже при подключении к энергоблокам двух и более .электропередач, 30 является большая установленная 9II 7690 мощность генераторов. Так, при величине обменной электрической мощности между объединенными энергосистемами, равной, например, мощности турбины (Р„Б„„ = Рт), и передаче мощности турбины в одну или другую энергосистему, номинальная мощность каждого генератора (Р„г) должна быть равна обменной мощности и мощности турбины (P qq = Р „ + Р.„ орч 2Р ), а общая установленная мощность энергоблоков устройства равна Р „ — — 4Р = 8Р . При величине обнГ т мейной мощности между энергосистемами, равной, например, Р „ = 2Р, для обеспечения полного диайазона 15 регулирования номинальная мощность каждого генератора должна быть равна нт. оБМх+ Рт ЗРт и обЩаЯ Установленная мощйость электрических машин в энергоблоках устройства равна 20 4Рнга = 12P ° Недостатком устройства является и малая надежность предлагаемой межсистемной связи, так как отказ в работе любого из энергоблоков приводит к полному переключению перетоков мощности между энергосистемами. Пель изобретения — уменьшение установленной мощности электрических машин энергоблоков и повышение надежности гибкой межсистемной связи. указанная цель достигается тем, что устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем, содержащее два энергоблока, каждый из которых выполнен в виде двух асинхронизированных синхронных машин, установленных на валу одной турбины, и межсистемную линию электропередачи, причем одна из машин каждого энергоблока подключена к своей энергосистеме, а другая машина снабжена выводами для подключения к межсистемной линии электропередачи, снабжено второй межсистемной линией электропередачи, причем машины энергобло- 45 ка с выводами для подключения к межсистемной линии подключены к различным межсистемным линиям электропере" дачи, свободные концы которых подключены к соответствующей знергосис- 5Q теме. На фиг. 1 и 2 представлены возможные варианты выполнения заявляемого устройства для гибкой связи и регулирования двух энергосистем. Устройство состоит из энергоблока, выполненного в виде двух асинхронизированных синхронных машин 1 и 2, установленных на общем валу с турбиной 3 и второго энергоблока с асинхронизированными синхронными машинами 4 и 5, установленных на общем валу с турбиной 6. Электрическая машина 1 подключена через трансформатор 7 с глубоким регулированием 65 напряжения к энергосистеме 8 н межсистемной линии 9 электропередачи, другой конец которой через силовой трансформатор 10 связи подключен к машине 5. Электрическая машина 8 подключена через силовой трансформатор ll к межсистемной линии 12, другой конец которой подключен через трансформатор 13 с глубоким регулированием напряжения к энергосистеме 14 и электрической машине 4. Системы 15 и 16 возбуждения асинхронизированных машин 1 и 2 подключены к выходам блока 17 управления возбуждением машины. Системы 18 и 19 возбуждения асинхронизированных машин 4 и 5 подключены к выходам блока 20 управления возбуждением машин 4 и 5. На вход блоков 17 и 20 управления подаются сигналы, пропорциональные требуемым и действительным параметрам режимов (например, частоты энергосистем, перетоков мощности, напряжению и т.д.). Электрические машины 1, 2, 4 и 5 расчитаны на длительную работу в режиме как генератора, так и двигателя. Остальные генераторы энергоблоков данных электростанций энергосистем имеют обычную конструкцию и подключены к сборным шинам через трехобмоточные трансформаторы или автотрансформаторы (фиг. 2). В предлагаемом устройстве электрическая связь энергосистем 8 и 14 отсутствует. Существует только энергетическая связь через валы электрических машин 1 и 2, 4 и 5. Устройство работает следующим образом. Механическая мощность турбины 3, преобразованная в электрическую генераторами, может передаваться от генератора 1 в энергосистему 8, от генератора 2 в энергосистему 14 или одновременно в обе энергосистемы. Аналогично механическая мощность турбины 6 может передаваться от генератора 5 в энергосистему ф, от генератора 4 в энергосистему 14 или одновременно в обе энергосистемы. Принципиально возможна передача мощности от генератора 1 в энергосистему 14, от генератора 4 в энергосистему 8. Режим работы генераторов зависит от условий работы объединенных энергосистем. Если требуемая передаваемая в одну из энергосистем (пусть в 14) мощность превышает мощность турбин (например, РоБм — Рт) ° электрические машины 1 и 5 блоками управления возбуждения переводятся в режим двигателя с механической мощностью каждый по 0,5 P . Тогда мощность от генераторов 2 и 4, передаваемая в энергосистему 14, будет } (} ? }) 1}() pàâHà сумме турбин 3 и 6 и лвигате. лей l н 5. При обратном направлении передаваемой мощности электрические машины 2 и 4 работают в режиме двигателя, э электрические машины 1 и 5 в генераторном режиме передают мощность в энергосистему. Для осуществления такого режима передаваемой мощности в связываемых энергосистемах установленная мощность электрических машин должна составлять Рi}т = 4 (P + 0 ° 5Pò ) = 6P ° Для ре шения такой задачи требуется номинальная мощность машин энергоблоков Р = 8 Рт. Если требуемая обменная мощность между энергосистемами составляет, например, Роя},}= 2Р}., то для обеспечения полного регулирования и реверса перетоков мощности номинальная установленная мощность электрических машин должна составлять Р, } = 4(P + + Р ) = 8Рт. Для решения такой задачи известными устройствами требуется. -номинальная мощность машин Р}} -" 12Рг. Таким образом, предлагаемое уст" ройство для гибкой связи и регули- рования двух энергосистем позволяет уменьшить номинальную установленную мощность электрических машин энергоблоков до 50Ъ. Предлагаемое устройство повышает .и надежность межсистемной связи, так как -отказ в работе какого-либо из энергоблоков не приводит к полному прекращению перетока мощности между энергосистемами. Формула изобретения Устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем, 1О содержащее два энергоблока, каждый иэ которых выполнен в виде двух асинхронизированных синхронных машин, установленных на валу одной турбины, и межсистемную линию электропередачи, причем первая из машин каждого энергоблока подключена к своей энергосистеме, а вторая машина каждого энергоблока подключена к межсистемной линии электропередачи, отличающееся тем, что, 20 .с целью уменьшения установленной мсищности энергоблоков и повышения надежности связи, оно снабжено второй межсистемной линией электропередачи, причем вторые машины каждого р энергоблока подключены к различным межсистемным линиям электропередачи, каждая из которых подключена к соответствующей энергосистеме. Источники информации, принятые Во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР Р 600662, кл. Н 02 J 3/06, 1976. 2. Авторское свидетельство СССР Р 439048, кл. Н 02 .J 3/06, 1971. Фиа Р Составитель Л. Дементьева Редактор Л. Гратилло Техред А. Бабннец Корректор А.,Гриценко Ъаказ 609/65 Тираж 670 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Косква, ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП Патент ", г. Ужгород, ул. Проектная, 1
