Устройство для объединения двух энергосистем

 

А.С.Зеккель, Л.А.Кощеев, А,В.Поссе и А.В. Черкасский (72) Авторы изобретения

Научно-исследовательский институт постоянного тока (7l) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕДИНЕНИЯ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ

f5

Изобретение относится к энергетике, а именно к способам и устройствам повышения надежности работы объединенных энергосистем путем объединения систем гибкими связями, обеспечиваю5 щими возможность их параллельной работы при различных частотах.

Известно устройство для объединения энергосистем с различными частотами, включаемые в рассечку межсистемных связей, в котором каждая фаза одной из объединяемых систем подключена ко всем фазам другой энергосистемы посредством устройств с переменной индуктивностью Г1) .

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для объединения двух энергосистем, содержащее трехфазные трансформаторы, первичные обмотки которых подсоединены к энергосистемам, и тиристоры, соединенные в треугольник и подключенные ко вторичным обмоткам этих трансформаторов $2 1.

К недостаткам этого устройства относится большой переток реактивной мощности, превосходящий передаваемую активную мощность в 3 раза, что приводит к необходимости иметь в объединенных энергосистемах дополнитель" ные источники реактивной мощности, а также вынужденное ограничение потока активной мощности, который можно поддерживать постоянным на уровне не выше Я/2 от пропускной способности устройства. Загрузка устройства большой реактивной мощностью и вынужденное ограничение потока активной мощности приводит к повышению установленной мощности его оборудования;

Цель изобретения - уменьшение перетока реактивной мощности и снижение установленной мощности оборудования.

3 936211

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для объединения двух энергосистем, содержащем трехфазные трансформаторы, первичные обмотки которых подсоединены к энергосистемам, и тиристоры соединенные в треугольники и подключенные ко вторичным обмоткам трансформаторов, каждый из двух трехфазных трансформаторов снабжен дополнительной вторичной обмоткой и третичной обмоткой, причем первичные обмотки трехфазных трансформаторов подключены к различным энергосистемам, обе с вторичные обмотки каждого из трехфазных трансформаторов соединены, друг с другом пофаэно встречно-по,следовательно, а третичные обмотки

t одного трехфазного трансформатора соединены в звезду, а другого zo в треугольник, и каждая третичная обмотка одного трансформатора пофаэно подключена к точке соединения о встречных обмоток другого трансформатора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики зависимостей активной и реактивной мощностей, проходящих через обмотки трансформаторов, от угла сдвига между напряжениями энергосистем.

Устройство содержит даа трехфазных четырехобмоточных трансформатора 1 и 2, первичные обмотки 3 и 4 которых соединены s звезду и подключены к шинам и 6 объединяемых энергосистем. Фаэные выводы двух вторичных обмоток 7 и 8 трансформатора 1, в нейтрали которых включены

40 тиристоры 9 и 10, соединенные в треуголь ник, соединены между собой пофазно встречно-последовательно и присоедине. ны к третичной обмотке 11 трансформато ра 2, соединенной в заезду, а фазные выводы двух вторичных обмоток 12 и 13 т ранс45 форматора 2, в нейтрали которых включены тиристоры 14 и 15, соединенные в треугольник, соединены между собой пофазно встречно-последовательно и присоединены к третичной обмотке 16 трансформатора 1, соединенной треугольником.

При номинальных напряжениях на шинах и 6 объединяемых энергосистем все вторичные обмотки 7 и 8, 12 и 13 и третичные обмотки 11 и 16 обоих трансформаторов 1 и 2 имеют одинаковые по величине линейные напряжения.

В нейтрали вторичных обмоток 7, 8

12 и 13 включены соответственно тиристоры 9,10,14 и 15. Когда тиристоры 9, 10, 14 и 15 заперты, нейтраль соответствующей вторичной обмотки

7, 8, 12 и 13 разомкнута и эта обмотка не участвует в работе устройства. Когда на тиристоры 9, 10, 14 и 15 подаются отпирающие импульсы управления, то в соответствующей вторичной обмотке 7,8,12 и 13 проходит ток, значение которого можно изменять регулируя фазу импульсов управления. Фазные выводы вторичной обмотки 7 соединены соответствующими фазными выводами вторичной обмотки 8 и фазные выводы вторичной обмотки 12 соединены соответствующими фазными выводами вторичной обмотки 13. При этом напряжения вторичных обмоток.7 ,и 8, а также вторичных обмоток 12

I и 13 направлены встречно. Такое встречное включение двух вторичных обмоток 7, 8 и 12,13 допустимо, так как при работе устройства у одной из них разомкнута нейтраль.

Соединенные между собой пофазно фазные выводы вторичных обмоток 7 и 8 трансформатора 1 соединены с соответствующими выводами третичной обмотки 11 трансформатора 2, включенной по схеме звезда. При синфазных напряжениях объединяемых энергосистем напряжения вторичной обмотки 7 и третичной 11 направлены согласно, а вторичной обмотки 8 и третичной 11 встречно. При сдвиге напряжений энергосистем на угол д напряжения вторичной обмотки 8 и третичной 11 сдвинуты между собой на угол 180 +Ф о

Соединенные между собой пофазно фазные выводы вторичных обмоток

12 и 13 трансформатора 2 соединены с выводами третичной обмотки 16 трансформатора 1, включенной треугольником, причем это соединение выпол" нено так, чтобы сдвиг между соответствующими линейными напряжениями третичной обмотки 16 с одной стороны и вторичных обмоток 12 и 13 с другой при синфазности напряжений объединяемых энергосистем составлял 90o.

При сдвиге напряжений энергосистем на угол сР, как показано на фиг.1, вектор фазного напряжения 16 звезды отстает от фазного напряжения 12 на угол 90а + сР и от фазного напряжения 13 - на угол 270 +Ф о

Угол б

Тиристоры

) (2

9 10 14 от до

16-12

7 11

0 90

90 l80

180 270

270 360

7-11

16-13

16-13, 8-11, 8-11

16-12

5 9362

Работа устройства зависит от значения угла сдвига с1 между напряже-. ниями объединяемых энергосистем и автоматически регулируется путем отпирания, изменения угла регулирования и запирания тиристоров

9, 10, 14 и 15. Процесс работы устройства на всем диапазоне изменения угла Ф от 0 до 360 при пропускании через устройство максималь- 1О ного и постоянного по величине потока активной мощности поясняется таблицей.

При изменении угла Ф от 0 дс

90о отпираются импульсами управления тиристоры 9 и 14 и мощность передается через вторичные обмотки 7 и 12 и третичные 11 и 16 и 7-11.

При этом тиристоры 9 полностью открыты и поэтому изменение активной и ре-, активной, мощности происходит по естественным (незарегулированным) уг-. ловым характеристикам (фиг.2) р =s1n+,Я = - oSd, д ГО;90 3 где Р> „1,0 „ << - соответственно активная и реактивная мощ30 сительных единицах.

Отпирание тиристоров 14 производится с задержкой, причем угол регулирования изменяется в зависимости от

35 угла Ф таким образом, чтобы изменение активной мощности через вторичную обмотку 12 и третичную 16 происходи )н

"+" — тиристорь1 отпираются, тиристоры заперты.

11 6 ло по зарегулированной угловой характеристике (фиг.2). 16-1<= 1-sind ; d (0;0 90 ).

Изменение реактивной мощности при таком регулировании происходит по характеристике

0 <,, 1 — - cos d / f0, 90О1.

В результате через устройство в рассматриваемом диапазоне изменения д проходит постоянный поток активной и реактивной мощности

Р = Р <ь- 11+ Pv-« = 1 = 1ь-1 +@1 =

1.

da Ьазисную величину здесь принята пропускная способность устройства, равная 3 U /Х, где U - фаэное на1 пряжение на шинах 5 и 6 одной из объединяемых энергосистем, Х вЂ” приведенное к этим шинам суммарное индуктивное сопротивление короткого замыкания обоих трансформаторов 1 и 2 устройства.

По таблице и графикам фиг.2 легко проследить за работой устройства в следующих диапазонах изменения угла d (90, 180 1, 180

270 ) и(270С 360 ). Как видно из фиг.2, в результате поочередного регулирования тиристоров 9, 10, 14 и 15 на спадающих частях угловых характеристик активной мощности через устройство во всем диапазоне изменения угла б" передаются постоянные по величине потоки активной и реактивной мощности.

В работе вторичные и третичные обмотки трансформаторов

Формула изобретения

Устройство для объединения двух энергосистем, содержащее трехфазные трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к энергосистемам, и тиристоры, соединенные в треугольник и подключенные ко вторичным обмоткам трансформаторов, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью

7 93621

Величину активной мощности, передаваемой через устройство, можно плавно изменять в пределах 0-1 с помощью соответствующего регулирования тиристоров 9, 10, 14 и 15.

Для передачи постоянной по величине активной мощности Р < 1 надо вводить регулирование тиристоров 9, 10, 14 и 15, начиная с тех точек, где нарастающие угловые характеристики Р=Г(с ) о достигают Р . Соответственно будет

4 изменяться и поток реактивной мощности.

1 8 уменьшения перетока реактивной мощности и снижения установленной мощнос ти оборудования, каждый из двух трехфазных трансформаторов снабжен дополнительной вторичной обмоткой и третичной обмоткой, причем первичные обмотки трехфазных трансформаторов подключены к различным энергосистемам, обе вторичные обмотки каждого из трехфазных трансформаторов соединены друг с другом пофазно встречно" последовательно, а третичные обмотки одного трехфазного трансформатора соединены в звезду, а другого в треугольник, и каждая третичная обмотка одного трансформатора пофазно подключена к точке соединения встречных обмоток другого трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент Японии 11 47-28489, кл. 58 А 2, 1972.

2. Патент Японии М 48-39623, кл. 58 д 2, 1979.

936211

ОФ

Р ИХ Н0

Составитель А.Михайлов

Техред С. Мигунова Корректор

М. Пожо

Редактор М.Келемеш

Подписное филиал ППП "Патент", г; Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4239/65 Тираж. 669

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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