Устройство для объединения энергосистем

 

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения упрощение и повышение экономичности. Устройство объединяет энергосистемы с напряжениями V<SB POS="POST">1</SB>и V<SB POS="POST">2</SB>, отличающимися частотами. При автоматическом изменении результирующей ЭДС одной из электрических машин, например 9, пропорционально синусу, а второй-10, пропорционально косинусу половины взаимного угла δ между векторами напряжений V<SB POS="POST">1</SB> и V<SB POS="POST">2</SB> обеспечивает независимость активной мощности, передаваемой через устройство от взаимного угла. Угол же между ЭДС каждой из машин и напряжением якоря оказываются равным попеременно нулю или 180 эл. град. Устойчивая работа машин при угле, равном 180 эл. град. обеспечивается за счет соответствующего регулирования тока возбуждения в обмотках 11, 12, расположенных в пространстве под углом к результирующей ЭДС. Неп на зажимах якоря каждой из машин имеет частоту, равную средней частоте объединяемых систем, а их модули изменяются при изменении угла между максимальным и нулевыми значениями. При этом, если модуль напряжения на зажимах одной из машин принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой машины падает до нуля, неп на зажимах второй машины максимально. Поэтому синхронный двигатель 15, находящийся на валу машины 9 и питаемый от машины 10, развивает момент, достаточный для покрытия потерь холостого хода и вращения машины 9 со средней частотой. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСМИХ.

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

А1 (191 (11) (11 4 Н 02 J 3/06 ",E„gfgggAg

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Х А87ОРСНОМУ СВИ4Е7ЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ПЮТ СССР (21) 4133610/24-0/ (22) 20.06.86 (46) 07.07.89. Бюл. h 25 (71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) А.С.Зеккель, A.X Есипович, Л.A.Êîøååâ и А.В.Черкасский (53) 621.316.728 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 762087, кл. Н 02 .1 3/06, 1980.

Авторское свидетельство СССР

У 577607, кл. Н 02 J 3/34, 1977.

Авторское свидетельство СССР

У 666607, кл. Н 02 J 3/06, 1979.

2 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕДИНЕНИЯ

ЭНЕРГОСИСТЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения — упрощение и повышение экономичности. Устройство объединяет энергосистемы с напряжениями Ц„ и U отличающимися частотами. IIp> автоматическом изменении результирующей ЭДС одной из электрических машин, например 9, пропорционально синусу, а второй 10 пропорционально косинусу половины взаимного угла между векторами напряжений Ц, и 11 обеспечивается неза1492415

15 висимость активной мощности, передаваемой через устройство от взаимного угла. Угол же между ЭДС каждой иэ машин и напряжением якоря оказывается равным попеременно нулю или 180 эл.град. Устойчивая работа машин при угле, равном 180 эл.град., обеспечивается за счет соответствующего регупирования тока возбуждения в обмотках, расположенных н пространстве под углом к результирующей ЭДС, Напряжение на зажимах якоря каждой из машин имеет частоту, равную средней частоте объединяемых систем, а их

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам повышения устойчивости и надежности работы объединенных энергосистем путем объединения гибкими связями, 25 обеспечивающими возможность иэ параллельной работы при различных частотах.

Цель изобретения — упрощение устройства за счет отказа от частотно- 30 регулируемого привода и связанной с ними выпрямительно-инверторной установки.

На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 — графики зависимостей.

Устройство (фиг.1) содержит силовые трехобмоточные трансформаторы 1 и 2, первичные (сетевые) обмотки 3 и 4 трансформаторов, вторичные (ге- 40 нераторные) обмотки 5 и 6 трансформаторов, третичные (генераторные) обмотки 7 и 8 транформаторов, обмотки якорей электрических машин 9 и

10, роторы 11 и 12 электрических ма- 45 шин с многоосевым возбуждением, автоматически регулируемьlp возбудители

13 и 14 электрических машин,регулируемые приводы 15 и 16 электрических машин, напряжения шин объединяемых энергосистем.

Первичные (сетевые) обмотки 3 и

4 трансформаторов подключены к шинам энергосистем с напряжением U u Uz

55 соответственно. Вторичные (генератарные) обмотки 5 и 6 соединены послсдовательно- согласно и подключены к обмотке якоря электрической машины модули изменяются при изменении угля между максимальным и нулевыми значениями. При этом, если модуль напряжения на зажимах одной из машин принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой машины падает до нуля, напряжение на зажимах второй машины максимально. Поэтому синхронный двигатель 15, находящийся на валу машины 9 и питаемый от машины

10, развивает момент, достаточный для покрытия потерь холостого хода и вращения машины 9 со средней частотой. 2 ил.

1О и обмотке якоря регулируемого привода 15, вал которого соединен механически жестко с валом ротора 11 электрической машины 9. Третичные (генераторные) обмотки 7 и 8 соединены последовательно-встречно и подключены к обмотке якоря электрической машины 9 и обмотке якоря регулируемого привода 16, вал которого соединен механически жестко с валом ротора 12 электрической машины 10. К обмоткам роторов 11 и 12 подключены автоматически регулируемые возбудители 13 и

14 соответственно, Устройство работает следующим образом.

При автоматическом изменении результирующей ЭДС одной из электрических машин пропорционально синусу и второй пропорционально косинусу половины взаимного угла 3 между векторами напряжений U n U< обеспечивается независимость активной мощности, передаваемой через устройство, от указанного взаимного угла. Угол же между

ЭДС каждой из машин и напряжением якоря (внутренний угол) оказывается равным попеременно нулю или

180 эл.град ° Таким образом, активная мощность, потребляемая или выдаваемая машинами, тождественно равна нулю. Устойчивая работа машин при угле, равном 180 эл.град, обеспечивается за счет соответствующего регулирования тока возбуждения в обмотках, расположенных в пространстве под углом к результирующей ЭДС. Напряжение за зажимах якоря каждой из машин имеет частоту, равную средней

1492415 частоте объединяемых систем, а их модули изменяются при изменении угла между максимальным и нулевым значениями. Причем, в то время, как Мо дуль напряжения на зажимах одной из машин принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой машины падает до нуля, напряжение на зажимах второй машины максимально. Поэтому синхронный двигатель, находящийся на валу первой машины и питаемый за счет вновь организуемых связей напряжением с зажимов якоря второй машины, развивает момент, достаточный для покрытия потерь холостого хода и вращения первой машины со средней частотой, 1 о же самое происходит с двигателем, находящимся на валу второй машины в то время, когда напряжение на зажимах этой машины проходит зону малых напряжений.

Приводной двигатель машины 9 обеспечивает ее устойчивую работу в диапазоне углов о /2 45-90 и 215

270 эл.град, где внутренний угол машины равен 180 эл.град, а также и в диапазонах 90-135 и 270

315 эл.град, где напряжение на зажимах статора машины 9 снижено так, что не обеспечивает ее вращающего момента. В указанных диапазонах угЛов напряжение на приводном двигателе 15 машины 9 достаточно для создания вращающего момента. Приводной двигатель 16 машины 10 обеспечивает ее работу в диапазонах углов 135-180 и

315-360 эл.град, где внутренний угол машины 10 равен 180 эл.град, а также в диапазонах 180-215 и 0-45 эл ° град, где снижено напряжение статора машины 10.

Экономический эффект от использования изобретения, т.е. от замены частотно-регулируемого привода синхронным и организации новых связей, состоит, в экономии капитальных затрат, связанных с отказом от установки выпрямительно-инертного преобразователя частоты для питания частотно-регулируемого привода.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

15 Устройство для объединения энергосистем с различными частотами, содержащее два трехобмоточных трансформатора, первичные обмотки каждого из которых присоединены к объединяе20 мым энергосистемам, вторичные обмотки различных трансформаторов соединены одна пара последовательно-сог-. ласно, а другая — последовательновстречно, а к третичной обмотке каждого трансформатора подсоединена электрическая машина, снабженная несколькими обмотками возбуждения, расположенными под различными углами к оси ротора, о т л и ч а ю

30 щ е е с я тем, что, с целью упрощения, каждая электрическая машина снабжена индивидуальным электроприводом, двигатели электропривода выполнены синхронными, причем обмотки якоря двигателя, расположенного на валу первой машины, присоединены к зажимам якоря второй машины, а обмотки якоря двигателя, расположенного, на валу второй машины, присоединены

40 к зажимам якоря первой машины, 1492415

Е1

Составитель M.Ïoëÿêîâ

Техред Л,Сердюкова Корректор M.Âàñèëüåâà

Редактор Н.Тупица

Тираж 607

Заказ 3888/54

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, уп. Гагарина,101