Способ повышения динамической устойчивости синхронных электрических машин
Владельцы патента RU 2295817:
Новосибирский государственный технический университет (RU)
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в электроэнергетических системах и в системах электроснабжения. Техническим результатом является повышение быстродействия электромагнитного воздействия на ротор синхронной электрической машины. Способ повышения динамической устойчивости синхронных электрических машин заключается в дополнительном ускорении или торможении синхронных электрических машин, осуществляемом смещением результирующего магнитного потока ротора одновременно с механическим поворотом статора в сторону относительного отклонения ротора при возмущении.
Предлагаемое изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано в электроэнергетических системах и в системах электроснабжения для более эффективного повышения динамической устойчивости синхронных электрических машин (синхронных генераторов, синхронных компенсаторов и синхронных двигателей).
Это может рассматриваться как еще одна разновидность способов «гибких связей», активно обсуждаемых в настоящее время. Известен способ (а.с. СССР №176624, кл. Н 02 J 3/24, 1964), при котором повышение динамической устойчивости достигается дополнительным торможением генераторов, заключающийся в применении трехфазного автоматического повторного включения (АПВ) со скачкообразным изменением фазы напряжения со стороны приемной части системы, осуществляемом изменением группы соединения трансформаторов.
Однако указанный способ обладает недостаточной эффективностью из-за применения дискретного управления и полного разрыва связи генератора с системой во время паузы при переключении.
Кроме того, известен способ повышения динамической устойчивости синхронных электрических машин, являющийся прототипом, основанный на электрическом смещении результирующего магнитного потока ротора синхронной электрической машины, осуществляемом регулированием токов в продольной и поперечной обмотках возбуждения. Например, Лукашов Э.С., Гамм Б.З., Птушкин Г.С. Повышение динамической устойчивости электропередачи путем использования поперечной обмотки возбуждения синхронного генератора. Известия Сибирского отделения АН СССР, серия технических наук №13, выпуск 3, Новосибирск, 1976.
Однако указанный способ обладает недостаточным быстродействием из-за значительной инерционности электромагнитных переходных процессов в обмотках ротора.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение быстродействия электромагнитного воздействия на ротор синхронной электрической машины.
Поставленная задача достигается тем, что в способе повышения динамической устойчивости синхронных электрических машин, заключающемся в их дополнительном электрическом торможении или ускорении, осуществляемом смещением результирующего магнитного потока ротора, одновременно с указанным смещением осуществляют механический поворот статора синхронной электрической машины в сторону относительного отклонения ротора при возмущении.
Способ осуществляется следующим образом. При возмущении в электроэнергетической системе или системе электроснабжения (короткие замыкания, отключения линий электропередачи, потере питания в узлах нагрузки и др.) регулированием тока в двух обмотках возбуждения смещают результирующий магнитный поток ротора и одновременно осуществляют механический поворот статора синхронной машины в сторону отклонения ротора при возмущении.
Поворот статора относительно оси машины может быть реализован, например, установкой статора на ролики, расположенные по дуге окружности вдоль его оси, и поворотом его с помощью самотормозящегося червячного механизма специальным электроприводом, либо путем снятия фиксации статора на станине при возмущении и наложением фиксации после соответствующего необходимого поворота.
Предлагаемый механический поворот статора может быть осуществлен как во время возмущения, так и в период паузы при автоматическом повторном включении или автоматическом включении резервного питания. После сохранения устойчивости (синхронизма) и перехода в послеаварийный режим возврат статора в исходное положение осуществляется постепенным механическим поворотом в обратную сторону.
При поворотах статора соответствующими конструктивными решениями должна обеспечиваться целость электрических цепей подключения обмоток статора синхронной электрической машины к внешней сети. Например, это могут быть скользящие контакты или гибкие присоединения.
Таким образом, предложенный способ имеет более высокое быстродействие.
Способ повышения динамической устойчивости синхронных электрических машин, заключающийся в их дополнительном электрическом торможении или ускорении, осуществляемом смещением результирующего магнитного потока ротора, отличающийся тем, что одновременно с указанным смещением осуществляют механический поворот статора в сторону отклонения ротора при возмущении.
