Устройство для связи и регулирования двух энергосистем

О П И С А Н И Е пп 439 О 48ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Ресоиблик1) Зависи т авт, свидетельства 2) Заявлено 21.06,71 (21) 1675405/с присоединением заявки2) Приоритет 51)Ч. Кл. Н 021 3 Гасударственный комитет Совета Министров СССР по дедам изобретений(088.8) Опубликовано Дата опублик открытии) Заявитель нина энергетический институт осковскии орде 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ.связи э осто линию к обеим объ создается рой свойст Изобретение относится к области энергетики, а именно к созданию объединенных энергосистем любой мощности, и может применяться в тех энергосистемах, в которых необходимо обеспечить переток мощности из одной части в другую при отсутствии взаимного влияния электромагнитных процессов в них, и при ооъединении энергосистем с разными номинальными частотами.Преимущества объединенных энергосистем общеизвестны, Они обусловлены возможностями непрерывного и реверсивного обмена мощностью. Но известны и недостатки: быстрый рост токов короткого замыкания, опережающий рост отключающей способности выключателей, усложнение и удорожание мероприягий по поддержанию запаса устойчивости; возможность распространения аварии, возникшей в одном месте энергосистемы, на все электрически связанные части объединенной энергетической системы; большие расходы средств на компенсацию реактивной мощности дальних электропередач, связывающих системы,Известные устройства нергосистем представляют собой пр электропередачи, подключаемую единяемым энергосистемам, Этим электрическая связь систем, кото венны укаЗанные выше недостатки,Цель изобретения состоит в повышении надежности и экономичности энергосистем путем создания такой межсистемной энергетической связи, при которой потоки мощности могли 5 бы непрерывно проходить из одной энергосистемы в другую, а электрическое соединение систем отсутствовало бы.Это достигается тем, что устройство межсистемной связи снабжено по крайней мере 10 одним энергоблоком, выполненным в видедвух синхронных генераторов на общем валу с одной турбиной, один из которых подключен к одной из объединяемых энергосистем, а другой к межсистемной линии электропередачи.15 При связи энергосистем с разными номинальными частотами установленные на общем валу генераторы выполнены с разными числами пар полюсов, соответствующими частотам объединяемых энергосистем.20 На фиг. 1 представлена схема связи энергосистем при одном энергоблоке межсисгемной связи с двумя генераторами на общем валу с турбиной; на фиг. 2 - то же при использовании двух таких энергоблоков; на фиг. 3 - схе ма при глубоком регулировании напряжениямежсистемной линии электропередачи с одним энергоблоком межсистемной связи, для связи и регулирования двух энергосистем.Устройство состоит из двух генераторов 1 ЗО и 2, установленных на общем валу с однойтурбиной 3. Генератор 1 подключен к сборным шинам 4 распредустройства энергосистемы 5, а генератор 2 - к сборным шинам б межсистемной линии 7 электропередачи, другой конец которой подключен к энергосистеме 8. Как видно из фиг. 1, электрическая связь энергосистем 5 и 8 отсутствует. Существует только энергетическая связь через вал данного энергоблока 1 и 2.Генераторы 1 и 2 рассчитаны на длительную работу в режиме как генератора, так и двигателя. Остальные генераторы данной электростанции имеют обычную конструкцию и подключены к сборным шинам 4 и б через трехобмоточные трансформаторы или авто- трансформаторы с выключателями в цепи каждой обмотки. Причем включен только один выключатель: к шинам 4, а второй отключен (фиг. 1), или к шинам 6 при отключенном выключателе от шин 4,Описанное устройство может использоваться для осуществления регулирования напряжения на межсистемной линии электропередачи, независимого от напряжения в энергосистемах 5 и 8. Для этого на другом конце линии 7 предусмотрено устройство регулирования напряжения в двух вариантах: на фиг,.2 межсистемная линия подключена к энергосистеме 8 через энергоблок, состоящий из двух генераторов 9 и 10 на общем валу с турбиной 11 и аналогичный описанному выше (фиг, 1). Номинальная мощность генераторов 1 и 10 выбрана в два раза большей, чем генераторов 2 и 9; на фиг. 3 межсистемная линия 7 подключена к системе 8 через трансформатор с широким регулированием коэффициента трансформации любой известной конструкции,Энергоблоки межсистемной связи (фиг. 1) работают следующим образом. Механическая мощность турбины 3,:преобразованная в электрическую, генераторами может передаваться от генератора 1 в систему 5, от генератора 2 в систему 8, или одновременно в обе энергосистемы. Это зависит от того, в какой из систем имеет место дефицит мощности.Если передаваемая в одну из энергосистем (пусть в 8) мощность превышает мощность турбины 3 блока межсистемной связи, то генератор 1 переходит в режим синхронного двигателя. Тогда мощность генератора 2 будет равна сумме мощностей турбины 3 и генератора 1, а номинальная мощность генератора 2 должна быть соответственно повышенной в два раза. При обратном направлении потока мощности в режиме двигателя работает генератор 2, а в генераторном режиме - 1,Таким способом обеспечивается передача мощности при синхронной связи энергосистем, не связанных электрически, благодаря чему ооъединенная энергосистема секционируется ва электрически несвязанные части и исключается влияние одной системы на переходные электромагнитные процессы в другой, а влияние на электромеханические переходные про системы 5 в систему 8, так и в обратном направлении, межсистемная связь осуществляется через два электромеханических звена (фиг, 2). Это возможно при установке наобоих концах. электропередачи энергоблоков с -двумя генераторами на одном валу с турбиной. Причем генераторы 1 и 10, подключае 30 40 5 1015 20 45 50 55 60 65 цессы демпфируется энергоблоком межсистемной связи.Кроме того переводом генератора (пусть 2) в режим асинхронной машины создается возможность самостоятельного ведения режима отдельных энергосистем по частоте, по оптимальному распределению мощности при сохранении заданного межсистемного перетока мощности в желаемом направлении. АвтоматичеСкийперевод генератора 2 блока из режима синхронного в режим асинхронного генератора (или двигателя - при перетоке мощности из одной системы в другую) может послужить средством предотвращения аварий с нарушением устойчивости межсистемных связей. И отдельные части энергосистемы можно объединить в единую энергосистему. Для осуществления глубокого регулирования напряжения необходимо иметь устройство регулирования на обоих концах линии межсистемной связи. Для реверсивной межсистемной связи, обеспечивающей передачу мощности как из мые к близлежащей системе, должны быть двойной номинальной мощности по сравнению сгенераторами 2, 9 и с турбинами 3 и 11. Для межсистемной связи, осуществляющей передачу мощности в основном в одном направлении(пусть из системы 5 и 8) и значительно меньшую (или нулевую) мощность в обратном направлении, целесообразно предусматривать электромеханическую связь только на отправном конце ЛЭП (фиг, 3), а на приемном конце устанавливать трансформаторы с глубоким регулированием напряжения. В обоих вариантах обеспечивается плавное и надежное регулирование напряжения на линии электропередачи в широких пределах: в первом путем регулирования возбуждения генераторов 2 и 9 (фиг. 2); во втором путем регулирования возбуждения генератора 2 (фиг. 3) и коэффициента трансформации трансформаторов на приемном конце электропередачи,Предмет изобретения 1, Устройство для связи и регулирования двух энергосистем, содержащее межсистемную линию электропередачи, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и экономичности объединенной энергосистемы, оно снабжено по крайней мере одним энергоблоком, выполненным в виде двух генераторов, установленных на валу одной турбины, один из которых подключен к одной из объединяемых энергосистем, а другой - ь межсистемной линии электропередачи,439048 2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что при связи энергосистем с разными частотами установленные на общем валу синхронные генераторы выполнены с разным .ислом пар полюсов, соответствующим номи. нальным частотам объединяемых систем. г Составител