Устройство для объединения энергосистем

Я Т 4-07 ОСУДАРСТВЕНКЫЙ КОМИТЕТ0 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМРИ ГКНТ СССР ПИСАНИЕ ИЗОБРЕВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Научно-исследовательский институт по передаче электроэнергии постоянным током высокого напряжения (72) А, С.,Зеккель, А.Х Есипович, П.А.Кощеев и А,В.Черкасский (53) 621,316,.728 (088,8)(56) Авторское свидетельство СССР У 762087, кл, Н 02 1 3/06, 1980.Авторское свидетельство СССР У 666607, кл, Н 02 1 3/06, 1979,Авторское свидетельство СССР У 577607, кл. Н 02 1 3/34, 1977,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕДИНЕНИЯЭНЕРГОСИСТЕМ(57) Изобретение относится к электротехнике, Цель изобретения - упрощение устройства, Устройство объединяетэнергосистемы с напряжениями 0 и Цтс отличающимися частотами, При автоматическом изменении результирующейЭДС одной из электрических машин,например 9, пропорционально синусу,а второй - 1 О пропорционально косинусу половины взаимного угла 8 междунапряжениями 0 и Ц обеспечивается независимость активнои мощности, передаваемой через устройство от вэа1492414 имного угла Угол же оказывается 1 авным попеременно нулю или 180 эл, град Устойчивая работа машин при угле, равном 180 эл град, обеспечивается за счет соответствующего регулирования тока возбуждения н обмотках, расположенных в пространстве под углом к результирующей ЭДС. Напряжение ца зажимах якоря каждой из машин имеет частоту, равную средней частоте объединяемых систем, а их модули изменяются при изменении угла между максимальным и нулевыми значениями. Приэтом есгги модуггь цаьгряжеция ця зажимах одной из машин принимает нулевое значение и вращающий момент навалу этой машины падает до нуля, напряжение ьса зажимах машины максимально оэтому 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 ил30 тановки.На фиг 1 представлена принципиаль. ная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - графики зависимостейУстройство (фиг 1) содержит сило 35 вые трехобмоточцые трансформаторы 1 и 2, первичные сетевые обмотки 3 и 4 трансформаторов, вторичные сетевые обмотки 5 и 6 трансформаторов, третичные (гецераторные) обмотки 7 и 8 трансформаторов, обмотки якорей электрических машин 9 и 10, роторы 11 и 12 электрических машин с многоосевым возбуждением, автоматически регулируемые возбудители 13 и 14 электрических машин, регулируемые приводы 15 и 16 электрических машин, Н 0 - напряжения шин объединяемых энергосистем1 ервичные сетевые обмотки 3 и 4 соединены последовательно-согласно и подключены к шинам энергосистемы с напряжением Б Вторичные сетевые обмотки 5 и 6 соединены последовательно-встречно и подключены к шинам55 энергосистемы с напряжением 1 К третичной обмотке 7 трансформатора 1 подключены обмотка якоря электричесИзобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам повы щения устойчивости и надежности работы объединенных энергосистем путем объединения систем гибкими связями, обеспечивающими возможность их параллельной работы при различных частотах.Цель изобретения - упрощение устройства и повышение экономичности работы за счет отказа от частотно- регулируемого привода и связанной с ним выпрямительно-инверторной уской машины 9 и обмотка якоря регулируемого привода 16, вал которого соединен механически жестко с валом ротора 12 электрической машины 10. К третичной обмотке 8 трансформатора 2 подключена обмотка якоря электрической машины 10 и обмотка якоря регулируемого привода 15, вал которого соединен механически жестко с валом ротора 11 электрической машины 9 К обмоткам роторов 11 и 12 подключены автоматически регулируемые возбудители 13 и 14 соответственноУстройство работает следующим образом 1 ри автоматическом изменении результирующей ЭДС одной из электрических машин пропорционально синусу и второй -пропорционально косинусу половины взаимного угла о между векторами напряжений Гг и ) 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 эа счет соответствующего ре.гулирования тока возбуждения в обмотках, расположенных в пространстве под углом к результирующей ЭДС. Напряжение ца зажимах якоря каждой из машин имеет частоту,равную средней частоте объединяемых систем, а их модули изменяются при изменении угла между максимальным и нулевым значениями.Причем ц то время, каг модуль цапряжеция ца зажимах одной из машин принимает нулевое значение и вращающий момент на валу этой маишцы падает до нуля, напряжение ца зажимах второй машины максимально, Поэтому синхронный двигатель, находящийся на валу первой машины и питаемый эа 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. То 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 углом 1 /2 45-90 и 215 270 эл,град, где внутренний угол машины равен 180 эл.град, а также в диапазонах 90-135 и 270-315 эл.град, где напряжение ца 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 1 ЬОи 0-45 эл,град, где снюкено напряжение статора машины 10. Зкономический 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-инверторного преобразователя частоты для питания частотцо-регулируемого привода.Формула изобретенияУстройство для объединения энерго систем с различными частотами, со,цержащее два трехобмоточных трансформатора, первичные обмотки которых соединены последовательно-согласно и подсоединены к одной иэ энергосис тем, вторичные обмотки соединеныпоследовательно-встречно и подсоединены к второй энергосистеме, а к третичной обмотке каждого трансформатора подсоедицеца электрическая машина,25 снабженная несколькими обмоткамивозбуждения, расположенными под различными углами к оси ротора, вал каждой машины снабжен индивидуальнымэлектроприводом, о т л и ч а ю щ еЗО е с я тем, что, с целью упрощения иповышения экономичности, двигателиэлектропривода выполнены синхронными,причем обмотки якоря двигателя, расположенного ца валу первой машины,присоединены к зажимам якоря второймашины, а обмотки якоря двигателя,расположенного на валу второй машины, присоединены к зажимам якоря перво 11 машины,Ь1492414 Составитель И.ПоляковРедактор Н.Тупица Техред Л,Сердокова Корректор М.Васильева Заказ 3888/54 ираж бО олпис Госуд енного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 омбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 ельск оизводственно