Устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем

О П ИС А Н И ЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфвз Соввтскнз Сфциалистич есинаРеспублик 1 цОО 7690(22) Заявлено 160680 (21) 2940935/24-07с присоединением заявки Ио(ф 1 М Кп 3 Н 02 а 3/Об Государственный комитет СССР но делан изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ГИБКОЙ СВЯЗИ И РЕГУЛИРОВАНИЯ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ устщеснапрдач агаемомузи и реем, содеруществлять яжения и ти по стройк энергопередач,Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к способам и устройствам для повышения надежности работы объединенных энергосистем.. Известно, что при объединении современных энергосистем линиями электропередачи переменного тока возникают трудности с регулированием перетока мощности по этим электропередачам, особенно при возникновении аварийных режимов в энергообъединениях. Эти трудности могут быть преодолены объединением энергосистем гибкими связями, обеспечивающих возможность независимого регулирования потоков мощности и параллельной работы при различающихся частотах объединяемых энергосистем.Известно устройство для гибкой связи энергосистем, которое содержит электромеханический преобразователь частоты, выполненный на базе двух электрических машин, роторы которых соединены между собой единым общим валом. Включение устройств 2 в рассечку межсистемных линий электропередачи позволяет осуществлять независимое регулирование перетоко мощности между энергосистемами, локализировать аварии (1. 30 Недостатком устройства является высокая стоимость оборудования и неизбежная двойная трансформация всей передаваемой электроэнергии, что вызывает дополнительные потери мощности и энергии в электромеханических преобразователях частоты межсистемных связей, Предлагаемоеройство не позволяет также осутвлять глубокое регулирование яжеияя межсистемных электропере Наиболее близким к предл являетсяустройство для свя гулироваиия двух эиергосист жащее два энергоблока, каждый из которых выполнен в виде двухгенераторов, установленных на валу одно турбины, .один из которых подключен к своей энергосистеме, а другой к межсистемной линии электропередачи (2).Устройство позволяет осглубокое регулирование напр реверсивную передачу мощнос иежсйстемной связи.Недостатком известного у ства, даже при подключенииблокам двух и более .электро является большая установленнаямощность генераторов. Так, при величине обменной электрической мощности между объединенными энергосистемами, равной, например, мощности турбины (Р = Р,.), и передаче мощности турбины в одну или другую энергосистему, номинальная мощность каждого генератора (Рг) должна быть равна обменной мощности и мощности турбины (Рига Р рч + Рторч2 Р 1.), а общая установленная мощность энергоблоков устройства равна Ру = 4 Р = 8 Р , При величине об"НГ тмейной мощности между энергосисте" мами, равной, например, Р= 2 Р, для обеспечения полного диапазона 15 регулирования номинальная мощность каждого генератора должна быть равна Рнг Робких+ Рт = ЗРт, и общая установленная мощйость электрических ма" шин в энергоблоках устройства равна 20 Р)2 "Рнга 12 РтНедостатком устройства является и малая надежность предлагаемой межсистемной связи, так как отказ в работе любого из энергоблоков приво дит к полному переключению перетоков мощности между энергосистемами.Цель изобретения - уменьшение установленной мощности электрических машин энергоблоков и повышение надежности гибкой межсистемной связи.указанная цель достигается тем, что устройство для гибкой связи и регулирования двух энергосистем, содержащее два энергоблока, каждый из которых выполнен в виде двух асинхронизированных синхронных машин, установленных на валу одной турбины, и межсистемную линию электропередачи, причем одна из машин каждого энергоблока подключена к своей энергосистеме, а другая машина снабжена выводами для подключения к межсистемной линии электропередачи, снабжено второй межсистемной линией электропередачи, причем машины энергобло ка с выводами для подключения к межсистемной линии подключены к различным межсистемным линиям электропере" дачи, свободные концы которых подключены к соответствующей знергосис теме. На фиг. 1 и 2 представлены возможные варианты выполнения заявляе" мого устройства для гибкой связи и регулирования двух энергосистем.Устройство состоит из энергоблока, выполненного в виде двух асинхронизированных синхронных машин 1 и 2, установленных на общем валу с турбиной 3 и второго энергоблока 6 О с асинхронизированными синхронными машинами 4 и 5, установленных на общем валу с турбиной 6, Электрическая машина 1 подключена через трансформатор 7 с глубоким регулированием 65 напряжения к энергосистеме 8 н межсистемной линии 9 электропередачи,другой конец которой через силовойтрансформатор 10 связи подключен кмашине 5. Электрическая машина 8подключена через силовой трансформатор 11 к межсистемной линии 12,другой конец которой подключен через трансформатор 13 с глубокимрегулированием напряжения к энергосистеме 14 и электрической машине 4.Системы 15 и 16 возбуждения асинхронизированных машин 1 и 2 подключенык выходам блока 17 управления возбуждением машины. Системы 18 и 19возбуждения асинхронизированных машин 4 и 5 подключены к выходам блока20 управления возбуждением машин 4и 5. На вход блоков 17 и 20 управления подаются сигналы, пропорциональные требуемым и действительным параметрам режимов (например, частотыэнергосистем, перетоков мощности,напряжению и т.д.).Электрические машины 1, 2, 4 и 5расчитаны на длительную работу врежиме как генератора, так и двигателя. Остальные генераторы энергоблоков данных электростанций энергосистем имеют обычную конструкцию иподключены к сборным шинам черезтрехобмоточные трансформаторы илиавтотрансформаторы (фиг. 2). В предлагаемом устройстве электрическаясвязь энергосистем 8 и 14 отсутствует. Существует только энергетическая связь через валы электрическихмашин 1 и 2, 4 и 5.Устройство работает следующимобразом.Механическая мощность турбины 3,преобразованная в электрическуюгенераторами, может передаватьсяот генератора 1 в энергосистему 8,от генератора 2 в энергосистему 14или одновременно в обе энергосистемы. Аналогично механическая мощностьтурбины 6 может передаваться от генератора 5 в энергосистему , отгенератора 4 в энергосистему 14или одновременно в обе энергосистемы.Принципиально возможна передача мощности от генератора 1 в энергосистему 14, от генератора 4 в энергосистему 8. Режим работы генераторовзависит от условий работы объединенных энергосистем,1Если требуемая передаваемая водну из энергосистем (пусть в 14)мощность превышает мощность турбин3 и 6 (например, Ро = Р,), тоэлектрические машины 1 и 5 блокамиуправления возбуждения переводятсяв режим двигателя с механическоймощностью каждый по 0,5 РТогдамощность от генераторов 2 и 4, передаваемая в энергосистему 14, будетравна сумме турбин 3 и 6 и лвигат лей 1 н 5. При обратном направлении передаваемой мощности электрические машины 2 и 4 работают в режиме двигателя, э электрические машины 1 и 5 в генераторном режиме передают мощность в энергосистему, Для осуществления такого режима передаваемой мощности в связываемых энергосистемах установленная мощность электрических машин должна составлять Рут = 4 (Р . + Ою 5 Рт) = 6 РТ. Для решения такой задачи требуется номинальная мощность машин энергоблоков Р, =8 Рт.Если требуемая обменная мощность между энергосистемами составляет, например, Робм = 2 Р, то для обеспечения полного регулирования и реверса перетоков мощности номинальная установленная мощность электрических машин должна составлять Р = 4(Рт + + Рт) = 8 Рт, Для решения такой задачи известными устройствами требуется.номинальная мощность машин РМ. 12 РгТаким образом, предлагаемое уст" ройство для гибкой связи и регули- рования двух энергосистем позволяет уменьшить номинальную установленную мощность электрических машин энергоблоков до 50.Предлагаемое устройство повышает и надежность межсистемной связи,так как .отказ в работе какого-либо из энергоблоков не приводит к полному прекращению перетока мощности между энергосистемами,формула изобретенияУстройство для гибкой связи ирегулирования двух энергосистем,)о содержащее два энергоблока, каждыйиэ которых выполнен в виде двух асинхронизированных синхронных машин,установленных на валу одной турбины,и межсистемную линию электропередачи, причем первая из машин каждого15 энергоблока подключена к своейэнергосистеме, а вторая машина каждого энергоблока подключена к межсистемной линии электропередачи,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,20 с целью уменьшения установленной мсицности энергоблоков и повышения надежности связи, оно снабжено второймежсистемной линией электропередачи, причем вторые машины каждогор энергоблока подключены к различныммежсистемным линиям электропередачи, каждая из которых подключена ксоответствующей энергосистеме.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 600662, кл, Н 02 3 3/06, 19762. Авторское свидетельство СССР9 439048, кл. Н 02 .3 3/06, 1971.907690 Составитель Л. ДементьеваТехред А.Бабннец Корректор А.,Гриценко ор Л. Гратилл каз Филиал ППП фПатентф, г. Ужгород, ул. Проектная,19/65 Тираж б 70 ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, З, Рауш