Устройство регулирования напряжения на шинах электростанции

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Сефв СеветскикСфциаянстическккРеспублик К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено. 060230 (21) 2880808/24-07с присоединением заявки НоГосуаврственныВ комнтет СССР но аман нзобретеннв н открмтнйДата ойубляковання описания 30,03.82(54) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИИзобретение относится к регулированию напряжения и распределению реактивных нагрузок на электростанциях.На многих теплоэлектроцентралях часть генераторов работает на юины генераторного напряжения, от которых питаются собственные нужды электростанций и электрические 3 тинии распределительных сетей, а часть генераторов - блочно через трансформатор на шины высшего напряжения. Шины генераторного напряжения связаны .с шинами высюего напряжения электростан" ции трансформаторами связи, имев щими регулирование напряжения шщ. нагрузкой. Регулирование напряжения на геиераторных .шинах возможно с помощью воздействия как иа установочные устройства регуляторов возбуждения генераторов., работающих на эти шины, так и на автома" тические регуляторы напряжения трансформаторов.Известны устройстза регулирования напряжения на юнцах электростанций, осуществлякщие поддержание . напряжения на юинах генераторнога напряжения путем воздействия на регулятор напряжения траиеФорматора связи шнн генераторного н высшегонапряжения и установочные устройствеавтоматического регулятора возбуждения (АРВ) гЕнераторов 1 н 12).Недостатками этих устройств являются дискретный карактер регулирования при воздействии на регуляторнапряжения трансформатора связнтнеучет возможностей комплексного регулирования и, как следствие, недоиспользование располагаемой реактивной мощности генераторов.Наиболее близкое к предлагаемомуустройство регулирования напряжения 15 на шинах электростанций, включающее в себя центральный регулятор на"пряжения электростанций и схемууравнивания реактивных нагрузок генераторов, содержащую датчики располагаемой реактивной мощности генераторов и исполнительный элементы.Реактивная нагрузка между генераторами распределяется пропорциональнорасполагаемой мощности, завися.: 25 щей от напряжения статора н активнойнагрузки генераторов 3).Недостатком этого устройства является то, что реактивная мощностьмежду генераторами распределяется 30 в соответствии с располагаемой реак"мтинной мощностью независимо от схемы их подключения к шинам электростанции. Генераторы, работающие на шины генераторного напряжения, должны грузиться больше, чем генерато-. ры, работающие непосредственно на 5 шины высшего напряжения электростанции так как помимо реактивной мощности, выдаваемой и питающую сеть энергосистемы, они должны покрывать местную нагрузку, питающуюся от шин 10 генераторного напряжения, При равной загрузке генераторов в долях от их располагаемой мощности в электрической сети возникают нежелательные перетоки реактивной мощности, повышенная загрузка трансформаторов связи шин генераторного и высшего напряжения и дополнительныс потери энергии.Цель изобретения - улучшение распределения располагаемой реактивной мощности между генераторами и снижение потерь электроэнергий.Поставленная цель достигается тем, что устройство регулирования напряжения на шинах электростанции, содержащее центральный регулятор напряжения, исполнительные элементы схемы уравнивания реактивных нагрузок, действующие на установочные элементы автоматического регулятора возбуждения генераторов, и датчики располагаемой реактивной мощности генераторов, выходы которых соединены с входами исполнительных элементов схемы уравнивания, дополни- З тельно снабжено регулятором напряжения трансформатора связи шин высшего и геиераторного напряжения, включенным на напряжение шин генераторного напряжения и ток нагруз ки этих шин и дейстнующим по принципу встречного регулирования, а датчики располагаемой реактивной мощности генераторов, работаюцих на шины генераторного напряжения, 45 включены на напряжение шин высшего напряжения и ток присоединения обмотки высшего напряжения трансформатора связи шин высшего и генераторного напряжения. 50центральный регулятор напряжения и исполнительные элементы схемы уравнивания включены на установочные элементы АРВ генераторов. Регулятор напряжения трансформатора 55 связи действуют по закону встречного регулирования. Ограничение возбуждения генераторов осуществляется известными блоками. Требуемое распределение реактивной мощности меж ду генераторами, при котором потебление местной распределительной сети питающейся от шин генераторного напряжения, покрывается в первую очередь работающими генераторами на 65 эти шины, достигается пОдачей навходные зажимы датчиков располагаемой мощности этих генераторов токане от самих генераторов, а от при"соединения трансформаторов связи кшинам основного напряжения электростанций, а также напряжение от этихшин,На чертеже приведена структурнаясхема устройства регулирования напряжения на шинах электростанций.Устройство содержит генератор 1,работающий на шины генераторногонапряжения, блочный генератор 2, работающий на шины основного напряжения электростанций, регулируемый .трансформатор 3 связи, шины 4 генераторного напряжения, к которым при.соединена нагрузка собственныхнужд электростанций и распредели-тельной сети АРВ 5 генераторов, установочные элементы которых управляются с помощью привода от центрального регулятора б напряженияэлектростанций, реагирующего напараметры режима питающей сети энер"госистемы или электростанции в це-лом, регулятор 7 напряжения трансФорматора связи, датчики 8 и 9 располагаемой реактивной мощности генераторов 1 исполнительные элементы10 схемы уравнинания двухстороннего действия, шинки 11 схемы уравнивания реактивной мощности междугенераторами и контакты 12, с помощьюкоторых индувидуальные ветви схемыраспределения реактивной мощностимежду генераторами включаются в об"щую схему. Устройстно работает следующимобразом.Общий режим электростанции поддерживается центральным регулятором б, действующим одновременно на устаноночные устройства АРВ 5 генераторов 1 и 2. Центральный регулятор действует до тех пор, пока контролируемый параметр (обычно напряжение шин в сочетании с суммарной реактивной мощностью или перетоки от электростанции) не будет внеден в зону нечувствительности. При этом центральный регулятор б проходит в исходное нерабочее состояние. После этого может оказаться, что напряжение на шинах 4 генераторов отклоняется от желательного. Это напря" жение контролируется регулятором 7 напряжения трансФорматора 3 связи. При выходе напряжения за пределы зоны нечувствительности этого регулятора, имеющего .настройку, соответ стнующую встречному регулированию напряжения, он действует и приводит напряжение на шинах 4 в соответ" ствие с требуемым.Загрузка генераторов реактивной мощностью определяется действием схемы распределения реактивной мощности между генераторами. На блочных генераторах 2 располагаемая мощ-ность определяется непосредственно для генераторов с учетом их загруз- ки активной мощностью и напряжения на их выводах. Напряжение на выходе датчика 8 располагаемой мощности в этом случае пропорционально испоЛьзуемой располагаемой реактивной мощности генератора 2. На вход датчика 9 располагаемой мощности, используемого для управления мощностью .генераторов 1, работающих на шины генераторного напряжения, подают ся напряжение главных шин электростанций и ток присоединения трансфОрматоров связи к этим шинам. Последовательно с датчиками 8 и 9 располагаемой мощности включены испол нительные элементы 10 двухстороннего действия. Датчики совместно с исполнительными элементами посредством контактов 12 присоединены к шинам 11 схемы уравнивания. При равенстве выходных напряжений у датчиков 8 и 9 располагаемой реактивной мощности схема уравновешена. Если же выходные напряжения датчиков различны, то в схеме появляется уравнительный ток приводящий к срабатыванию исполнительных элементов 10, которые действуют до устранения разности выходных напряжений. Благодаря тому, что датчик 9 располагаемой мощности используется не на выводах генератора 1, а на присоединении трансформаторов 3 связи к шинам главного напряжения электростанций, уравни" ваются располагаемые мощности генераторов за вычетом нагрузки,присое диненной к шинам 4 генераторного напряжения, которая покрывается генераторами 1 , Таким образом, эти генераторы загружаются в большей мере, чем генераторы 2, что соответствует 45 требованиям распределения нагрузок между генераторами в схемах электростанций подобного типа. При достижении полной загрузки генераторов срабатывают ограничители возбуждения, которые переводят генераторы в режим ограничения и размыкают контакты 12. Преимущество предлагаемого способа автоматического распределения реактивных нагрузок между генерато" рами на электростанции с шинами,ге-. нераторного напряжения сводится к однотипному управлению с помощью центрального регулятора режима всех генераторов электростанции, Это поз- бО воляет обойтись однотипной аппаратурой. Регуляторы напряжения трансформаторов связи работают в.режиме обычного встречного регулирования напряжения по аналогии с регу65 ляторами на обычных центрах питанияраспределительных сетей. Отпадаетнеобходимость их перевода из режимаподдержания загрузки генераторов врежим регулирования напряжения. Схе"ма распределения обеспечивает одинаковое использование мощностей генераторов за вычетом нагрузки, присоединенной к шинам генераторного напряжения (включая нагрузку третичных обмоток трансформаторов связи),что обеспечивает покрытие этойнагрузки за счет располагаемой мощности генераторов, работающих нашины генераторного напряжения. Предлагаемый способ позволяет вместодискретного осуществить плавноеуправление режимом генераторов, что,повышает использование их распола,гаемой реактивной мощности и, следовательно, экономичность работыэлектрической сети. Формула изобретенияУстройство регулирования напряжения на шинах электростанций, содержащее центральный регулятор напряжения и исполнительные элементысхемы уравнивания реактивных нагрузок, действующие на установочныеэлементы автоматического регуляторавозбуждения генераторов, и датчикирасполагаемой реактивной мощностигенераторов, выходы которых соединены с входами исполнительных элементов схемы уравнивани, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюулучшения использования располагаемой реактивной мощности генераторов на электростанции, имеющей генераторы, .работающие на шины генераторного и шины высшего напряже"ния, и снижения потерь электроэнергии, оно снабжено регулятором напряжения трансформатора связи шинвысшего и генераторного напряжения,включенным на напряжение шин генераторного напряжения и ток нагрузки этих шин и действующим по принципу встречного регулирования, адатчики располагаемой реактивноймощности генераторов, работающихна шины генераторного напряжения,включены на напряжение шин высшегонапряжения и ток присоединения обмотки высшего напряжения трансформатора связи шин высшего и генераторного напряжения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 347857, кл. Н 02 7 3/12, 1970.2. Авторское свидетельство СССР9 553720, кл. Н 02 Ю 3/12, 1975.3. Росман Л.В, Групповые управления.возбуждением синхронных генераторов гидроэлектростанций,М.-Л.,ГЭИ, 1962, с. 24 - 30.фили ФСоставитель ВФотвнаевнина теаред т. Наточка Корректее Ю Е ю ю Ю Ю а 9Ю евв Ю ЮВ Ю Ю Юв Ютираж 670ПодиисиПИ Государственного комитета СХРделам изобретений и открйтнйМосква, Ж, Рауаская иабр д. 4е аВФЮППП Патент , г. Узгоюод ул. роед,