Автономная электрическая станция

(22) Заявлено 020479 (21) 2743683/24-07с присоединением заявки Йо(51)м, Кл. Н 02 .1 3/46 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(54) АВТОНОМНАЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ СТАНЦИЯ Изобретение относится к электро технике, а более конкретно к регулированию электрических машин.Известны автономные станции,состоящие из агрегатов с синхроннымигенераторами, имеющими регуляторы,обеспечивающие статическую характеристику напряжения генераторов припараллельной работе,Перевод активной нагрузки с одного генератора на другой осуществляется воздействием на регуляторы приводных двигателей,а реактивной нагрузки - воздействием на установки напряжения регуляторов генераторов 11 .Недостатками известных электростанций являются низкая точность поддержания напряжения, так как устойчивая параллельная работа возможнатолько при статизме не менее 3-5 "номинального напряжения, а также необходимость оперативного воздействия на два исполнительных о 1 гана каждого агрегата; уставку напряжения генератора и регулятор приводного двигателя, что усложняет эксплуатацию, затрудняет автоматизациюпроцесса перевода нагрузки.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому является автономная станция, состоящая из агрегатов с синхронными генераторами,каждый из которых имеет систему возбуждения с регулятором напрякения, в.измерительную цепь которого включеносвоим первым выходом двухплечевоеустройство параллельной работы, входкоторого подклсочен к трансформаторутока, включенному в цепь якоря генера, а второй выход соединен с уравнительными соединителями,Введение уравнительных соединенийпозволяет осуществить устойчивую параллельную работу по астатической.ха 15 рактеристике поддеркания напряженияна генераторах и равномерное распределение реактивной нагрузки 12.Перевод активной нагрузки при разгрузке одного агрегата осуществляет 20 ся воздействием на регулятор приводного двигателя, а перевод реактивнойнагрузки может быть обеспечен только,при отключении уравнительных соединений и переводе одного или несколькихгенераторов в режиме статическогоподдержания напряжения, что значительно снижает устойчивость генераторов электростанции в момент переводанагрузки, способствуя возникновениюаварийных ситуаций. Поэтому, обычнов таких электростанциях осуществляется не плавный перевод реактивнойнагрузки, а "переброс". нагрузки содного генератора на"другие, путемотключения коммутирующими аппаратамигенератора под нагрузкой, что приводит к возникновению нежелательныхпереходных процессов в электростанциях и к преждевременному износу коммутирующих аппаратов.Все более широкое примененне,например, в судовых электростанциях,находят агрегаты с утилизационнымиприводными двигателями или валогенераторами с отводом мощности от главного двигателя судна, нри этом, вцелях максимального использованияукаэанных агрегатов при параллельной .работе с агрегатами, имеющимн обычныеприводные двигатели, осуществляетсянеравномерная загрузка агрегатов активной нагрузкой, а реактивная наг)рузка прн наличии уравнительных соединений распределяется равномерно.Для обеспечения устойчивости работыгенераторов и более экономичной работы электростанции необходимо распределять реактивную нагрузку по заданному закону пропорционально активнымнагрузкам, что невозможно обеспечитьв известных электростанциях.Цель изобретения - устранение переходных процессов при переводе нагрузки с одного генератора на другойи повышение устойчивости генераторовпри дйнамических набросах активнойнагрузки путем автоматического распределения реактивной нагрузки про"аоРционально активной нагрузке.Укаэанная цель достигается тем,что автономная электрическая станция,сбдержащая агрегаты с синхроннымигенераторами, каждый из которых имеет систему возбуждения с регуляторомнапряжения, в измерительную цепь которого включено своим первым выходом двухилечевое устройство параллельной работы с питанием от трансформатора тока, включенного в цепьякоря генератора, а вторым выходом -на уравнительные соединения, снабжена дополнительным устройством параллельной работы, реагирующим на ак-тивную составляющую тока нагрузки,вход которого подключен к дополнительному трансформатору тока в цепиякоря генератора, а выходы связанысоответственно с уравнительными соединениями и выходом двухплечевого 55устройства параллельной работы,При этом первый выход дополнительного устройства параллельной работывключен в цепь второго выхода двухплечевого устройства параллельнойработы, а второй выход подключен надополнительно введенные уравнительные соединения,Или первый выход дополнительногоустройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход - надополнительно введенные уравнительные соединения.Или первый выход дополнительногоустройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход - последовательно со вторым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, включенным на уравнительныесоединения.На фиг1-3 представлены схемыавтономной электростанции из двухсинхронных генераторов (варианты),на фиг, 4 - векторные диаграммы цепей измерения напряжения регуляторовпри параллельной работе,Синхронные генераторы 1, 2 имеютСИстемы возбуждеиия 3 и 4 и регуляторы 5 и 6. В измерительные цепи регуляторов 5 и б первыми выходамивключены двухплечевые устройства параллельной работы 7 и 8, питающиесяот трансформаторов тока 9 и 10. Вторые выходи устройств 7 и 8 включенына уравнительные соединения 11 черезконтакты генераторных 12 и 13 и секционного 14 и через первые выходыдополнительных устройств параллельной работы 15 и 16, питающиеся оттрансформаторов тока 17 и 18 (фиг.1).Вторые выходы дополнительных устройств 15 и 16 включены через контакты аппаратов 12-14 на уравнительныесоединения 19 (Фиг. 1, 2).На фиг, 2 первый выход дополнительного устройства параллельной работы 15 включен последовательно спервым выходом устройства параллельной работы 7.На фиг. 3 второй выход дополнительного устройства параллельной работы 15 включен последовательно совторым выходом устройства параллельной работы 7. Каждое устройство параллельной работы 7 и 8 состоит нз трансформатора20 и нагрузочных резисторов 21 и 22,а дополнительное устройство - иэтрансформатора 23, нагрузочных резисторов 24 и 25 и конденсаторов 26и 27,На фиг. 4 а изображено равномерноераспределение активной и реактивнойнагрузок между генераторами; нафиг. 4 б и 4 в - внезапное неравномерное распределение активной нагрузкипри равномерном распределении реактивной нагрузки, фиг. 4 г и 4 д - установившийся режим при неравномерномраспределении активной нагрузки ираспределении реактивной нагрузкипропорционально активной, где 0.напряжение на общих шинах генераторов при параллельной работе; 0активной нагрузки пропорционально активной нагрузке (фиг. 4 г и 4 д).При переводе нагрузки электростанции на один агрегат генератор, разгружаемый от активной нагрузки, автоматически разгружается и от реактивной нагрузки, т,е. полная разгрузка генератора осуществляется только под воздействием на регулятор приводного двигателя агрегата.На диаграммах рассматривается случай, когда включением трансформаторов тока 17 и 18 н Фазу В генераторов и подключением конденсаторов 2 б и 27 параллельно резисторам 24 и 25 угол между падениями напряжений Ои О 4 и соответственно Ои Одполучен равным. Однако необходимь 1 йгзакон распределения реактивной нагрузки в зависимости от распределения активной нагрузки между.генераторами може быть получен и при углах, неравных - " .2Применение предлагаемого изобретения обеспечивает распределение реактивных нагрузок генераторов пропорционально активным, что позволяет 40 45 50 55 60 О,- напряжения на измерительном ор-. гане регулятора генераторов 1 и 2 соответственно; О, 1, О 4-1О 2+2 О 4-2., падение напряжений на сопротивлении 21 и 24, пропорциональных току на" грузки генераторов 1 и 2; О 10.4О О. - падение напряжений на сопротивлении 22 и 25,пропорциональных суммарному току нагрузки генераторов.В цепь уравнительных соединений основного устройства параллельной работы каждого генератора вводится сиг" нал, пропорциональный распределению активной нагрузки между генераторами.При равномерном распределении активной нагрузки сигнал отсутствует, и реактивная нагрузка также распре.деляетая равномерно. При равномерном распределении активной и реактивной нагрузки между генераторами 1 и 2 20 (Фиг. 1) падение напряжения О 4Оа-а О- О и Оаю= Ой 4-г02.О-,тогда Ог = Оиъе 4Ойма (фиг.4 а).При внезапном изменении распреде ления активной нагрузки между генераторами в первоначальный момент (фиг. 4 б и 4 в), вследствие неравенства падений напРяжений От 40измеряемое напряжение Ои, меньше Ог, а Оим а больше О г, так как 04( 0 Э, Вследствие разности измеряемых напряжений Ои Ои црегулятор 5 будет Формировать возбуждение генератора 1, а регулятор б - уменьшать возбуждение генератора 2 до тех пор, пока реактивная нагрузка не распределится между генераторами таким образом, чтобы 1 Оиъв =О им 2,это ноэможно только при распределении реэксплуатировать генераторы в электростанциях с утилизационными приводными двигателями и валогенераторами в более экономичных режимах, автоматический перевод реактивной нагрузки при переводе активной нагрузки при наличии уравнительных соединений между устройствами параллельной ра" боты генераторов, что упрощает обслуживание электростанции, повышает устойчивость работы генераторов н режиме перевода нагрузки и повышает ресурс коммутирующих аппаратов за счет их отключения при токах, близких к нулю, формировку возбуждения генератора, на который набрасывается активная нагрузка, и расформировку возбуждения генератора, с которого сбрасывается активная нагрузка при параллельной работе, что повышает устойчивость генераторов при динамических изменениях активной нагрузки.Формула изобретенияАвтономная электрическая станция, содержащая агрегаты с синхронными генераторами, каждый из которых имеет систему возбуждения с регулятором на" пряжения, н измерительную цепь которого включено своим первым выходом двухплечевое устройство параллельной рабОТЫ, вход кОторого подключен к трансформатору тока, включенному и цепь якоря генератора, а вторым ныходом - на уравнительные соединения, О т л и ч а ю щ а я с я тем, что,с целью устранения переходных процессов при переводе нагрузки с однОго генератора на другой и повышения усТойчивости генераторов при динамических набросах активной нагрузки путем авТоматического распределения реактивной нагрузки пропорционально активной нагрузке, станция снабжена дополнительным устройством параллельной работы, реагирующим на активную составляющую тока нагрузки, вход которого подключен к дополнительному трансформатору тока н цепи якоря генератора, а выходы снязаны соответственно с уравнительными соединениями и выходом двухплечевого устройства параллельной работы.2. Станция по и, 1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен в цепь второго ныхода двухплечевого устройства параллельной работы, а второй выход подключен на дополнительно введенные уравнительные соединения.3. Станция .по пп.1 и 2, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первый выход дополнительного устройства параллельной работы включен последовательно с первым выходом двухплечево"го устройства параллельной работы,авторой выход - на дополнительно введенные уравнительные,еоединения. 4. Станция по пп. 1-3, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первый вход дополнительного устройства параллельной работы Включен последовательно с первым выходом двухплечевого устройства параллельной работы,а второй выход - последовательно со вторым выходом двухплечевого устройства параллельной работы, включеннымна уравнительные соединения.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1,Максимов Ю.И.и Павлюченков А.М.5,Эксплуатация судовых синхронных генераторов. М "Транспорт", 1969,с. 132-133,2. Максимов Ю.И.и Павлюченков А.М,Эксплуатация судовых синхронных генераторов, М., "Транспорт", 197 б,с. 49-57.801188 Составитель К. Фотинаактор Н. Кеыеля Техред А. Ач Коррек ец илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 1/75 Тираж б 86 НИИПИ Государственногопо делам изобретений 13035, Москва, Ж, Р Заказ 1045В коми теи откри1 аушская одписноеСССРйб.,д. 4