Устройство для объединения двух энергосистем

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОБЪЕДИНЕНИЯ ЭНЕРГОСИСТЕ 5 ия.Цель изобетока реактие установл етения - уменьшение пе вной мощности и сниженной мощности оборудо" ия Изобретение относится к энергетике, а именно к способам и устройствам повышения надежности работы объединен ных энергосистем путем объединения систем гибкими связями, обеспечивающими возможность их параллельной работы при различных частотах.Известно устройство для объединения энергосистем с различными частотами, включаемые в рассечку межсистемных связей, в котором каждая фаза одной из объединяемых систем подключена ко всем фазам другой энергосистемы посредством устройств с переменной индуктивностью 1 ,Наиболее близким к предлагаемому о технической сущности является устройство для объединения двух энергосистем, содержащее трехфазные трансформаторы, первичные обмотки которых подсоединены к энергосистемам, и тиристоры, соединенные в треугольник и подключенные ко вторичным обмоткам этих трансформаторов 2 .К недостаткам этого устройства относится большой переток реактивноймощности, превосходящий передаваемуюактивную мощность в 3 раза, чтоприводит к необходимости иметь в объединенных энергосистемах дополнитель"ные источники реактивной мощности,а также вынужденное ограничение потока активной мощности, который можноподдерживать постоянным на уровнене выше 3/2 от пропускной способности устройства. Загрузка уст ройства большой реактивной мощностьюи вынужденное ограничение потока активной мощности приводит к повышениюустановленной мощности его оборудован203 936211Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для объединения двух энергосистем, содержащем трехфазные трансформаторы, первичные обмотки которых подсоединены к энергосистемам, и тиристоры соединенные в треугольники и подключенные ко вторичным обмоткам трансформаторов, каждый из двух трехфазных трансформаторов снабжен дополнительной вторичной обмоткой и третичной обмоткой, причем первичные обмотки трехфазных трансформаторов подключены к различным энергосистемам, обесвторичные обмотки каждого из трехфазных трансформаторов соединены, друг с другом пофаэно встречно-по,следовательно, а третичные обмотки одного трехфазного трансформаторасоединены в звезду, а другого го в треугольник, и каждая третичная обмотка одного трансформатора пофаэно подключена к точке соединения овстречных обмоток другого трансФорматора.25На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - графики зависимостей активной и реактивной мощностей, проходящих через обмотки трансформаторов, от угла сдвига между напряжениями энергосистем.Устройство содержит два трехфазных четьсрехобмоточнцх трансформатора 1 и 2, первичные обмотки 3 и 4 которых соединены в звезду и подключены к шинам 5 и 6 объединяемых энергосистем. Фаэные выводы двух вторичных обмоток 7 и 8 трансформатора 1, в нейтрали которых включены4 о тиристоры 9 и 10, соединенные в треуголь ник, соединены между собой пофазно встречно-последовательно и присоедине нц к третичной обмотке 11 трансформато. ра 2, соединенной в звезду, а фазные выводы двух вторичных обмоток 12 и 13 т ранс 45 форматора 2, в нейтрали которых включены тиристоры 14 и 15, соединенные в треугольник, соединены между собой пофазно встречно-последовательно и присоединенц к третичной обмотке 16 трансформатора 1, соединенной треугольником.При номинальных напряжениях на шинах 5 и 6 объединяемых энергосистем все вторичные обмотки 7 и 8, 12 и 13 и третичные обмотки 11 и 16 обоих трансформаторов 1 и 2 имеют одинаковые по величине линейные напряжения,4В нейтрали вторичных обмоток 7, 8 12 и 13 включены соответственно тиристоры 9,10,14 и 15. Когда тиристоры 9, 10, 14 и 15 заперты, нейтраль соответствующей вторичной обмотки 7, 8, 12 и 13 разомкнута и эта обмотка не участвует в работе устройства, Когда на тиристоры 9, 10, 14 и 15 подаются отпирающие импульсы управления, то в соответствующей вторичной обмотке 7,8,12 и 13 проходит ток, значение которого можно изменять регулируя фазу импульсов управления. Фазные выводы вторичной обмотки 7 соединены соответствующими фазными выводами вторичной обмотки 8 и фазные выводы вторичной обмотки 12 соединены соответствующими Фазными выводами вторичной обмотки 13. При этом напряжения вторичных обмоток.7 ,и 8, а также вторичных обмоток 12и 13 направлены встречно, Такое встречное включение двух вторичных обмоток 7, 8 и 12,13 допустимо, так как при работе устройства у одной из них разомкнута нейтраль.Соединенные между собой пофазно фазные выводы вторичных обмоток 7 и 8 трансформатора 1 соединены с соответствующими выводами третичной обмотки 11 трансформатора 2, включенной по схеме звезда. При синфазных напряжениях объединяемых энергосистем напряжения вторичной обмотки 7 и третичной 11 направлены согласно, а вторичной обмотки 8 и третичной встречно. При сдвиге напряжений энергосистем на угол о напряжения вторичной обмотки 8 и третичной 11 сдвинуты между собой на угол 180 +Фо Соединенные между собой пофазно фазные выводы вторичных обмоток 12 и 13 трансформатора 2 соединены с выводами третичной обмотки 16 трансформатора 1, включенной треугольником, причем это соединение выпол" нено так, чтобы сдвиг между соответствующими линейными напряжениями третичной обмотки 16 с одной стороны и вторичных обмоток 12 и 13 с другой при синфазности напряжений объединяемых энергосистем составлял90 о. При сдвиге напряжений энергосистем на угол У , как показано на Фиг,1, вектор Фазного напряжения 16 звезды отстает от Фазного напряжения 12 на угол 90 о + Ф и от фазного напряжения 13 о - на угол 270 +Уо9 10 14 от до 16-12 7-11 0 90 90 180 180 270 270 360 7-11 16-13 16-13, 8-11,8-11 16-12 5 9362Работа устройства зависит от значения угла сдвига Р между напряже-. ниями объединяемых энергосистем иавтоматически регулируется путем отпирания, изменения угла регулирования и запирания тиристоров 9, 10, 14 и 15. Процесс работы устройства на всем диапазоне изменения угла Ф от 0 до 360 при пропускании через устройство максималь О ного и постоянного по величине потока активной мощности поясняется таблицей.При изменении угла Ф от 0 дс 90 о отпираются импульсами управления тиристоры 9 и 14 и мощность передается через вторичные обмотки 7 и 12 и третичные 11 и 16 и 7-11. При этом тиристоры 9 полностью открыты и поэтому изменение активной и ре-, активной, мощности происходит по естественнымнезарегулированным) угловым характеристикам фиг.2) где Р 1 1,0- соответственноактивная и реактивная мощф 30сительных единицах.Отпирание тиристоров 14 производится с задержкой, причем угол регулирования изменяется в зависимости от35 угла Ф таким образом, чтобы изменение активной мощности через вторичную обмотку 12 и третичную 16 происходиф)н"+" - тиристорь 1 отпираются,тиристоры заперты.Ф 11 6ло по зарегулированной угловой характеристике фиг.2). 16-11= 1-ыпд; д 0;0 90 . Изменение реактивной мощности при таком регулировании происходит по характеристикеЯ,., 1 -- соэсР 1/Ою 90 О 1. В результате через устройство в рассматриваемом диапазоне изменения дпроходит постоянный поток активнойи реактивной мощности Р = Р 1 ь- Е+ Р 7-и = 1 ч = 1 Ь+.и=1.3 а Ьазисную величину здесь принята пропускная способность устройства, равная 3 О /Х, где 0 - фаэное напряжение на шинах 5 и 6 одной из объединяемых энергосистем, Х - приведенное к этим шинам суммарное индуктивное сопротивление короткого замыкания обоих трансформаторов 1 и 2 устройства.По таблице и графикам фиг.2 легко проследить за работой устройства в следующих диапазонах изменения угла б 90 18 ОО 1, 1180 270 Я и 270 оз 360 Ч Как видно из фиг,2, в результате поочередного регулирования тиристоров 9, 10, 14 и 15 на спадающих частях угловых характеристик активной мощности через устройство во всем диапазоне изменения угла б" передаются постоянные по величине потоки активной и реактивной мощности. В работе вторичные и третичные обмотки трансформаторов15 Формула изобретения Устройство для объединения двух энергосистем, содержащее трехфазные трансформаторы, первичные обмотки которых подключены к энергосистемам, и тиристоры, соединенные в треугольник и подключенные ко вторичным обмоткам трансформаторов, о т л иц а ю щ е е с я тем, что, с целью 20 7 93621Величину активной мощности, передаваемой через устройство, можно плавно изменять в пределах 0-1 с помощью соответствующего регулирования тиристоров 9, 10, 14 и 15. Для передачи постоянной по величине активной мощности Р1 надо вводить регулирование тиристоров 9, 10, 14 и 15, начиная с тех точек, где нарастающие угловые характеристики Р=Г(о) 0 достигают Р, Соответственно будет Физменяться и поток реактивной мощности. 8уменьшения перетока реактивноймощности и снижения установленноймощности оборудования, каждый издвух трехфазных трансформаторов снабжен дополнительной вторичной обмоткой и третичной обмоткой, причем первичные обмотки трехфазных трансформаторов подклюцены к различным энергосистемам, обе вторичные обмоткикаждого из трехфазных трансформаторов соединены друг с другом пофазновстречно"последовательно, а третичные обмотки одного трехфазного трансформатора соединены в звезду, а другого в треугольник, и каждая третичная обмотка одного трансформаторапофазно подключена к точке соединениявстрецных обмоток другого трансформатора,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Патент Японии уф 47-28489,кл. 58 А 2, 1972.2. Патент Японии М 48-39623,кл, 58 А 2, 1979936211 ОФ Корректор ираж 669твенного итета СССРретений и открытийЖ, Раушская наб.,аказ 4239/65ВНИИПИ Государспо делам иэо113035, Москва одписное Филиал ППП "Патент", г; Ужгород, ул, Проектная,Составитель А.МихайлоРедактор М.Келемеш Техред С, Мигунова