Способ управления асинхронизированным электромеханическим преобразователем частоты для связи двух энергосистем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 9) (11) 4 Н.02.Х 3/ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н.А.,имами гибЭМПЧ.ормэнерС еССР1984 электровляется ение относитс ью нэобретени ехнике ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИИ(56) Зеленохат Н.И., КокоревЛоказов К.З, Управление режкой межсистемной связи с АСРукопись детонирована в "Инфгофф, 1983, У 1348, эн-Д 83,37Авторское свидетельство СУ 1121740, кл. Н 02 1 3/06,Авторское свидетельство СССРУ 1354334, кл. Н 02 Л 3/06.(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ АСИНХРОНИЗИРОВАННЬВ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИМ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ ЧАСТОТЫ ДЛЯ СВЯЗИ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ(57) Иэобрет я к повышение качества напряжения у потре,бителей, в консольном режиме и повы-шение быстродействия выявления конт сольного режима, а .также повышение эффективности работы в консольном режиме асинхроииэированного электро- механического преобравователя часто" ты, Для этого в системах регулировае ния асинхронизированных синхронных машин АСМ) преобразователя в качестве опорных напряжений используются напряжения на шинах связываемых энер госистем, а при формировании напряжений регулирования по активной мощности и частоте дополнительно используются сигналы с зоной нечувст- аф вительности, пропорциональные нечетной степени соответствующих разностей фаз между векторами опорных напряжений и векторами напряжений на ши" С нах АСМ, а также управляют АСМ, не питающей консольную нагрузку, по частоте вращения вала.1 з,п. ф"лы, .4 ил.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для связи энергосистем, и может быть использовано для управления асинхро низированным электромеханическим пре" образователем частоты 1 АС ЭМПЧ 1.Цель изобретения - повышение качества напряжения у потребителей вконсольном режиме путем повышения 10 быстродействия выявления консольного режима.На фиг.1 приведена принципиальная схема энергосистемы с АС ЗМПЧ; на Фиг.2 - принципиальная схема АС 15 ЭМПЧ с системой регулирования; на фиг.3 - принципиальная схема фиксатора наступления консольного режима; на фиг.4 - принципиальная схема промежуточного преобразователя коорди нат.Две,асинхрониэированные синхронные машины АСМ 1 и 2 соединенные общимвалом 3, подключены через трансформа- торы 4 и 5 связи в рассечку линии 25электропередачи, связывающую две энергосистемы. Для подключения АС ЭМПЧ к связываемым энергосистемам ;используются выключатели 6 и 7. На одном валу АСМ находится углоизмери тельная машина 8, Регулирование режима АС ЭМПЧ осуществляется с помощью регуляторов 9 и 1 О, выходы ко". : торых подключены к управляющим вхо;дам преобразователей 11 и 12 частоты ,:с непосредственной связью ПЧНСПитание ПЧНС осуществляется от вторичных обмоток трансформаторов 13 и 14, первичные обмотки которых подключены к сташорным цепям АСМ. 40Устройство управления АС ЭМПЧ содержит датчики 15 и 16 опорных напряжений, подключенные к каналам передачи опорных векторов связываемых энергосистем; датчики 17 и 18 синхрон 45 ных проекций тока ротора и потокосцепления; датчики 19 и 20 напряжений;,. датчики 21 и 22 частоты связываемых энергосистем; .датчик 23 активной мощности одной из машин, датчики50 24 и 25 разности фаз; датчик 26 углового положения вала,а .также датчик 27 частоты вращения вала, Первичная информация измеряется с помощью транс форматора 28 тока электропередачи, трансформаторов 29-32 напряжения и трансформаторов 33 и 34 тока АСМ.Датчики 15 и 20 напряжений подклю чены соответственно к трансформаторам 29 и 30 напряжений; датчик 23 активной мощности подключен к трансФорматору 28 тока и трансформатору 30 напряжения; датчики 21 и 22 час-. тоты подключены к соответствующим каналам передачи опорных векторов; датчики 24 и 25 разности фаз одним из входов подключены к трансформаторам 31 и 32 напряжения, а вторым входом к соответствующему каналу передачи опорных векторов, датчики 17 и 18 синхронных проекций тока ротора и поч токосцепления подключены к соответствующим трансформаторам 31-34 токов и напряжений и к каналам передачи опорных векторов; датчик 27 частоты, вращения вала и датчик 26 углового положения вала подключены к углоизмерительной машине 8.Регуляторы 9 и 10 возбуждения сос. тоят из преобразователей 35 и 36 координат, сумматоров 37-40, про- порционально-дифференциально-интегральных ПДИ преобразователей 41-44, причем преобразователи 41 и 42 выпол 1 иены с изменяющимися коэффициентами усиления. Уставки по напряжению 3 задаются с помощью потенциометров 45 и 46. Уставка по скорости вращения вала ы формируется в блоке 47, например по следующему закону61 +У У - - уставка по активной2 мощности Р задается с помощью пои,; тенциометра 48, компаратора 49, элемента 50 с зоной нечувствительности и :сумматора 51: К(ю-ц ) + ,если (у - ц) ( О если 1 ы - 4(2 й если (Ы -Ы) )4 где Р - уставка по активной мощности, формируемая потенциометром 48; зона нечувствительности элемента 50. В каналы регулирования активной мощности и скорости вращения соответствующих машин включено регулирование по разности фаз между спорным вектором и вектором напряжения3 1411на шинах АСМ. Указанное регулирование осуществляется с помощью преобразователей 52 и 53 нечетной степени и элементов 54 и 55 с зоной не 5чувствительности. Регуляторы содержат блоки 56 и 57 фиксации консольнога режима, выходы которых осуществляют управление коэффициентов регули:рования ПДИ-преобразователей 41 и 42 10и управление. промежуточных преобразователей 58 и 59 координат.Выходы преобразователей ,35 и 36координат, которые являются выходамирегуляторов 9 и 1 0 возбуждения, подключены к управляющим входам ПЧНС 11и 12, которые осуществляют питаниероторных цепей АС ЭМПЧ.Блоки 56 и 57 фиксации наступления консольного режима (фиг.З) состо ят .,из сумматора 60 пороговых эле"ментов 61 и 62 и логического элемента И 63 Вход порогового элемента 61подключен к выходу сумматора 60, авыход подключен к инверсному входу 25элемента И 63. К второму входу элемента И 63 подключен выход порогового элемента 62, вход которого подключен к датчику 24 разности .Фаз.Промежуточный преобразователь 58координат состоит иэ переключателей64 и 65, сумматоров бб и 67, блоков68-71 перемножения, функциональныхпреобразователей 72-и 73 деления ифункционального преобразователя 74модуля ( Ф +9 ). Рассматриваемыййпромежуточный преобразователь координат позволяет по сигналу о работеАС ЭМПЧ на консольную нагрузку осу"ществлять преобразование напряженийрегулирования на угол 9 Ф, басе агсС 8 -- , что позволяет уве"у Уличить демпфирующие свойства системыи повысить устойчивость.Устройство для управления АС ЭИПЧработает следующим образом,В нормальных режимах работы однаиз машин АС ЭМПЧ (АСМ 2) управляетсяпо активной мощности и напряжению,Устанки задаются с помощью лотенциочметров 48 (активная мощность) и 46(напряжение), Сигналы от датчика 20напряжения и потенциометра 4 б.поступают на ПДИ-преобразователь 44, гдепроисходит Формирование напряжениярегулирования канала напряжения. Куставке по активной мощности, зада 881 4ваемой потанциометром 48, добавляется сигнал с зоной нечувствительности, пропорциональный разности между част татой вращения вала АС ЭМПЧ и частотой - опорного напряжения Оа, по цепочке: датчик 27 частоты вращения вала, датчик 22 частоты, компаратор 49, элемент 50 с зоной нечувствитель" ности, сумматор 51, Такое формирование уставки по активной мощности позволяет при превышении скольжения машины (разности частот) зоны нечувствительности осуществлять коррекцию устанки вплоть до полного ревер" са активной мощности в направлении энергосистемы с меньшей частотойСигнал о значении активной мощности от датчика 23 и устанка с сумматора 51 поступают на вход ПДИ-преобразователя 42,. где происходит формироваф ние напряжения регулиронания, обес" печивающего поддержание измеренной активной мощности, равной уставке.В промежуточном преобразователе 59 координат (ППК) фиг.4) в нормаль ных режимах работы АС ЭМПЧ сигналы от ПДИ-преобразователей 42 и 44 пос" тупают непосредственно на выход, С ныхадон ППК 59 через сумматоры 39 и 40, с помощью которых организована обратная отрицательная связь по проекциям тока ротора, напряжение регулирования поступает на вяоды преобразователя Зб координат, осуществляющего формирование напряжения воэбуж" дения АСМ, АСМ 1 управляется по нап-ряжению (датчик 19 напряжения, по.тенциометр 45, ПДИ-преобразователь 43) и частоте вращения вала (датчик 27 частоты вращения вала, датчики 21 и 22 частоты векторов опорного напряжения, блок 47 формирования ус-., танки Ы", ПДИ-преобразователь 41.). В дальнейшем напряжения регулирования преобразуются в напряжения воз" буждения так же, как для АСМ 2 с помощью сумматоров 37, 38 и преобразо" вателя 35 координат.При отключении одного иэ смежных к АС ЭМПЧ участков электропередаии образуется консольная нагрузка, питание которой осуществляется с помощью АС ЭМПЧ. Использование для регулиров вания АС ЭМПЧ опорных векторов связываемых энергосистем позволяет под" держивать частоту в автономном энерго- районе, равную частоте энергосистемы, что значительно упрощает автомати 141188130 35 40 45 50 55 ческое повторное включение ( АПВ) отключенного участка электропередачи.Однако при сохранении закона регулирования АСМ, питающей консольнуюнагрузку, она теряет возможность регулиронания напряжения, так как напряжение возбуждения равно потолочному. Использование в обратной связи сигнала с зоной нечувствительности, пропорционального нечетной степени разности фаз между вектором опорного напряжения и вектором напряжения ,на шинах АСМ, позволяет скомпенсиро- вать несоответствие устанки активной 1мощности или частоты вращения вала действительным значениям мощности консольной нагрузки или частоты вращения вала и тем самым сохранить возможность регулирования напряжения, 1Одновременно регулирование по раз,новти фаз повышает вероятность работы устройств АПВ Такое регулиро,вание для АСМ 1 Формируется с помощью следующей цепи; датчик 24 раз,ности фаз, элемент 54 с зоной нечувг ,стнительности, преобразователь 52 нечетной степени, вход ПД 1-преобразователя 41, Аналогично, для АСМ 2: дат чик 25 разности Фаз, элемент 55 с зоной нечувстнительности, преобразог ватель 53 нечетной степени, входПДИ-преобразователя 42.Преобразователи 52 и 53 нечетной степени поньппают предел устойчивости в первом цикле качаний, так какпри больших бросках Фаз , значительноповьппается коэффициент передачи обратной связи. В длительных консольных режимах целесообразно переключить законы регулирования машинАС ЭМПЧ с тем расчетом, чтобы машина, работающая параллельно с сетью,регулировала частоту вращения,.вала,так как в этом случае частота валаравна полусумме частот связываемыхэнергосистем и машины равномернозагружены, Для повьппения демпфирую - щих свойств АС ЭМ)1 Ч требуется дополнительный доворот напряжения регулирования, что осуществляется с помощью ППК 58 или 59 на оптимальный угол%ы.9 = агсГц в . в , и снижение коэффициЬентов регулирования по напряжению, активной мщнстн или скорости нраВения нала,: О урння, обеспечивающего максимальное демпФирование режимных параметрон АС ЭМПЧ. Оптимальные коэффициенты регулирования определяются расчетами областей статической устойчивости, Информацию для укаэанных операций нырабатынают блоки 56 и 57 фиксации консольного режима,которые работают следующим образом,При превьппении разностью фаэ зоны нечувствительности порогового элемента 62 на входе появляется сигнал логической единицы. Если на выходе сумматора 60 сигнал близок к нулю, что говорит о том, что переходный процесс практически закончился, то на выходе порогового элемента 61 также появляется сигнал логической единицы. Если на входах схемы И 63 имеются две логические единицы, то осуществляется уменьшение коэффициентапередачи соответствующего ПДИ-преобразователя по всем параметрам регулирования. Таким образом, применение предлаг гаемого способа позволяет повысить качество напряжения у потребителей н консольном режиме работы, так как регулируют частоту и модуль напряжения на шинах. Формула изобретения 1.Способ управления асинкронизированным электромеханическим преобразователем частоты (АС ЭМПЧ) для связи двух энергосистем, содержащим две асинхронизированные синхронные маши- ны (АСМ) с жестко соединенными вала 1 ми, заключающийся в том что измеряют активную мощность Одной из АСМ, величины напряжений на шинах и час- тоту вращения вала АС ЭМПЧ, сравнивают эти величины с устанками нормального режима АС ЭМЛЧ, по полученным отклонениям активной мощности и напряжения Формируют напряжения регулирования с требуемыми коэффициентами усиления одной АСМ, а по полученным отклонениям напряжения и частоты вращения вала формируют напряжения регулирования с требуемым коэфФициентом усиления другой АСХ, изме-, ряют опорное напряжение для преобразования напряжений регулирования в напряжения управления обеих АСМ, фиксируют наступление консольного режи" ма, о т л и ч а ю щ и й с я тем,141881 Зиергосцсвеиа Ф 1 Яюергосиспема ЮГ что, с целью повышения качества напряжения у потребителей в консольномрежиме и повышения быстродействиявыявления консольного режима, измеряют и передают к месту установкиАС ЭМПЧ напряжения связываемых энер"госистем, которые используют в каче:.стве опорных напряжений для преобразования напряжений регулирования в Онапряжения управления АСМ, измеряютразности фаэ между опорными напряжениями связываемых энергосистем и соответствующими напряжениями на шинах АСМ, в случае выхода одной иэразностей фаз за заданную зону нечувствительности .фиксируют наступление консольного режима и определяют машину, питающую коксиальнуюнагрузку, для которой формируют сигнал с зоной нечувствительности, пропорциональный нечетной степени разности фаз между опорным напряжениемэнергосистемы со стороны АСМ, питающей консольную нагрузку, и напряжением на шинах АСМ, питающей консольную нагрузку, и корректируют уставкупо активной мощности или скорости нормального режима АС ЭМПЧ путем суммирования полученного сигнала с соответствующей уставкой нормального режима АС ЭМПЧ, определяют потокосцепление ротора АСМ, питающей консольную нагрузку, и его проекции 9 и Ч , на опорное напряже Р В 4 В маувние энергосистемы со стороны АСМ, питающей консольную нагрузку, сдвигают по фазе напряжения управления АСМ на угол 9агсд -и умень"ауСюервЬ шают коэффициенты усиления при формировании напряжения регулирования АСМ до задания уровня, выбранного иэ условия обеспечения максимального демпфирования режимных параметров АС ЭМПЧ.2, Способ по л.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью повышения эффективности работы АС ЭМПЧ в консольном режиме путем поддержания частоты вращения вала равной уставке, машиной, не питающей консальную нагрузку, управляют по частоте вращения вала.1411881 и оставитель К.Фотиехред М. Ходанич Редак А.Мотьл илье рек акаэ 366 Тираж 650 ВНИИПИ Госуда по делам и 13035, Москва, сноета ССС о го ко в крытийнаб., д. нии и аушск ре 5,еское предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная изводственно-полигра