Результат интеллектуальной деятельности: Электромеханическая вставка между двумя энергосистемами

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики.

Широко известная вставка между двумя энергосистемами /1/, содержащая механически связанные асинхронизированные машины, роторами подключенные к частотным регуляторам. Недостаток такой вставки состоит в том, что она требует для запуска громоздких пусковых резисторов и коммутационной аппаратуры. Кроме того такой способ пуска имеет низкий К.П.Д.

Наиболее близким по схемотехнике является /2/ электромеханическая вставка (далее ЭВ) между двумя энергосистемами, содержащей механически связанные асинхронизированные машины, роторами подключенные к частотным регуляторам, которые каждый через свой трансформаторы и выключатель подключены к разным системам шин, статорные обмотки машин связаны с этими шинами. Для пуска такого прототипа применяется тиристорное пусковое устройство, имеющее большие габариты и сложность. Техническая задача предложения состоит в упрощении и повышении надежности. Техническая задача решается за счет того, что с каждой стороны между статорами и шинами включен свой статорный выключатель, а параллельно статорам включены короткозамыкатели.

На чертеже приведена схема ЭВ, где обозначено: 1, 2 - асинхронизированные синхронные машины, связанные валом 3; 4, 5 - частотные преобразователи (далее ПЧ) (циклоконвертор или транзисторный выпрямительно-инверторный преобразователь); 6, 7 - трансформаторы питания ПЧ; 8, 9 - выключатели трансформаторов ПЧ; 10, 11 - статорные выключатели; 12, 13 - шины связанные с разными энергосистемами, 14, 15 - короткозамыкатели. ЭВ работает следующим образом. В рабочем состоянии выключатели 8-11 включены, а короткозамыкатели 14, 15 - разомкнуты. Машины 1, 2 вращаются со скоростью равной средней частоте на шинах 11, 12, а ПЧ 4,5 подают в роторные цепи токи с частотой равной половине разности частот шин 11, 12 энергосистем. В зависимости от величины этих токов изменяется реактивная мощность отдаваемая (потребляемая) из шин 11, 12. А положением осей магнитного поля роторов машин 1, 2 изменяется величина активной мощности передаваемой от одних шин к другим.

При пуске вначале включаются короткозамыкатели 14, 15,выключататели 8, 9 (один или оба). ПЧ 4 и (или) 5 плавно поднимают частоту и напряжения роторов 1 и (или) 2. Машины 1, 2 разгоняются как обращенные в асинхронном режиме. По превышению максимальной частоты после отключения короткозамыкателей 14, 15 производится синхронизация и включение статорных выключателей 10, 11. Так операция разгона проводится если ПЧ 4, 5 - выпрямительно -инверторного типа (транзисторные).

Если ПЧ 4, 5 циклоконверторного типа (тиристорные), то разгон может осуществляться в частотном режиме до частоты порядка 30 Гц (при частоте сетей около 50 Гц), а далее в режиме тиристорного регулятора напряжения. Как вариант для данного случая ПЧ 4, 5 режим тиристорного регулятора напряжения может испльзоваться при разгоне во всем диапазоне. Таким образом, реализуется способ пуска электромеханической вставки между двумя энергосистемами, содержащей механически связанные асинхронизированные машины, роторами подключенные к частотным регуляторам, путем плавного повышения напряжения и частоты. При этом в начале пуска закорачивают статорные обмотки машин, на роторах плавно повышают частоту и при достижении значения частоты большего номинального раскорачивают статоры, переводят частотные преобразователи в режим постоянного тока, синхронизируют напряжения статоров с сетями, воздействуя на частотные регуляторы, и подключают статоры к сетям.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №729746, кл. H02J 3/06, 1977.

2. Научно-технический журнал «Энергия единой сети», 2017, август-сентябрь, стр. 20 рис 2.1.