RU55223U1 - REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE - Google Patents

REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE Download PDF

Info

Publication number
RU55223U1
RU55223U1 RU2006107787/22U RU2006107787U RU55223U1 RU 55223 U1 RU55223 U1 RU 55223U1 RU 2006107787/22 U RU2006107787/22 U RU 2006107787/22U RU 2006107787 U RU2006107787 U RU 2006107787U RU 55223 U1 RU55223 U1 RU 55223U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
excitation
power
electric motor
reactive power
motor
Prior art date
Application number
RU2006107787/22U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Александрович Дементьев
Иван Яковлевич Довганюк
Татьяна Васильевна Плотникова
Юрий Гевондович Шакарян
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы"
Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт электроэнергетики"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы", Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт электроэнергетики" filed Critical Открытое акционерное общество "Федеральная сетевая компания Единой энергетической системы"
Priority to RU2006107787/22U priority Critical patent/RU55223U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU55223U1 publication Critical patent/RU55223U1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Ac Motors In General (AREA)

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и, в частности, к электротехническим устройствам, предназначенным для управления режимами линий электропередачи переменного тока (ЛЭП). она может быть применена для продольной или поперечной компенсации реактивной мощности. Устройство компенсации реактивной мощности ЛЭП содержит синхронный компенсатор (СК), возбудитель СК, блок автоматического регулирования возбуждения СК, датчик режимных параметров статорной цепи СК, подключенный своими выходами к информационным входам блока автоматического регулирования возбуждения СК, асинхронный электродвигатель, кинематически связанный с валом СК и снабженный управляющей обмоткой, подключенной через коммутатор к пусковому реостату. В устройство введены возбудитель асинхронного электродвигателя, питающий его управляющую обмотку, блок автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя и датчики углового положения ротора и режимных параметров статорной цепи асинхронного электродвигателя, выходы которых подключены к информационным входам блока автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя. Задача полезной модели - обеспечить регулирование реактивной мощности и устойчивую работу СК в широком диапазоне изменения напряжения на статорной обмотке СК. Полезная модель имеет развития, направленные на обеспечение возможности регулирования перетока активной мощности при продольной компенсации ЛЭП, минимизацию потерь электроэнергии в устройстве и упрощение его эксплуатации, включая процесс пуска. 4 з.п.ф., 2 ил.The utility model relates to the field of electrical engineering and, in particular, to electrical devices designed to control the modes of AC power lines (power lines). it can be used for longitudinal or transverse compensation of reactive power. The power line reactive power compensation device comprises a synchronous compensator (SC), a SC exciter, an SC excitation automatic control unit, an SC stator operating mode sensor connected to its information inputs to an SC excitation automatic control unit, an asynchronous electric motor kinematically connected to the SC shaft and equipped with a control winding connected through a switch to a starting rheostat. An induction motor exciter was introduced into the device, supplying its control winding, an automatic control unit for the excitation of the asynchronous electric motor, and rotor angular position sensors and operating parameters of the stator circuit of the asynchronous electric motor, the outputs of which are connected to the information inputs of the automatic control unit for the excitation of the asynchronous electric motor. The objective of the utility model is to provide regulation of reactive power and stable operation of the SC in a wide range of voltage changes on the stator winding of the SC. The utility model has developments aimed at providing the ability to regulate the flow of active power with longitudinal compensation of power lines, minimizing power losses in the device and simplifying its operation, including the start-up process. 4 C.p.F., 2 ill.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к области электротехники и, в частности, к электротехническим устройствам, предназначенным для управления режимами линий электропередачи переменного тока (ЛЭП) Она может быть применена для продольной или поперечной компенсации реактивной мощности. Преимущественная область применения полезной модели - продольная компенсация ЛЭП с функцией управления величиной и направлением перетока активной мощности.The utility model relates to the field of electrical engineering and, in particular, to electrical devices designed to control the modes of AC power lines (power lines). It can be used for longitudinal or transverse compensation of reactive power. The preferred area of application of the utility model is the longitudinal compensation of power lines with the function of controlling the magnitude and direction of the flow of active power.

Уровень техникиState of the art

Для компенсации реактивной мощности (продольной и поперечной) применяются различные устройства [1], включая выполненные на базе электромеханических синхронных компенсаторов (СК), которые способны обеспечить высокую надежность, устойчивость к импульсным возмущениям в ЛЭП, высокое качество формируемого напряжения. В настоящее время такие устройства целесообразно использовать для мощностей компенсации в диапазоне 100-1000 МВА.To compensate for reactive power (longitudinal and transverse), various devices are used [1], including those made on the basis of electromechanical synchronous compensators (SC), which are able to provide high reliability, resistance to impulse disturbances in power lines, and high quality of the generated voltage. Currently, such devices are advisable to use for compensation capacities in the range of 100-1000 MVA.

Известно устройство компенсации реактивной мощности ЛЭП, содержащее синхронный компенсатор, его возбудитель, блок автоматического регулирования возбуждения, оснащенный датчиками режимных параметров (напряжения, активной и реактивной мощности цепи статора) синхронного компенсатора, выходы которых подключены к информационным входам регулятора, и асинхронный электродвигатель, кинематически связанный с валом синхронного компенсатора и снабженный управляющей обмоткой, подключенной через коммутатор к пусковому реостату [2].A device is known for compensating the reactive power of power lines containing a synchronous compensator, its exciter, an automatic excitation control unit equipped with sensors of operating parameters (voltage, active and reactive power of the stator circuit) of a synchronous compensator, the outputs of which are connected to the information inputs of the regulator, and an asynchronous motor kinematically coupled with a synchronous compensator shaft and equipped with a control winding connected through a switch to a starting rheostat [2].

Возбудитель СК совместно с блоком автоматического регулирования возбуждения выполнен с возможностью поддержания заданной реактивной мощности или напряжения в точке подключения СК (поперечная компенсация) или с возможностью управления перетоком мощности ЛЭП (продольная компенсация).The causative agent of the SC together with the automatic excitation control unit is configured to maintain a given reactive power or voltage at the connection point of the SC (transverse compensation) or with the ability to control the power flow of power transmission lines (longitudinal compensation).

Асинхронный двигатель в устройстве [2] имеет мощность 5-10% от мощности СК и используется для его разгона. Совместно с пусковым реостатом он обеспечивает благоприятный для энергосистемы (и СК) пуск агрегата до подсинхронной частоты вращения с последующим включением компенсатора в сеть методом самосинхронизации и отключением электродвигателя от сети.The induction motor in the device [2] has a power of 5-10% of the power of the SC and is used to accelerate it. Together with the starting rheostat, it provides the unit’s start-up up to a sub-synchronous speed, which is favorable for the power system (and SC), followed by the inclusion of a compensator in the network by means of self-synchronization and disconnecting the electric motor from the network.

Схема устройства [2] проста, достаточно надежна, обладает высоким КПД и электромагнитной совместимостью, высокой перегрузочной способностью.The circuit of the device [2] is simple, reliable enough, has high efficiency and electromagnetic compatibility, high overload capacity.

Недостаток устройства [2] состоит в том, что оно не обеспечивает устойчивости работы СК при изменяющемся в широких пределах напряжении на статорной обмотке СК. Пределы потребляемой синхронным компенсатором реактивной мощности ограничены его номинальными параметрами, однако в условиях, когда напряжение сети меняется в широких (до нуля) пределах, диапазон потребляемой реактивной мощности, в котором обеспечивается устойчивая работа синхронного компенсатора, существенно сужается. Этот недостаток устройства [2] особенно проявляется при использовании устройства для продольной компенсации, когда процесс регулирования перетока активной мощности по ЛЭП сопровождается изменением в широких пределах напряжения на статорной обмотке СК. При пониженном напряжении электромагнитный момент компенсатора становится недостаточным для поддержания его во вращающемся состоянии и обеспечения его статической и динамической устойчивости.The disadvantage of the device [2] is that it does not ensure the stability of the SC when the voltage across the stator winding of the SC varies over a wide range. The limits of the reactive power consumed by the synchronous compensator are limited by its nominal parameters, however, under conditions when the mains voltage varies widely (to zero), the range of the reactive power consumed, in which the synchronous compensator works stably, is narrowed. This disadvantage of the device [2] is especially evident when using the device for longitudinal compensation, when the process of regulating the flow of active power through power lines is accompanied by a change over a wide range of voltage on the stator winding of the SC. Under reduced voltage, the electromagnetic moment of the compensator becomes insufficient to maintain it in a rotating state and ensure its static and dynamic stability.

Асинхронный электродвигатель в устройстве [2] не способен за счет своей естественной моментной характеристики компенсировать колебания The induction motor in the device [2] is not able to compensate for fluctuations due to its natural moment characteristic

вала агрегата, обусловленные нарушениями устойчивости СК в упомянутых режимах даже, если его не отключать от сети после пуска СК.the shaft of the unit, due to violations of the stability of the SC in the above modes, even if it is not disconnected from the network after starting the SC.

Кроме того, при изменении угла сдвига между вектором тока в ЛЭП и продольной осью компенсатора от 90 эл.град. будет изменяться угол в вала компенсатора (и электродвигателя) и по цепочке сеть - электродвигатель - компенсатор - сеть будет передаваться активная мощность в ту или другую сторону, нагружая электродвигатель и компенсатор активными токами. Это ведет к дополнительным потерям в обеих машинах и к перегрузке разгонного электродвигателя, поскольку его мощность существенно меньше мощности СК.In addition, when changing the shear angle between the current vector in the power transmission line and the longitudinal axis of the compensator from 90 el. the angle in the shaft of the compensator (and the electric motor) will change and along the chain network - electric motor - compensator - the network will transmit active power in one direction or another, loading the electric motor and the compensator with active currents. This leads to additional losses in both machines and to overload of the accelerating motor, since its power is significantly less than the power of the SC.

Сущность полезной моделиUtility Model Essence

Задача полезной модели обеспечить регулирование реактивной мощности и устойчивую работу СК в широком диапазоне изменения напряжения на статорной обмотке СК.The objective of the utility model is to provide regulation of reactive power and stable operation of the SC in a wide range of voltage changes on the stator winding of the SC.

Устройство компенсации реактивной мощности линии электропередачи (ЛЭП) содержит синхронный компенсатор, возбудитель синхронного компенсатора, блок автоматического регулирования возбуждения синхронного компенсатора, датчик режимных параметров статорной цепи синхронного компенсатора, подключенный своими выходами к информационным входам блока автоматического регулирования возбуждения синхронного компенсатора, асинхронный электродвигатель, кинематически связанный с валом синхронного компенсатора и снабженный управляющей обмоткой, подключенной через коммутатор к пусковому реостату. В устройство введены возбудитель асинхронного электродвигателя, питающий его управляющую обмотку, блок автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя и датчики углового положения ротора и режимных параметров статорной цепи асинхронного электродвигателя, выходы которых подключены к информационным входам блока автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя.A device for reactive power compensation of a power transmission line (transmission line) contains a synchronous compensator, a synchronous compensator exciter, a unit for automatically controlling the synchronous compensator excitation, a mode sensor for the stator circuit of a synchronous compensator, connected to the information inputs of a synchronous compensator automatic control unit for excitation, an asynchronous motor kinematically coupled with synchronous compensator shaft and equipped with a control winding second, connected through a switch to the starting resistors. An induction motor exciter was introduced into the device, supplying its control winding, an automatic control unit for the excitation of the asynchronous electric motor, and rotor angular position sensors and operating parameters of the stator circuit of the asynchronous electric motor, the outputs of which are connected to the information inputs of the automatic control unit for the excitation of the asynchronous electric motor.

Это решает поставленную задачу за счет создания асинхронным электродвигателем автоматически регулируемого дополнительного момента на валу СК.This solves the problem by creating asynchronous electric motor automatically adjustable additional torque on the shaft SK.

Предусмотрены следующие развития полезной модели.The following development of the utility model is provided.

Устройство может быть снабжено датчиком перетока активной мощности ЛЭП, выход которого подключен к дополнительному информационному входу блока автоматического регулирования возбуждения синхронного компенсатора.The device can be equipped with an active power flow sensor for the power transmission line, the output of which is connected to an additional information input of the synchronous compensator excitation automatic control unit.

Это позволяет регулировать переток активной мощности при продольной компенсации ЛЭП.This allows you to adjust the flow of active power in the longitudinal compensation of power lines.

Блок автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя может быть выполнен в виде двухканального регулятора по активной и по реактивной мощности, при этом канал регулирования по активной мощности выполнен с возможностью демпфирования колебаний ротора и корректирования углового положения вектора поля ротора в установившемся режиме, а канал регулирования по реактивной мощности - с возможностью поддержания заданной реактивной мощности статорной обмотки асинхронного электродвигателя, и введен датчик токов по продольной и поперечной осям управляющей обмотки асинхронного электродвигателя, подключенный своими выходами к дополнительному информационному входу блока автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя.The unit for automatically controlling the excitation of an asynchronous electric motor can be made in the form of a two-channel controller for active and reactive power, while the active power control channel is capable of damping rotor vibrations and correcting the angular position of the rotor field vector in a steady state, and the control channel for reactive power - with the ability to maintain a given reactive power of the stator winding of an induction motor, and introduced a current sensor single and transverse axes of the control winding of an induction motor, connected by its outputs to an additional information input of the unit for automatically controlling the excitation of the induction motor.

Это позволяет минимизировать потери электроэнергии в устройстве.This minimizes the loss of electricity in the device.

Асинхронный электродвигатель может быть выполнен в виде бесщеточного каскада электрических машин, снабженного симметричной двухфазной продольно-поперечной управляющей обмоткой.An asynchronous electric motor can be made in the form of a brushless cascade of electrical machines equipped with a symmetrical two-phase longitudinal-transverse control winding.

Это позволяет упростить эксплуатацию устройства, особенно в сочетании с бесщеточным выполнением возбудителя синхронного компенсатора.This allows you to simplify the operation of the device, especially in combination with brushless execution of the pathogen synchronous compensator.

Пусковой реостат может быть выполнен в виде индукционного токоограничивающего элемента, сопротивление которого изменяется автоматически в функции частоты и величины протекающего через него тока.The starting rheostat can be made in the form of an induction current-limiting element, the resistance of which changes automatically as a function of the frequency and magnitude of the current flowing through it.

Это позволяет повысить надежность и упростить процесс пуска устройства.This improves reliability and simplifies the startup process of the device.

Краткое описание фигурBrief Description of the Figures

На фиг.1 представлена функциональная схема полезной модели с учетом ее развития, подключенная к ЛЭП для продольной компенсации с функцией управления перетоком активной мощности.Figure 1 presents the functional diagram of the utility model, taking into account its development, connected to power lines for longitudinal compensation with the function of controlling the flow of active power.

На фиг.2 представлена функциональная схема блока регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя, используемого в составе предлагаемого устройства.Figure 2 presents the functional diagram of the control unit for the excitation of an induction motor used in the composition of the proposed device.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

На фиг.1 показаны:Figure 1 shows:

- синхронный компенсатор 1;- synchronous compensator 1;

- возбудитель 2 компенсатора 1;- pathogen 2 compensator 1;

- блок 3 автоматического регулирования возбуждения компенсатора 1;- block 3 automatic control of the excitation of the compensator 1;

- асинхронный электродвигатель 4, кинематически связанный валом 5 с компенсатором 1;- an asynchronous electric motor 4 kinematically connected by a shaft 5 with a compensator 1;

- датчик 6 углового положения ротора электродвигателя 4;- sensor 6 of the angular position of the rotor of the electric motor 4;

- возбудитель 7 электродвигателя 4;- pathogen 7 of the electric motor 4;

- блок 8 автоматического регулирования возбуждения электродвигателя 4, питающий его управляющую обмотку 9, которая через коммутатор 10 подключена к пусковому реостату 11;- block 8 of the automatic regulation of the excitation of the electric motor 4, which feeds its control winding 9, which is connected through the switch 10 to the starting rheostat 11;

- датчики 12 и 13 режимных параметров статорных цепей компенсатора 1 и электродвигателя 4, подключенные к информационным входам блоков 3 и 8 соответственно.- sensors 12 and 13 of the operational parameters of the stator circuits of the compensator 1 and the motor 4, connected to the information inputs of blocks 3 and 8, respectively.

На фиг.1 также показаны установочные входы блоков 3 и 8, предназначенные для ввода соответствующих уставок.Figure 1 also shows the installation inputs of blocks 3 and 8, designed to enter the appropriate settings.

При использовании устройства для продольной компенсации его функцией является поддержание заданного перетока активной мощности через ЛЭП. На фиг.1 показан используемый в этом случае датчик 14 перетока активной мощности ЛЭП. На установочный вход блока 3 в этом случае подается уставка Р0 по перетоку активной мощности в линии, а на дополнительный информационный вход блока 3 - сигнал с датчика 14.When using the device for longitudinal compensation, its function is to maintain a given flow of active power through power lines. Figure 1 shows the used in this case, the sensor 14 of the flow of active power transmission lines. In this case, the setpoint P 0 is applied to the installation input of block 3 according to the active power flow in the line, and the signal from sensor 14 is sent to the additional information input of block 3.

При использовании устройства для поперечной компенсации ЛЭП оно подключается параллельно ей (статорные цепи компенсатора 1 и двигателя 4 через выключатели подключаются к линии 15). В этом случае функцией устройства является поддержание заданной реактивной мощности на выходе компенсатора 1 или заданного напряжения в точке подключения к линии. При этом на установочный вход блока 3 подается соответствующая уставка Q0 по реактивной мощности или уставка U0 по напряжению.When using the device for lateral compensation of power lines, it is connected in parallel with it (the stator circuits of the compensator 1 and motor 4 are connected to the line 15 via switches). In this case, the function of the device is to maintain a given reactive power at the output of the compensator 1 or a given voltage at the point of connection to the line. In this case, the corresponding setpoint Q 0 for reactive power or the set U 0 for voltage is applied to the installation input of block 3.

На установочные входы блока 8 в обоих случаях подаются уставки р0 и q0, задающие желаемый рабочий режим двигателя 4 (подробнее см. ниже).In both cases, the settings p 0 and q 0 are set at the installation inputs of block 8, setting the desired operating mode of motor 4 (for more details, see below).

Кроме того, на фиг.1 показаны элементы оборудования подстанции, обеспечивающие соответствующее соединение устройства компенсации с линией 15: выключатели 16 и 17, а также согласующие трансформаторы 18 и 19. К обмоткам низкого напряжения трансформаторов 19 и 18 подключены статорные обмотки компенсатора 1 и двигателя 4. На подстанции предусмотрен выключатель 20 для шунтирования обмотки низкого напряжения трансформатора 19, включенного в рассечку линии 15.In addition, figure 1 shows the elements of the equipment of the substation, providing the appropriate connection of the compensation device with line 15: switches 16 and 17, as well as matching transformers 18 and 19. To the low voltage windings of transformers 19 and 18 are connected the stator windings of compensator 1 and motor 4 A switch 20 is provided at the substation for shunting the low voltage winding of the transformer 19 included in the cut line 15.

К одному из информационных входов блока 8 подключен выход датчика 21 токов по продольной и поперечной осям управляющей обмотки 9 асинхронного электродвигателя.The output of the current sensor 21 is connected to one of the information inputs of block 8 along the longitudinal and transverse axes of the control winding 9 of the asynchronous electric motor.

В функциональной схеме блока 8 (фиг.2) используются два канала регулирования: по активной и по реактивной мощности. Входными сигналами блока 8 являются сигналы задания р0 и q0, текущее значение р и q статора электродвигателя 4, сигнал Uδ с датчика 6 и сигнал Uсети напряжения сети. Входные сигналы подаются на регулятор 22 активной In the functional diagram of block 8 (figure 2), two control channels are used: active and reactive power. The input signals of block 8 are the reference signals p 0 and q 0 , the current value p and q of the stator of the electric motor 4, the signal Uδ from the sensor 6 and the signal U of the network voltage. Input signals are supplied to the controller 22 active

мощности и регулятор 23 реактивной мощности. В канале регулирования по активной мощности за регулятором 22 включен регулятор 24 угла δ, сдвига между сигналом Uсети, несущем информацию о фазе напряжения сети, и сигналом Uδ с датчика 6. На входы преобразователя 25 координат поступают выходные сигналы регуляторов 24 и 23, а также сигналы Sinδ и Cosδ преобразования, сформированные в функциональном узле 26. Выходные сигналы преобразователя 25, совместно с сигналами отрицательной обратной связи ifq и ifd по токам в продольной и поперечной осях управляющей обмотки электродвигателя 4, поступающими с датчика 21 (см. фиг.1), подаются на выходные регуляторы 27 и 28. Сформированные регуляторами 27 и 28 управляющие напряжения Ufd и Ufq служат для управления возбудителем 7, питающим управляющую обмотку электродвигателя 4.power and reactive power regulator 23. In the active power control channel behind the regulator 22, the angle switch 24 is turned on, the offset angle between the signal U of the network carrying information about the phase of the voltage of the network and the signal U δ from the sensor 6. The outputs of the regulators 25 coordinate receive the output signals of the regulators 24 and 23, and also the conversion signals Sinδ and Cosδ generated in the functional node 26. The output signals of the converter 25, together with the negative feedback signals i fq and i fd for currents in the longitudinal and transverse axes of the control winding of the electric motor 4, coming from the dates Chik 21 (see figure 1), are fed to the output regulators 27 and 28. The control voltages U fd and U fq formed by the regulators 27 and 28 serve to control the pathogen 7 supplying the control winding of the electric motor 4.

Электродвигатель 4 может иметь многофазную, например трехфазную, управляющую обмотку или быть выполненным в виде бесщеточного каскада электрических машин, снабженного симметричной двухфазной продольно-поперечной управляющей обмоткой. Последний вариант выполнения электродвигателя 4 позволяет упростить систему его возбуждения, состоящую из блоков 7 и 8, и повысить ее надежность.The electric motor 4 may have a multiphase, for example three-phase, control winding or be made in the form of a brushless cascade of electrical machines equipped with a symmetrical two-phase longitudinal-transverse control winding. The last embodiment of the motor 4 allows you to simplify the system of its excitation, consisting of blocks 7 and 8, and to increase its reliability.

При трехфазной управляющей обмотке на электродвигателе 4 блоки 3 и 8 могут быть выполнены в виде трехфазного циклоконвертора по нулевой схеме, а при симметричной двухфазной продольно-поперечной управляющей обмотке - в виде двух реверсивных управляемых мостовых выпрямителей.With a three-phase control winding on an electric motor 4, blocks 3 and 8 can be made in the form of a three-phase cycloconverter according to the zero scheme, and with a symmetric two-phase longitudinal-transverse control winding, in the form of two reversible controlled bridge rectifiers.

Возбудитель 2 компенсатора 1 может быть выполнен, например, в виде тиристорного управляемого мостового выпрямителя или в виде бесщеточной электромашины.The causative agent 2 of the compensator 1 can be made, for example, in the form of a thyristor controlled bridge rectifier or in the form of a brushless electric machine.

Устройство может быть применено для продольной или поперечной компенсации.The device can be used for longitudinal or lateral compensation.

В режиме продольной компенсации устройство работает следующим образом (см. фиг.1).In the longitudinal compensation mode, the device operates as follows (see figure 1).

В исходном состоянии выключатели 16 и 17 разомкнуты, а трансформатор 19, включенный в рассечку линии 15, зашунтирован на стороне низкого напряжения выключателем 20.In the initial state, the switches 16 and 17 are open, and the transformer 19, included in the cut line 15, is shunted on the low voltage side by the switch 20.

Пусть в линии 15 существует какой-то переток Р активной мощности, который, в частности, может быть равен нулю.Suppose that in line 15 there is some kind of overflow P of active power, which, in particular, can be equal to zero.

Пуск компенсатора 1 осуществляется электродвигателем 4 при неработающих возбудителях 2 и 7 после включения выключателей 16, 17 и отключения выключателя 20. Пуск асинхронного двигателя 4 производится с помощью реостата 11 при замкнутом коммутаторе 10. Пусковой момент должен быть достаточным для преодоления момента трогания и необходимого ускорения маховых масс агрегата компенсатор 1 - двигатель 4. На подсинхронной скорости, контролируемой блоком 8, по сигналам датчика 6 углового положения автоматически формируются команды на включение в работу блока 8, возбудителя 7, формирующего напряжения на управляющей обмотке 9 электродвигателя 4 по ее продольной и поперечной осям, и на отключение выключателя 10.The start of the compensator 1 is carried out by the electric motor 4 when the exciters 2 and 7 are turned on after the switches 16, 17 are turned on and the switch 20 is turned off. The asynchronous motor 4 is started using the rheostat 11 with the switch 10 closed. The starting torque must be sufficient to overcome the starting moment and the necessary acceleration the mass of the unit, the compensator 1 is the engine 4. At a sub-synchronous speed controlled by block 8, the signals for inclusion in operation are automatically generated by the signals of the sensor 6 of the angular position Lok 8, exciter 7, the forming voltage to the control winding 9 of the motor 4 on its longitudinal and transverse axes and for disabling the switch 10.

Блок 8 выполнен по двухканальной схеме регулирования (см. фиг.2) и работает следующим образом.Block 8 is made according to a two-channel control circuit (see figure 2) and works as follows.

Регуляторы 22 и 23 вырабатывают сигналы, пропорциональные отклонениям измеренных датчиком 13 текущих значений р и q от заданных у ставок р0 и q0 соответственно.The controllers 22 and 23 generate signals proportional to the deviations of the current values of p and q measured by the sensor 13 from the values set at rates p 0 and q 0, respectively.

Регулятор 24 угла δ осуществляет подгонку скорости агрегата до синхронной. После этого включается выключатель 17, отключается выключатель 20 и вводится в работу возбудитель 2 компенсатора 1. В блоке 3 осуществляется формирование сигнала управления возбуждением компенсатора в функции текущего значения перетока мощности Р в линии 15 и уставки Р0.The adjuster 24 of the angle δ adjusts the speed of the unit to synchronous. After that, the switch 17 is turned on, the switch 20 is turned off and the exciter 2 of the compensator 1 is put into operation. In block 3, the compensator excitation control signal is generated as a function of the current value of the power flow P in line 15 and the setpoint P 0 .

В зависимости от угла сдвига между вектором эдс компенсатора 1 и вектором тока в линии 15 в данный момент, на валу 5 может возникнуть момент тормозящий или ускоряющий, что приведет к появлению перетока Depending on the angle of shift between the emf vector of the compensator 1 and the current vector in line 15 at the moment, a braking or accelerating moment may occur on the shaft 5, which will lead to an overflow

активной мощности по цепи сеть - электродвигатель - компенсатор - сеть. В этом случае блок 8 с помощью регулятора 22 (см. фиг.2), установленного в канале регулирования возбуждения по активной мощности, воздействует на возбудитель 7 и смещает вектор электромагнитного поля, создаваемого обмоткой ротора электродвигателя 4, относительно самого ротора и таким образом снижает переток мощности в линии 15 до значения уставки р0 в установившемся режиме.active power along the network - electric motor - compensator - network circuit. In this case, block 8 using the controller 22 (see figure 2) installed in the channel for regulating the excitation by active power, acts on the pathogen 7 and shifts the vector of the electromagnetic field generated by the rotor winding of the electric motor 4 relative to the rotor itself and thus reduces the overflow power in line 15 to the setpoint value p 0 in steady state.

При этом функция демпфирования колебаний ротора и корректирования углового положения вектора поля ротора в установившемся режиме осуществляется следующим образом.In this case, the function of damping the rotor vibrations and correcting the angular position of the rotor field vector in the steady state is carried out as follows.

В динамических режимах, обусловленных возмущениями в линии 15, возникает электромагнитный момент, воздействующий на вал 5. В демпфировании отклонений его углового положения одновременно участвуют возбудители 2 и 7, стремясь уменьшить эти отклонения до нуля. Поскольку такие возмущения, как правило, кратковременны, то электродвигатель 4, даже существенно меньшей мощности по сравнению с мощностью компенсатора 1, за счет перегрузочной способности по моменту способен эффективно демпфировать эти возмущения.In dynamic modes caused by disturbances in line 15, an electromagnetic moment arises on shaft 5. Exciters 2 and 7 simultaneously participate in damping deviations of its angular position, trying to reduce these deviations to zero. Since such disturbances, as a rule, are short-term, the electric motor 4, even of a significantly lower power than the compensator 1, is capable of effectively damping these disturbances due to the overload capacity in time.

К новому установившемуся режиму компенсатора 1 с изменившимся значением угла положения ротора блок регулирования 8 корректирует по интегральному закону угол сдвига вектора поля ротора до тех пор, пока активная мощность статора двигателя не достигнет уставки р0.To the new steady state of the compensator 1 with the changed value of the angle of the rotor position, the control unit 8 adjusts, according to the integral law, the angle of shift of the rotor field vector until the active power of the motor stator reaches the set point p 0 .

Уставка р0 может выбираться исходя из активных потерь только в электродвигателе 4 или с учетом компенсации полных потерь агрегата. В этом случае активные потери в компенсаторе 1 покрываются полностью электродвигателем 4.The setpoint p 0 can be selected on the basis of active losses only in the electric motor 4 or taking into account compensation of the total losses of the unit. In this case, the active losses in the compensator 1 are completely covered by the electric motor 4.

В канале регулирования возбуждения по реактивной мощности блок 8 с помощью регулятора 23 (см. фиг.2) воздействует на возбудитель 7, обеспечивая поддержание заданной реактивной мощности статорной обмотки асинхронного электродвигателя 4.In the channel for regulating the excitation by reactive power, block 8, using the regulator 23 (see Fig. 2), acts on the pathogen 7, ensuring that the given reactive power of the stator winding of the asynchronous electric motor 4 is maintained.

Уставка q0 no реактивной мощности может выбираться исходя из условия минимизации потерь в меди электродвигателя 4 (cosφ=1).The setpoint q 0 no of reactive power can be selected based on the condition of minimizing losses in the copper of electric motor 4 (cosφ = 1).

Работа компенсатора 1 в режиме с отрицательным возбуждением, а также при низких значениях напряжения на обмотке статора сопряжена с резким снижением запаса статической и динамической устойчивости. В этих режимах устойчивость работы практически обеспечивается только соответствующим управлением в блоке 8 электромагнитным моментом электродвигателя 4, что позволяет обеспечить работоспособность компенсатора 1 в устройстве продольной компенсации при глубоком регулировании перетока мощности в ЛЭП.The operation of the compensator 1 in the mode with negative excitation, as well as at low voltage values on the stator winding, is associated with a sharp decrease in the margin of static and dynamic stability. In these modes, operation stability is practically only ensured by the appropriate control in block 8 of the electromagnetic moment of the electric motor 4, which makes it possible to ensure the operability of the compensator 1 in the longitudinal compensation device with deep regulation of the power flow in the power transmission line.

При подключении предлагаемого устройства компенсации к ЛЭП по схеме поперечной компенсации асинхронный двигатель 4 управляется возбудителем 7 и блоком 8 аналогично, а блок 3 обеспечивает стабилизацию реактивной мощности или напряжения в точке подключения к линии 15 на уровне соответствующей уставки, подаваемой на его установочный вход (см. выше). При этом все упомянутые положительные свойства устройства компенсации сохраняются, а синхронный компенсатор 1 приобретает свойства асинхронизированного компенсатора с поперечной обмоткой, только размещенной за пределами компенсатора 1 в корпусе электродвигателя 4.When connecting the proposed compensation device to the power transmission lines according to the transverse compensation scheme, the induction motor 4 is controlled by the exciter 7 and block 8 in the same way, and block 3 provides stabilization of reactive power or voltage at the point of connection to line 15 at the level of the corresponding setpoint applied to its installation input (see above). Moreover, all the mentioned positive properties of the compensation device are preserved, and the synchronous compensator 1 acquires the properties of an asynchronized compensator with a transverse winding, which is only located outside the compensator 1 in the motor housing 4.

Фактически электродвигатель 4 с возбудителем 7 и блоком 8 регулирования осуществляет разгон и удержание компенсатора 1 при понижении напряжения и функционирует как активный маховик, демпфирующий колебания активной мощности (угла θ) при динамических возмущениях в системе.In fact, the electric motor 4 with the exciter 7 and the control unit 8 accelerates and holds the compensator 1 when the voltage is lowered and functions as an active flywheel damping vibrations of the active power (angle θ) under dynamic disturbances in the system.

Электродвигатель 4 может быть выполнен в виде бесщеточной асинхронной машины или в виде бесщеточного каскада электрических машин, снабженного симметричной двухфазной продольно-поперечной управляющей обмоткой. Это позволит упростить эксплуатацию устройства, особенно в сочетании с бесщеточным выполнением блока 2.The electric motor 4 can be made in the form of a brushless asynchronous machine or in the form of a brushless cascade of electrical machines equipped with a symmetrical two-phase longitudinal-transverse control winding. This will simplify the operation of the device, especially in combination with brushless execution of block 2.

Реостат 10 может быть выполнен в виде индукционного токоограничивающего элемента, сопротивление которого изменяется автоматически в функции частоты и величины протекающего через него тока [3]. Это позволяет повысить надежность и упростить процесс пуска устройства.The rheostat 10 can be made in the form of an induction current-limiting element, the resistance of which changes automatically as a function of the frequency and magnitude of the current flowing through it [3]. This improves reliability and simplifies the startup process of the device.

Источники информацииInformation sources

1. Кочкин В.И., Нечаев О.П. Применение статических компенсаторов реактивной мощности в электрических сетях энергосистем и предприятиях. Москва, ЭНАС, 2000.1. Kochkin V.I., Nechaev O.P. The use of static reactive power compensators in electric networks of power systems and enterprises. Moscow, ENAS, 2000.

2. Е.Я.Гуревич. Синхронные компенсаторы. ГЭИ., М.-Л., 1958 г.(стр.137).2. E.Ya. Gurevich. Synchronous compensators. SEI., M.-L., 1958 (p. 137).

3. Заявка Великобритании №2075271 по кл. МПК H 01 F 27/24,1981 г.3. UK application No. 2075271 for CL. IPC H 01 F 27 / 24.1981

Claims (5)

1. Устройство компенсации реактивной мощности линии электропередачи (ЛЭП), содержащее синхронный компенсатор, возбудитель синхронного компенсатора, блок автоматического регулирования возбуждения синхронного компенсатора, датчик режимных параметров статорной цепи синхронного компенсатора, подключенный своими выходами к информационным входам блока автоматического регулирования возбуждения синхронного компенсатора, асинхронный электродвигатель, кинематически связанный с валом синхронного компенсатора и снабженный управляющей обмоткой, подключенной через коммутатор к пусковому реостату, отличающееся тем, что введены возбудитель асинхронного электродвигателя, питающий его управляющую обмотку, блок автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя и датчики углового положения ротора и режимных параметров статорной цепи асинхронного электродвигателя, выходы которых подключены к информационным входам блока автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя.1. A device for compensating reactive power of a power line (transmission line) containing a synchronous compensator, a pathogen of a synchronous compensator, a unit for automatically controlling the excitation of a synchronous compensator, a sensor for the operating parameters of the stator circuit of a synchronous compensator, connected to the information inputs of a unit for automatically controlling the excitation of a synchronous compensator, an asynchronous motor kinematically connected with the shaft of the synchronous compensator and equipped with a control an outlet connected via a switch to a starting rheostat, characterized in that an asynchronous electric motor exciter is introduced, supplying its control winding, an automatic control unit for the induction electric motor excitation, and rotor angular position sensors and operating parameters of the stator circuit of the asynchronous electric motor, the outputs of which are connected to the information inputs of the automatic block regulation of the excitation of an induction motor. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено датчиком перетока активной мощности ЛЭП, выход которого подключен к дополнительному информационному входу блока автоматического регулирования возбуждения синхронного компенсатора.2. The device according to claim 1, characterized in that it is equipped with a sensor for active power flow of the power transmission line, the output of which is connected to an additional information input of the unit for automatically controlling the excitation of a synchronous compensator. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя выполнен в виде двухканального регулятора по активной и по реактивной мощности, при этом канал регулирования по активной мощности выполнен с возможностью демпфирования колебаний ротора и корректирования углового положения вектора поля ротора в установившемся режиме, а канал регулирования по реактивной мощности - с возможностью поддержания заданной реактивной мощности статорной обмотки асинхронного электродвигателя, и введен датчик токов по продольной и поперечной осям управляющей обмотки асинхронного электродвигателя, подключенный своими выходами к дополнительному информационному входу блока автоматического регулирования возбуждения асинхронного электродвигателя.3. The device according to claim 1, characterized in that the unit for automatically controlling the excitation of the induction motor is made in the form of a two-channel controller for active and reactive power, while the control channel for active power is made with the possibility of damping the rotor vibrations and adjusting the angular position of the rotor field vector in steady state, and the control channel for reactive power - with the ability to maintain a given reactive power of the stator winding of an induction motor For, and introduced a current sensor along the longitudinal and transverse axes of the control winding of the induction motor, connected by its outputs to the additional information input of the unit for automatically controlling the excitation of the asynchronous motor. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что асинхронный электродвигатель выполнен в виде бесщеточного каскада электрических машин, снабженного симметричной двухфазной продольно-поперечной управляющей обмоткой.4. The device according to claim 1, characterized in that the induction motor is made in the form of a brushless cascade of electrical machines equipped with a symmetrical two-phase longitudinal-transverse control winding. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что пусковой реостат выполнен в виде индукционного токоограничивающего элемента, сопротивление которого изменяется автоматически в функции частоты и величины протекающего через него тока.
Figure 00000001
5. The device according to claim 1, characterized in that the starting rheostat is made in the form of an induction current-limiting element, the resistance of which changes automatically as a function of the frequency and magnitude of the current flowing through it.
Figure 00000001
RU2006107787/22U 2006-03-14 2006-03-14 REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE RU55223U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107787/22U RU55223U1 (en) 2006-03-14 2006-03-14 REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2006107787/22U RU55223U1 (en) 2006-03-14 2006-03-14 REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU55223U1 true RU55223U1 (en) 2006-07-27

Family

ID=37058718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2006107787/22U RU55223U1 (en) 2006-03-14 2006-03-14 REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU55223U1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214157U1 (en) * 2022-06-06 2022-10-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH SYNCHRONOUS COMPENSATOR AND INCREASED ELECTROMAGNETIC TORQUE OF SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU214157U1 (en) * 2022-06-06 2022-10-13 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева - КАИ" SUBMERSIBLE PUMP UNIT WITH SYNCHRONOUS COMPENSATOR AND INCREASED ELECTROMAGNETIC TORQUE OF SUBMERSIBLE ELECTRIC MOTOR

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2302621C (en) System for supplying electric-motor loads with electrical energy
US8390138B2 (en) Wind energy installation with negative sequence system regulation and operating method
EP2682339B1 (en) Power distribution systems
US6784634B2 (en) Brushless doubly-fed induction machine control
AU2007260099B2 (en) Current limitation for a double-fed asynchronous machine
FI71047C (en) ANORDNING FOER REGLERING AV EN ASYNKRONMASKIN
JP2005168288A (en) Method and apparatus for starting gas turbine using polyphase generator
WO2015136719A1 (en) Gas Turbine Power Generation System
CN108474349B (en) Method of adjusting a wind turbine power take off
WO2016007665A1 (en) Genset power control in power systems
CN111313764A (en) Negative slope voltage frequency for starting variable frequency independent speed motor and speed control
US4870339A (en) Variable-speed power generating system
CN108539755A (en) A kind of large synchronous compensator startup method based on VVSG technologies
RU55223U1 (en) REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE
US6806688B2 (en) Difference power adjustment apparatus having a capacitor and reactor connected power-system bus
CA2379444C (en) Excitation control device and excitation control method
JP2006345583A (en) Ac power regulator
RU2213409C2 (en) Method for controlling off-line induction generator
WO2020245385A1 (en) Methods of operating doubly-fed induction generator systems
CN111490708B (en) Double-shaft excitation device of synchronous phase modulator and adjusting method
JP5773964B2 (en) Engine generator parallel operation system and engine generator parallel operation method
SU1262684A1 (en) Method of controlling independent electric power installation
SU1658281A1 (en) Power plant for non-stop feeding
JP2002218657A (en) Power generation system
JP3495140B2 (en) Voltage control device for wound induction machine

Legal Events

Date Code Title Description
PD1K Correction of name of utility model owner