SU1115164A1 - Устройство дл св зи двух энергосистем - Google Patents

Abstract

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗИ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержащее две асинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные обмотки которых подключены к соответствующим энергосисте- . мам, управл емые преобразователи частоты с трансформаторами св зи с питающей сетью, датчик углового положени  вала агрегата, датчики частоты св зьюаемых энергосистем, регул торы возбуждени , блок формировани  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых энергосистем, блок контрол  регул торов возбуждени  и четыре коммутатора, первый вход каждого регул тора возбуждени  соединен с выходом датчика частоты своей энергосистемы, первый и второй входы блока формировани  гармонических сигналов полусуммы частот соединены соответственно с датчиками частот энергосистем, первый вход первого коммутатора соединен с выходом датчика углового положени  вала 3 5ИБдШд1 г.йл агрегата, второй вход первого коммутатора соединен с выходом блока формировани  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых энергосистем , первый управл ющий вход первого коммутатора соединен с первым выходом блока контрол  регул торов возбуждени , выход первого коммутатора соединен с вторыми входами регул торов возбуждени , первые выходы которых соединены с управл емыми преобразовател ми частоты соответственно через второй и третий коммутаторы, управл ющие входы которых соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока контрол  регул торов (Л возбуждени , вторые выходы регул торов возбуждени  соединены соотС ветственно с первым и вторым, входами блока контрол  регул торов возбуждени , четвертый выход которого подсоединен к управл ющему входу четвертого комьгутатора, соедин ющего управл ющие входы преобразователей частоты с взаимно обратным чередо:л ванием фаз, а выводы каждой фазы обмоток возбуждени  машин соединены Эд 4 между собой элементом шунтировани  и подключены к выходам своих управл емых преобразователей частоты через выключатели, отл.ичающее с   тем, что, с целью повышени  надежности, оно снабжено дополнительно шестью однофазными выключател ми, двум  блоками контрол  управл емых преобразователей частоты, п тб1м и шестым коммутаторами, блоком упрйвлени  режимом, управл емые преобразователи частоты выполнены с выходами дл  контрол , первый коммутатор вы

Description

полней с вторым и третьим управл ющи ми входами, при этом обмотки возбуждени  обеих машин соединены между собой последовательно посредством указанных шести однофазньос выключателей , выходы дл  контрол  управл емых преобразователей частоты соединены каждьй с входом своего блока контрол  управл емого преобразовател  частоты, выходы каждого из блоков контрол  соответственно через .п тый и шестой коммутаторы соединены с допо нительными вторым и третьим управл ющими входами первого коммутатора, а также с управл ющими входами соот ветствующих однофазных вьшлючателей, выходы датчиков частоты св зываемых энергосистем соединены соответственно с первым и вторьм входами блока управлени  режимом, выход которого соединен с управл ющими входами п того и шестого 1 :оммутаторов.

2. -Устройство по П.1, отличащеес  тем, что при выполнении асинхронизированных синхронных машин с двухфазными обмотками возбуждени  а управл емых преобразователей частоты с мостовыми вентильными группами И потенциальным разделением фаз обмоток возбуждени , к каждой паре выводов управл емых преобразователей частоты через выключатели подсоединена фаза обмотки возбуждени , выводы первой фазы обмотки возбуждени  йервой машины соответственно через певый и второй дополнительные однофазные выключатели подсоединены параллельно выключателю, соедин ющему начало первой фазы обмотки возбуждени . второй машины с соотйетствующим выводом своего управл емого преобразовател  частоты, выводы первой фазы обмотки возбуждени  второй машины соответственно через второй и третий дополнительные выключатели подсоединены параллельно- выключателю, соедин ющему конец первой фазы обмотки возбулсдени  первой машины с соответствующими вьгаодом своего управл емого преобразовател  частоты, выводы вторых фаз обмоток возбуждени  обеих машин соответственно через четвертый и п тьй, четвертый и шестой дополнительные однофазные выключатели подсоединены параллельно выключател м, соедин ющим начала вторых фаз обмоток возбуждени  обеих машин с соответствущими выводами своих управл емых преобразователей частоты, при этом вывод п того коммутатора соединен с управл ющими входами первого, второго, четвертого, п того дополнительных выключателей и элементов шунтировани  двух фаз обмотки возбуждени  первой машины, и двух выключателей, соеин ющих начала обеих фаз обмотки возбуждени  второй машины со своими выходами второго управл емого преобразовател  частоты, вывод шестого коммутатора соединен с управл юими входами второго, третьего, четвертого, шестого дополнительных однофазных выключателей и элементов шунтировани  двух фаз обмотки возбуждени  второй машины, и двух выключателей , соедин ющих конец перво .й и начало второй фа.з обмотки возбуждени  первой машины со своими выходами первого управл емого преобразовател  частоты.

3.Устройство по П.1, о т ли чающеес  тем, что при выполнении асинхронизированных синхронных машин с трехфазными обмотками возбуждени  и управл емых преобазователей частоты с нулевыми вентильными группами или с мостовыми вентильными группами и потенциальным разделением обмоток трансформаторов , каждый управл емый преобразователь частоты выполнен с трем  вывоами , к каждому из которых через выключатели подсоеди-нены начала фаз обмотки возбуждени  соответствующей машины., начала фаз обмотки возбуждени  каждой машины соединены между собай соответственно первой и второй парой дополнительных однофазных выключателей , а концы фаз обмоток возбуждени  обеих машин соединены между собой с взаимно обратным чередованием фаз и перемкнуты между собой третьей парой дополнительных однофазных выключателей , вывод п того коммутатора соединен с управл ющими входами первой и третьей пар дополнительных однофазных выключателей, вывод шестого коммутатора соединен с управл ющими входами второй и третьей пар дополнительных однофазных выключателей.

4.Устройство по П.1, отличающеес  тем, что вход и выход трансформатора св зи с питающей сетью через трехфазные выключатели с датчиками состо ни  соединены соответственно с источником возбуждени  и входами вентильных групп управл емого преобразовател  частоты, блок

контрол  управл емого преобразовател  частоты содержит два логических элемента И и один лотический элемент ИЛИ, выходы логических элементов И соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого образует выход блока контрол  управл емого преобразовател  частоты,, а входы логических элементов И образуют вход блока контрол  управл емого преобразовател  частоты, при этом входы первого логического элемента И соединены с датчиками состо ни  выключателей на входе и вьосоде трансформатора, а входы второго логического элемента- с датчиками состо ни  выключателей на выходе трансформатора и на выходе управл емого преобразовател  частоты.

164

5, Устройство-ПО п.1, отличающеес  тем, что блок управлени  режимом содержит элемент суммировани , элемент перемножени , компаратор , диод, элемент усилени  и задатчик уровн  сигнала, при этом входы элемента суммировани  образуют входы блока управлени  режимом, выход элемента суммировани  соединен с входами элемента перемножени  выход которого, как и выход задатчика уровн  сигнала, соединен с входами компаратора, выход которого через диод соединен с входом элемента усилени , выход которого образует выход блока управлени  режимом.

1

Изобретение относитс  к электротехнике , более конкретно к устройствам дл  св зи источников переменного тока .

Известно устройство дл  св зи двух энергосистем, содержащее две асинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные обмотки каждой из которых подключены к своей энергосистеме, управл емьш преобразователь частоты, регул тор с блоком формировани  функции регулировани  и блоком разностной частоты, датчики частот обеих энергосистем, причем датчик частоты первой энергосистемы соединен со входом блока разностной частоты регул тора , а регул тора подключен ко входу преобразовател  частоты, при этом в качестве датчиков частоты использованы датчики половинной частоты , роторные обмотки машин соединены между собой с противоположным чередованием фаз, и к общим точкам соединени  этих обмоток подключены выходы управл емого преобразовател  частоты, а выход датчика частоты второй энергосистемы соединен со входом блока формировани  функции регулировани  регул тора 1 3.

Данное устройство обеспечивает независимое регулирование частот св зываемых энергосистем, однако в силу

невозможности разделени  каналов управлени  регулирование активных мощностей машин, а также напр жений (ре . активных мощностей) машин может рсу5 ществл тьс  лишь св зно. По. а.той причине оно не может обеспечить локализаiцию возмущений в пределах одной энергосистемы. Поэтому, несмотр  на то, что данное устройство позвол ет

10 обойтись одним управл емым преобразователем частоты, одним комплектом контактных колец и одним регул тором, он может иметь ограниченное применение. Кроме того, при выходе из стро  одно15 го из указанных элементов устройство необходимо отключать от св зьгеаемых энергосистем, что ведет к нарушению передачи заданного потока активной мощности.

20 Известно также устройство дл  св зи двух энергосистем, содержащее две асинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные обмотки которых подключены

25 к соответствующим энергосистемам, управл емые преобразователи частоты , измеритель скорости вращени  вала , датчики частоты и напр жени  на шинах св зываемых энергосистем, дат30 чик активной мощности межсистемной св зи и регул торы возбуждени , входы одного из которых .подсоединены к датчикам частоты и напр жени . 3 ,11 к измерителю скорости вращени  вала ,и к датчику активной мощности, входьл другого подсоединены к датчикам частоты и напр жени  и к измерителю скорости вращени  вала, а выход регул торов возбуждени  подсоединен к управл емому преобразователю частоты каждой из машин. При этом каналы управлени  четырьм  параметрами режима устройства (активной мощностью , скоростью вращени  вала агpardta и напр жени ми двух машин) содержат пропордионально-интегрально-дифференциальные (ПИД) регул торы 2 ., Это устройство также обеспечивает независимое регулирование частот св зьгоаемь энергосистем. Кроме того, в устройстве благодар  наличию двух регул торов возбуждени  с ПИД-ретул торами и двух управл емых пре- образователей частоты удаетс  осуществл гть разделение каналов управлени  обеих машин, т.е. независимое регул}1рование потока активной мощности через, устройство, скорость вращени  вала агрегата и напр жений на шинах машин. Однако при выходе из стро  одно го из регул торов во избежание дальнейшего развити  аварии соответствующую машину.агрегата необходимо отключать от энергосистемы. Например, если отказал блок питани , управл ющий сигнал на выходе регул тора будет нулевым, поэтому обмотки возбуждени  через управл емый преобразователь час тоты окажутс  в короткозамкнутом режиме . Но на этот режим асинхронизирог ванна  синхронна  машина не рассчитана по услови м нагрева и электродинамической устойчивости.При этом друга  электрическа  машина переводитс  в режим асинхронизированного синхронного компенсатора . Все это приводит к невозможности передачи активной мощности ИЗ одной энергосистемы в другую. Наиболее близким к изобретению  вл етс  устройство дл  св зи двух энергосистем, содержащее две асинхронизированные синхронные машины с жест ко соединенными валами, статорные обмотки которых подключены к соответствующим энергосистемам, управл емые преобразователи частоты, датчик углового положени  вала агрегата, датчики частот св зываемых энергосистем и регул торы возбуждени  с дву4 м  входами каждый, блок формировани  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых энергосистем, блок контрол  регул торов возбуждени  и четыре коммутатора, при этом обмотки возбуждени  машин подключены к выходам своих управл емых преобразователей частоты, первый вход каждого регул тора возбуждени  соединен с вы-г ходом датчика частоты своей энергосистемы , первый и второй входы блока формировани  гармонических сигналов полусуммы частот соединены соответственно с датчиками частот энергосистем , первый вход первого коммутатора соединен с выходом датчика углового положени  вала агрегата, второй вход первого коммутатора соединен с выходом блока формировани  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых энергосистем, управл ющий вход первого коммутатора соединен с первым выходом блока контрол  регул торов во.збуждени , выход указанного коммутатора соединен со вторыми входами регул торов возбуждени , первые выходы которых соединены с управл ющими преобразовател ми частоты соответственно через второй и третий коммутаторы, управл ющие входы которых соединены соответственно с вторьм и третьим выходами блока контрол  регул торов возбуждени , вторые выходы регул торов возбуждени  соединены соответственно с первым и вторым входами блока контрол  регул торов возбуждени , четвертый выход которого подсоединен к уп-равл ющему входу четвертого коммутатора , соедин ющего управл ющие входы преобразователей частоты и обеспечивающего взаимно обратное чередование фазобмоток возбуждени  машин,3. Однако при выходе из стро  управл емого преобразовател  частоты одной машины эту машину во избежание ее повреждени  необходимо отключать от энергосистемы, так как асинхронизированные синхронные машины по услови м нагрева и электродинамической устойчивости не рассчитаны на работу в короткозамкнутом режиме обмотки возбуждени  через элементы шунтировани , например, гасительное сопротивление . При этом друга  электрическа  машина; переводитс  в режим асинхронизированного синхронного компенсатора. Все это. приводит к не5n возможности передачи активной мощнос ти из одной энертосистемы в другую. Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства. Цель достигаетс  тем, что устройство дл  св зи двух энергосистем, содержащее две асинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные обмотки которых под;слючены к соответствующим энергосистемам, управл емые преобразователи частоты с трансформаторами св зи с питающей сетью, датчик углового положени  вала агрегата, датчики частоты св зываемых энергосистем , регул торы возбуждени , блок формировани  гармонических сигналов ПОЛУСУММЫ частот св зываемых энеогосистем , блок контрол  регул торов возбуждени  и четыре коммутатора, первый вход каждого регул тора возбуждени  соединен с выходом датчика частоты своей энергосистемы, первый второй входы блока формировани  гармонических сигналов полусуммы частот соединены соответственно с датчиками частот энергосистем, первый вход первого коммутатора соединен с выходом датчика углового положени  вала агрегата, второй вход первого коммутатора соединен с выходом блока форм ровани  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых энергосисте первый управл ющий вход первого коммутатора соединен с первым выходом блока контрол  регул торов возбуждени , выход первого коммутатора соединен с вторыми входами регул торов возбуждени , первые выходы которых соединены с управл емыми преобразовател ми частоты соответственно через второй и третий коммутаторы управл ющие входы которых соединены соответственно с вторыми и третьим выходами блока контрол  регул торов возбуждени , вторые выходы регул торов возбуждени  соединены соответственно с первым и вторым входами блока контрол  регул торов возбуждени , четвертый выход которог подсоединен к управл ющему входу четвертого коммутатора, соедин ющего управл ющие входы преобразователей частоты с взаимно обратным чередованием фаз, а выводы каждой фазы обмоток возбуждени  машин соединены между собой элементом шунтировани  и подключены к выходам своих управл емых преобразователей частоты че рез выключатели, снабжено дополнительно шестью однофазными выключател ми , двум  блоками контрол  управл емых преобразователей частоты, п -тьпч и шестым коммутаторами, блоком управлени  режимом, управл емые преобразователи частоты выполнены с вьпсодами дл  контрол , первый коммутатор полиен с вторым и третьим управл ющими входами, при этом обмотки возбуждени  обеих машин соединены между собой последовательно посредством указанных шести однофазньк выключателей, выходы дл  контрол  управл емых преобразователей частоты соединены каж-дый с входом своего блока контрол  управл емого преобразовател  частоты , выходы каждого из блоков контрол  соответственно через п тый и шестой коммутаторы соединены с дополнительными вторым и третьим управл ющими входами первого KOMM i-TaTopa, а также с управл ющи 5и входами соответствующих однофазных выключателей, выходы датчиков частоты св зывавмых энергосистем соединены соответственно с первьм и вторым входами блока управлени  режимом, выход которого соединен с управл ющими входами п того и шестого коммутаторов. При этом устройство, в котором асинхронизированные синхронные машины выполнены с двухфазными обмотками возбзшдени , а управл емые преобразователи частоты - с мостовыми вентильными группами и потенциальным разделением фаз обмоток возбуждени , к каждой паре выводов управл емых преобразователей частоты через выключатели подсоединена фаза обмотки возбуждени , выводы первой фазы обмотки возбуждени  первой машины соответственно через первый и второй дополнительные однофазные выключатели соединены параллельно выключателю ,, соедин ющему начало первой фазы обмотки возбуждени  второй машины с соответствующим вьшодом своего управл емого преобразовател  частоты, выводы первой фазы обмотки возбу здени  второй машины соответственно через второй и третий дополнительные выключатели соединены параллельно выключателю, соедин ющему конец первой фазы обмотки возбуждени  первой машины с соответствуннцим выводом своего управл емого преобразовател  частоты, выводы вторых фаз обмоток

возбуждени  обеих машин соответственно через четвертый и п тьш, четвертый и шестой дополнительные однофазные выключатели подсоединены параллельно вьпслючател м, соедин ющим начала вторых фаз обмоток возбуждени  обеих машин с соответствующими выводами своих управл емых преобразователей частоты, при этом вывод п того коммутатора соединен с управл ющими вхрдами первого, второго, четвертого, п того дополнительных выключателей и элементов шунтировани  двух фаз обмотки возбуждени  первой машины, и двух выключателей, соедин ющих начала обеих фаз обмотки-возбуждени  второй машины со своими выходами второго управл емого преобразовател  частоты , вывод шестого коммутатора соединен с управл ющими входами второго, третьего, четвертого, шестого дополнительных однофазных выключателей и элементов шунтировани  двух фаз обмотки возбуждени  второй машины, и двух выключателей, соедин ющих конец первой и начало второй фаз обмотки возбуждени  первой машины с своими выходами первого управл емого преобразовател  частоты.

Кроме того, если устройство имеет асинхронизированные синхронные машины с трехфазными обмотками возбуждени управл емые преобразователи частоты с нулевыми вентильными группами или с мостовыми вентильными группами и потенциальным разделением обмоток трансформаторов, каждый управл емый преобразователь частоты выполнен с трем  выводами, .к ка кдому из которых через выключатели подсоединены, например , начала фаз обмотки возбуждени  соответствующей машины, начала фаз обмотки возбу вдени  каждой машины .соединены меж;.т,у собой соответственно первой и второй парой дополни тельных однофазных выключателей, а концы фаз обмоток возбуждени  обеих машин соединены между собой с взаимно обратным чередованием фаз и перемкнуты между собой третьей парой дополнительных однофазных выключателей, вывод п того коммутатора соединен с упразл ющиг.ет входами первой и третьей пар дополнительных однофазных выключателей , вывод шестого коммутатора соединен с управл ющими входами второй и третьей пар дополнительных однофазных , выключателей.

Устройство, содержащее трансформатор св зи с питающей сетью, вход и выход которого через трехфазные выключатели с датчиками состо ни  соединены соответственно с источником возбуждени  и входами вентильных гру управл емого -преобразовател  частоты , блок контрол  управл емого преобразовател  частоты содержит два логических элемента И и один логический элемент Л-ШИ, выходы логических элементов И соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого образует выход блока контрол  управл емого преобразовател  частоты , а входы логических элементов И, образу от вход блока контрол  управл емого преобразовател  частоть), при этом входы первого логического элемента . И соединены с датчиками состо ни  выключателей, на входе и. выходе трансформатора, а входы второго логического элемента - с датчиками состо ни  выключателей на выходе трансформатора и на выходе управл емого преобразовател  частоты.

Кроме того, блок управлени ; режимом содержит элемент суммировани , элемент перемножени ,, компаратор, диод, элемент усилени  и задатчик уровн  сигнала, при этом входы элемента суммировани  образуют входы блока управлени  режимом, выход элемента суммировани  соединен с входам элемента перемножени , выход которого , как и выход задатчика уровн  сигнала, соединен с входами компаратора , выход которого через диод соединен с входом элемента усилени , выход которого образует выход блока управлени  режимом.

На фиг.1 представлена обща  схема предлагаемого устройства при двухфазных обмотках возбуждени  асинхронизированных синхронных машин, на - фрагмент устройство с управл емым преобразователем частоты и блок контрол  управл емого преобразовател  частоты фрагменту на фиг.З устройство при трехфазныхобмотках возбуждени  асинхронизированных синхронных машин фрагмент; на фиг.4 схема выполнени  блока управлени  режимом; на фиг.З - схема выполнени  регул тора возбуждени j на

фиг.6 - схема выполнени  блока формировани  гармонических сигналов пол91 суммы частот при двухфазных обмотках возбуждени  машин. Устройство дл  св зи двух энергосистем 1 и 2 состоит из двух асиихронизированных синхронных машин 3 и 4 с жестко соединенными валами, обмотки роторов машин 3 и 4 через управл емые преобразователи частоты и 6 соединены с источниками возбужде ни , например со статорными цеп ми асинхронизированных синхронных машин 3 и 4. Управл ющие входы преобразователе 5 и 6 частоты соединены с выходами регул торов 7 и 8 возбзгждени  через коммутаторы 9 и 10 соответственно, а также ме зду собой с взаимно обратным чередованием фаз через коммутаторы 1 Первые входы регул торов 7 и 8 возбуждени  соединены с датчиками 12 и 13 частоты соответствующих энергосистем 1 и 2, а вторые входы подключены к выходу коммутатора 14. Первый вход коммутатора 14 подключен к датчику 15 углового положени  вала агре гата, второй вход - к выходу блока 1 формировани  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых энергосистем , входы которого подключены к датчикам 12 и 13 частоты энергосистем 1 и 2. Первый управл ющий вход коммутатора 14 соединен с первым выходом блока 17 контрол  регул торов возбуждени , второй и третий выходы которого соединены соответственно с управл ющими входами коммутаторов 9 и 10, а четвертьй выход подсое динен к управл ющему входу коммутатора 11. Первый и второй входы блока 17 контрол  регул торов возбуждени  подключены соответственно ко вторым выходам регул торов 7 и 8 воз буждени . Выводы каждой из фаз 18 и. 19 обмотки возбуждени  машины 3 и фаз и 21 обмотки возбуждени  машины 4 соединены между собой соответственн элементами 22-25 шунтировани , выполненными , например, в виде послед вательно соединенных гасительного сопротивлени  и шунтирующего соответствующую фазу выключател , и подключены к выходам своих управл емых преобразователей частоты через выключатели соответственно, фаза 18.- через выключатели 26 и 27, за 19 -через выключатели 28 и 29, фаза 20 - через выключатели 30 и 31, фаза 21 - через выключатели 32 и 33.Выводы фазы 18 через однофазные выключатели 3 и 35 соединены параллельно выключателю 30, при этом выключатель 35 соедин ет конец фазы 18 с началом фазы 20. Выводы фазы 20 через однофазные выключатели35 и 36 соединены параллельно выклю чателю 27. Выводы фазы 19 через однофазные выключатели 37 и 38 соединены параллельно выключателю 32, и при этом выключатель 31 соедин ет начала фаз 19 и 21. Выводы фазы 21 через однофазные выключатели 37 и 39 соединены параллельно выключателю 28, Управл емые преобразователи 5 и 6 частоты выполнены с выходами дл  контрол , соединенными каждый со входом соответствующего из блоков 40 и 41 контрол  управл емого рреобразовател  частоты, а выходы последних через коммутаторы 42 и 43 соответственно - с дополнительными управл ющими входами коммутатора 14. Крометого , выход коммутатора 42 соединен с управл ющими входами элементов 22 и-23 шунтировани , выключателей 30, 34,35, 32, 37, 38, а выход коммутатора 43 соединен с управл ющими входами элементов 24 и 25 шунтировани  и выключателей 35, 36, 27, 28, 37, 39. Выходы датчиков 12 и 13 частот св зываемых энергосистем соединены соответственно с первым и вторым входами блока 44 управлени  режимом, выход коToporo соединен с управл ющими входами коммутаторов 42 и 43. На фиг.2 показан фрагмент схемы устройства с управл емым преобразователем 5 частоты и блоком 40 контрол  управл емого преобразовател  частоты (элементы схем идентичны соответственно с 6 и 41) Управл емые преобразователи частоты 5 и 6 вьтолнены с мостовыми вентильными группами и потенциальным разделением фаз обмоток возбуткдени . К фа-зе 18 обмотки возбуждени  машины 3 через выключатели 26 и 27 встречно-параллельно подсоединены через сглаживающие реакторы 45 и 46 J OCTOвые вентильные группы 47 и 48, силовые входы которых соответственно через трехфазные выключатели 49 и 50 подсоединены к первой вторичной обмотке трансформатора 51. К фазе 19 обмотки возбуждени  мапшны 3 через выключатели 28 и 29 встречно-параллельно подсоединены через сглаживающие реакторы 52 и 53 мостовые вентильные группы 54 и 55, силовые входы которых соответственно через трехфазные выключатели 56 и 57 подсоединены ко второй вторичной обмотке транс форматора 51, первична  обмотка которого через трёхфазньй выключатель 58 подсоединена к сети источника воз буждени . Управл ющие входы мостовых вентильных групп 47 и 48, 54 и 55 со динены с выходами системы 59 импульс фазового управлени  тиристорами, а у равл ющий вход последней через комму татор 9 - с выходом регул тора 7. На фиг ..2 показана схема варианта исполнени  блока 40 контрол  управл емого преобразовател  частоты. Он содержит логические элементы И 60 и 61, выходы которых соединены со вх дами логического элемента ИЛИ 62, вы ход которого образует выход блока 40 Выключатели 26-29 и 9 и 50,56-58 снабж ны датчиками состо ни  (замьшающие к такты, замкнутые во включенном состо НИИ выключателей, не показаны). Выходы датчиков 49 и 50, 56-58 со то ни  выключателей соединены со вхо дами логического элемента И 60, а вы ходы датчиков 26-29, 49 и 50, 56 и 5 состо ни  выключателей соединены со входами логического элемента И 61. Входы логических элементов 60 и 61 о разуют вход блока 40 контрол  управл емого преобразовател  5 частоты. На фиг.З показан фрагмент схемы предлагаемого устройства, в котором асинхронизированные синхронные машины 3 и 4 выполнены с трехфазными обмотками возбуждени , управл емые преобразователи частоты выполнены с нулевыми вентильными группами или с мостовыми вентильными группами и потенциальным разделением обмоток трансформаторов, и имеют каждьй три вывода. К трем выводам управл емого преобразовател  5 частоты через выключатель 63, выполненный, например , трехфазным, подсоединены начала фаз 64-66 обмотки возбуждени  машины 3. К трем выводам управл емого преобразовател  6 частоты через выключатель 67, выполненный также трехфазным, подсоединены начала фаз 68-70 обмотки возбуждени  машины 4; Начала фаз 64-66 перемкнуты однофазными выключател ми 34 и 35, а концы однофазными выключател ми 36 и 37. Начала фаз 68-70 перемкнуты однофазными выключател ми 38 и 39, конец фазы 68 соединен с концом фазы 65, а конец фазы 69 - с концом фазы 64. Управл ющие входы выключателей 34, 35 и первые управл ющие входы выключателей 36 и 37 соединены с выходом коммутатора 42, а управл ющие входы выключателей 38, 39 и вторые управл ющие входы выключателей 36 и 37 соединены с выходом коммутатора 43. Б остальном схема аналогична схеме на фиг.1, В блоке 44 управлени  режимом (фиг.4) входы элемента 71 суммировани  образуют входы блока 44. Выход элемента 71 суммировани  соединен со входами элемента 72 .перемножени , выход которого (как и выход задатчика 73 уровн  сигнала) соединен со входами компаратора 74, выход которого через диод 75 соединен со входом элемента 76 усилени , выход которого образует выход блока 44 управлени  режимом. . Схема варианта выполнени  регул тора 7 или 8 возбуждени  показана на фиг.. Выходы задатчика 77 и датчика 78 через суммирующий элемент 79 соединены со входом регул тора 80 напр жени . Выходы задатчика 81 и датчика 82 активной мощности через суммирующий элемент 83 соединены со входом регул тора 84 активной мощности. Входы блока 85 преобразовани  координат соединены с выходами регул торов 80 и 84,а также с выходом коммутатора 14,при. этом третий вход блока 85 образует пер- вый вход регул тора возбуждени . Выход датчика 12 частоты энергосистемы через второй вход регул тора 7 и выход блока 85 преобразовани  координат соединен со входами блока 86 преобразовани  координат, выход которого, как и выход датчика 87 тока ротора машины, через суммирующий элемент 88 соединен со входом регул тора 89 тока возбуждени , выход которого образует выход регул тора 7 возбуждени . При этом реализуетс  жестка  отрицательна  обратна  св зь по току ротора, компенсирующа  инерционность обмотки возбуждени  и линеаризующа  внешнюю характеристику управл емого преобразовател  частоты. Дл  машины 3, управл емой по напр жению и активной мощности, регулирование осуществл етс  через суммирующие интегрирующие и дифференцирующие элементы (фиг.5, показаны соот .ветстве.нно в виде регул торов 80 и 8 Дл  другой машины, котора  управл етс  по напр жению и скорости вращени  вала, структура регул тора 8 возбуждени  аналогична структуре по фиг.5, но в канал вместо активной мощности подаютс  сигналы от датчиков 12 и 13 частот энергосистем и датчика 15 углового положени  вала Блок 16 формировани  гармонических сигналов (фиг.6) полусуммы частот св зываемых энергосистем содержит 3 блоки 90 и 91 половинной частоты эне госистем, которые могут быть выполне ны, например, как и блок 92 преобразовани  координат. В последнем применены перемножители 93-96 и сумматоры 97 и 98, перемножающие и складывающие тригонометрические функции. Блоки 85 и 86 идентичны блоку 92 прео5разовани  координат. Предлагаемое устройство работает следующим образом. В нормальном режиме, когда регул торы 7 и 8 исправны, блок 17 контрол  регул торов возбуждени  на выхо дах вырабатывает такие сигналы, что . коммутатор 14 подключает ко вторым входам регул торов 7 и 8 выход датчика 15 углового положени  вала агрегата, а выход блока 16 формирова ни  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых энергосистем откл чен, коммутаторы 9 и 10 включены, а коммутатор 11 отключен. При этом все режимы устройства дл  св зи двух энергосистем аналогичны режимам известного устройства т.е. обеспечиваетс  независимое рег лирование четырех параметров режима активной мощности устройства, скорости вращени  вала агрегата и напр жений машин. Управл ющие сигналы на выходах регул торов 7 и 8 возбуждени  по си налам датчика 15 углового положени  вала агрегата и датчиков 12 и 1 частоты энергосистем 1 и 2 имеют ча . тоту .-и. f 2 R 2 где tU(j - частота вращени  вала; LO ,ш - частота св зьшаемых энерго с систем; u-f. - частота скольжени  асинхро низированнын синхронных машин относительно своих энергосистем. При выходе из стро  какого-либо регул тора (7 или 8) возбуждени  с «го второго выхода поступает сигнал на блок 17 контрол  регул торов возбуждени . С первого выхода блока 1 7 контрол  регул торов возбуждени  подаетс  сигнал на управл ющий вход коммутатора 14. При этом коммутатор 14 отключает выход датчика 15 углового положени  вала агрегата и подключает выход блока 16 формировани  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых .энергосистем ко вторым входам регул торов 7 и 8 возбуждени . С второго или третьего выхода блока 17 контрол  регул торов розбуждени  (в зависимости от того, какой регул тор неисправен), поступает сигнал на управл ющий вход коммутатора 9 или 10 на отключение неисправного регул тора 7 или 8 от входа управл емых преобразователей 5 или 6 частоты соответственно. Сигнал с четвертого выхода блока 17 включает коммутатор 11. Тем самым происходит объединение управл ющих цепей преобразователей 5 и 6 частоты с взаимно обратным чередованием фаз, т.е. сигнал с выхода исправного регул тора поступает на оба управл емых преобразовател  5 и 6 частоты. Блок 17 контрол  регул торов возбуждени  распознает нормальные и рийные режимы, т.е. производит диагностику регул торов. Например, нормальный режим определ етс  по наличию нормальных уровней напр жений на выходах блока питани  регул тора и по симметрии выходных гармонических сигналов регул торов. Симметри  может быть оценена простым суммированием гармонических сигналов трех фаз выхода суммарный сигнал должен быть нулевым. Если мащины имеют двухфазные обмотки, то дл  контрол  симметрии управл ющие сигналы преобразуютс  в трехфазный сигнал, и т.д. В блок 17 контрол  регул торов могут быть заложены и другие принципы диагностики. Блок 16 формировани  гармонических сигналов полусуммы частот св зываемых энергосистем содержит 90 и 91 половинной частоты энергосистем (фиг,6), На входы блоков 90 и 91 половинной частоты поступают с выходов датчиков 12 и 13 частот энергосист ем гармонические сигналы

jW(, t

V, с а с выходов блоков м е

( 90 и 91 гармонические сигналы jе - поступают на входы блока 92 преобразовани ,координат, с выхода KOTopoi;O гармонические сигналы Ш +VJ р с --Цг(поступают через коммутат 14 на вторые входы регул торов 7 и (они подаютс  в регул торы 7 и 8 вместо гармонических сигналов датчиков 15 углового положени  вала агрегата. Пусть, например, неисправен регул тор 7.Тогда на входы регул тора возбуждени  поступают гармонические от датчисигналы . g t ка 16 и е 2 от датчика 13. Аргу менты этих гармонических сигналов в регул торе 8 возбуждени  вычитают с , и.на выходе получаем гармоничес кие сигналы управлени  частоты скол жени  машины 4 Wj, -юи tu -u; Ч 2 ju;. t .t -juj t J e e e e u; -оО„ т.е.ио. i ,частота скольжени  . Ь 2 машины 4 равна полуразности частот св зываемых энергосистем. Но так как управл ющие входы преобразователей 5 и 6 частоты через коммутатор 11 соединены с взаимно обратны чередованием фаз, то дл  мащины 3 получаем c е % е- Ле Из (3) и (4) следует, что частоты скольжени  машин 3 и 4 равны по величине полуразности частот св зываемых энергосистем, но имеют проти воположные направлени  вращени . Это обеспечивает условие св зи двух

энергосистем с

различающимис  частотами

2

f to,+(-и; Wu) -W 2w 2 l 2/ i

(Я

w -w c c Как следует из изложенного, в аварийной ситуации при выходе из стро  одного из регул торов как предлагаемое , как и известное устройства позвол ют без переделок исправного регул тора возбуждени  перейти на управление от него обеими машинами. При этом используетс  соединение управл ющих входов преобразователей частоты с взаимно обратным чередованием фаз. Предлагаемое устройство при выходе из стро  одного из управл емых преобразователей частоты работает следующим образом. Сигнал о состо нии, например, управл емого преобразовател  5 частоты поступает с его выхода дл  контрол  в блок 40 контрол  управл емо го преоб азовател  частоты, который распознает нормальные и аварийные режимы, т.е. осуществл ет диагностику (фиг.1 и 2). Блок 40 контрол  управл емого преобразовател  частоты может быть построен на различных принципах действи . На фиг.2 показана схема одного из возможных вариантов. При выходе из стро  трансформатора 51 система защиты (не показана) отключает выключатели 49 и 50, 56-58, с датчиков состо ни  которых сигналы поступают на входы логического элемента И 60, блока 40. При отключении всех п ти выключателей с выхода логического элемента И 60 сигнал поступает на вход логического элемента ИЛИ 62. При выходе из стро  тиристоров одной из вентильных групп 47 и 48, 54 и 55, или системы 59 импульсно-фазового управлени  тиристорами, система их за1циты (не показана) отключает выключатели 49 и 50, 56 и 57, 26 и 27, 28 и 29з с датчиков состо ни  которых сигналы поступают на входы логического элемента И 61, с выхода которого сигнал поступает на второй вход логического элемента ИЛИ 62. При выходе из стро  трансформатора 51 рекупераци  в сеть энергии, накопленной в индуктивност х системы возбуждени , в том числе в обмотке возбуждени  машины 3, невозможна, поэтому , осуществл етс  также шунтирование фаз 18 и 19 элементами 22 и 23 5 шунтировани  и отключение выключателей 26-29. Сигнал с выхода из стро  трансформатора или управл емого преоб о разовател  частоты с выхода блока 40 контрол  управл емого преобразовате- Ю л  частоты поступает на вход коммутатора 42, выполненного, например, нормально замкнутьм. Далее этот сигнал замыкает выключатели 34 и 35, 37 и 38, затем размыкает выключатели 30 и 32, ИуНапример, с вьщержкой времени размыкает выключатели элементов 22 и 23 шунтировани , тем самым фазы 18 и 19 обмотки возбуждени  маши ны 3 соедин ютс  последовательно с взаимно обратным чередованием с фазами 20 и 21 обмотки возбуждени  машины 4. . Одновременно сигнал с выхода коммутатора 42 поступает на дополнительный управл ющий вход коммутатора 14. Тем самым регул торы 7 и В возбуждени  перевод тс  в режим в соответствии с соотношени ми (3) - (5), описанный дл  случа  выхода из стро  одного из указанных регул торов возбуждени . На выходе регул торов 7 и 8 возбуждени  формирзпотс  сигналы управлени  напр жением возбуждени  с частотой, равной полуразности частот , св зываемых энергосистем по соотношению (4) . Однако с выхода регул тора 7 возбуждени  на неисправный и отключенный управл емый преобразователь 5 частоты они не будут оказьшать действи . Регул тор 8 возбуждени  будет обеспечивать работу управл емого преобразовател  частоты 6, формиру  на его выходе напр жени  возбуждени  с часто той, также равной полуразности частот св зываемых энергосистем в соответствии с соотношением (4). Но так как обмотки возбуждени  машин соединены с взаимно обратным чередованием фаз, то это обеспечивает работу обеих машин и выполнение услови  св зи двух энергосистем с различающимис  частота ми в соответствии с соотношением (5) Наибольша  частота скольжени  огра

ничиваетс  потолочным значением напр жени  возбуждени . Так как обмотки возбуждени  машин в этом режиме соеди 115

дин   тем самым фазы 64-66 обмотки возбуждени  машины 3 последовательно с фазами 68-70 обмотки возбуждени  ма 418 нены последовательно, то их обща  посто нна  времени возрастает в два Раза поэтому диапазон скольжени  каждой машины снижаетс  в два раза, и нормальна  работа устройства может быть обеспечена в диапазоне разности частот Энергосистем, равному диапазону скльжений одной асинхронизированной синхронной машины устройства . Контроль за этим диапазоном осуществл етс  с помощью блока 44 управ- режимом. Сигнал разности между частотами энергосистем 1 и 2-е выхода элемента 71 суммировани  поступает на входы элемента 72 перемножени , внешн   характеристика которого показана на фиг.4 и всегда положительна . В компараторе 74 этот сигнал сравниваетс  с сигналом задатчика 73 уровн ,  вл ющегос  по существу уставкой по разности между частотами энергосистем . При превышении сигнала разности частот над сигналом Уставки на выходе компаратора 74 Bkipa6aтываетс  сигнал, который через диод 75 и элемент 76 усилени  поступает на управл ющий вход коммутатора 42 и разт мыкает его. При этом, если по сигналу блока 44 управлени  режимом коммутатор 42 бьш разомкнут до выхода из стро  управл емого преобразовател  5 частоты, то машина 3 отключаетс  от сети, а машина 4 работает в компенсаторном режиме и св зь между энергосистемами не возобновл етс , пока разность между частЬтами энергосистем не войдет в нужный диапазон. Машины устройства перевод тс  в указанные режимы и в случае, если диапазон рабочих скольжений превьш1ен после перехода устройства в режим работы с последовательно соединенными обмотками возбуждени . При выходе из стро  управл емого преобразовател  6 частоты устройство работает аналогичным образом. При выполнении асинхронизированньпс синхронных машин 3 и 4 с трехфазными обмотками возбуждени  в соответствии с устройством по фиг.З, по сигналу с выхода коммутатора 42 выключатели 34 и 35 замыкаютс , а вы-г ключатели 36 и 37 размыкаютс ,сое„19П15

шины 4. В остальном работа устройства аналогична описанному варианту при двухфазных обмотках возбуждени .

Если бы при выходе из стро  одйого из управл емых преобразователей 5 частоты оставшийс  в работе подключали к общим точкам соединени  фаз обмотки возбуждени  с взаимно обратным чередованием фаз в соответствии , то токи возбз ждени  в машинах снизи- лись бы в два раза и устройство не смогло бы работать даже при нулевом f/f,

J64

20

скольжении между частотами энергосистем- , как это бывает при наличии шунтирующей св зи.

Таким образом, предлагаемое устройство повьпиает надежность энергоснабжени  потребителей по- сравнению с известным за счет сохранени  устройства в работе при выходе из стро  не только регул тора возбуждени , но и управл емого преобразовател  частоты одной из машин агрегата.

Фиг.1 2

Сешь

Фиг.2

(

Фиг.6

Фиг.5

. -t

6)сг(сг

Claims (5)

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЯЗИ ДВУХ ЭНЕРГОСИСТЕМ, содержащее две асинхронизированные синхронные машины с жестко соединенными валами, статорные обмотки которых подключены к соответствующим энергосисте- . мам, управляемые преобразователи частоты с трансформаторами связи с питающей сетью, датчик углового положения вала агрегата, датчики частоты связываемых энергосистем, регуляторы возбуждения, блок формирования гармонических сигналов полусуммы частот связываемых энергосистем, блок контроля регуляторов возбуждения и четыре коммутатора, первый вход каждого регулятора возбуждения соединен с выходом датчика частоты своей энергосистемы, первый и второй входы блока формирования гармонических сигналов полусуммы частот соединены соответственно с датчиками частот энергосистем, первый вход первого коммутатора соединен с выходом датчика углового положения вала агрегата, второй вход первого коммутатора соединен с выходом блока формирования гармонических сигналов полусуммы частот связываемых энергосистем, первый управляющий вход первого коммутатора соединен с первым выходом блока контроля регуляторов возбуждения, выход первого коммутатора соединен с вторыми входами регуляторов возбуждения, первые выходы которых соединены с управляемыми преобразователями частоты соответственно через второй и третий коммутаторы, управляющие входы которых соединены соответственно с вторым и третьим выходами блока контроля регуляторов возбуждения, вторые выходы регуляторов возбуждения соединены соответственно с первым и вторым, входами блока контроля регуляторов возбуждения, четвертый выход которого подсоединен к управляющему входу четвертого коммутатора, соединяющего управляющие входы преобразователей частоты с взаимно обратным чередованием фаз, а выводы каждой фазы обмоток возбуждения машин соединены между собой элементом шунтирования и подключены к выходам своих управляемых преобразователей частоты через выключатели, отл.ичающее с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено дополнительно шестью однофазными выключателями, двумя блоками контроля управляемых преобразователей частоты, пятйм и шестым коммутаторами, блоком управления режимом, управляемые преобразователи частоты выполнены с выходами для контроля, первый коммутатор выSU ... 1115164

1 1J5164 полнен с вторым и третьим управляющими входами, при этом обмотки возбуждения обеих машин соединены между собой последовательно посредством указанных шести однофазных выключателей, выходы для контроля управляемых преобразователей частоты соединены каждый с входом своего блока контроля управляемого преобразователя частоты, выходы каждого из блоков контроля соответственно через пятый и шестой коммутаторы соединены с дополнительными вторым и третьим управляющими входами первого коммутатора, а также с управляющими входами соответствующих однофазных выключателей, выходы датчиков частоты связываемых энергосистем соединены соответственно с первым и вторым входами блока управления режимом, выход которого соединен с управляющими входами пятого и шестого коммутаторов.

2. .Устройство по п.1, отличающееся тем, что при выполнении асинхронизированных синхронных машин с двухфазными обмотками возбуждения а управляемых преобразователей частоты с мостовыми вентильными группами и' потенциальным разделением фаз *

обмоток возбуждения, к каждой паре выводов управляемых преобразователей частоты через выключатели подсоединена фаза обмотки возбуждения, выводы первой фазы обмотки возбуждения .первой машины соответственно через первый и второй дополнительные однофазные выключатели подсоединены параллельно выключателю, соединяющему начало первой фазы обмотки возбуждения. второй машины с соотйетствующим выводом своего управляемого преобразо-.; вателя частоты, выводы первой фазы обмотки возбуждения второй машины соответственно через второй и третий дополнительные выключатели подсоединены параллельно - выключателю, соединяющему конец первой фазы обмотки возбуждения первой машины с соответствующими выводом своего управляемого преобразователя частоты, выводы вторых фаз обмоток возбуждения обеих машин соответственно через четвертый и пятый, четвертый и шестой дополнительные однофазные выключатели подсоединены параллельно выключателям, соединяющим начала вторых фаз обмоток, возбуждения обеих машин с соответствующими выводами своих управляемых преобразователей частоты, при этом вы вод пятого коммутатора соединен с управляющими входами первого, второго, четвертого, пятого дополнительных выключателей и элементов шунтирования двух фаз обмотки возбуждения первой машины, и двух выключателей, соединяющих начала обеих фаз обмотки возбуждения второй машины со своими выходами второго управляемого преобразователя частоты, вывод шестого коммутатора’ соединен с управляющими входами второго, третьего, четвертого, шестого дополнительных однофазных выключателей и элементов шунтирования двух фаз обмотки возбуждения второй машины, и двух выключателей, соединяющих конец перепой и начало второй фа.з обмотки возбуждения первой машины со своими выходами первого управляемого преобразователя частоты.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что при выполнении асинхронизированных синхронных машин с трехфазными обмотками возбуждения и управляемых преобразователей частоты с нулевыми вентильными группами или с мостовыми вентильными группами и потенциальным разделением обмоток трансформаторов, каждый управляемый преобразователь частоты выполнен с тремя выводами, к каждому из которых через выключатели подсоединены начала фаз обмотки возбуждения соответствующей машины., начала фаз обмотки возбуждения каждой машины соединены между собой соответственно первой и второй парой дополнительных однофазных выключателей, а концы фаз обмоток возбуждения обеих машин соединены между собой с взаимно обратным чередованием фаз и перемкнуты между собой третьей парой дополнительных однофазных выключателей, вывод пятого коммутатора соединен с управляющими входами первой и третьей пар дополнительных однофазных выключателей, вывод шестого коммутатора соединен с управляющими входами второй и третьей пар дополнительных однофазных выключателей.

4. Устройство поп.1, отличающееся тем, что вход и выход трансформатора связи с питающей сетью через трехфазные выключатели с датчиками состояния соединены соответственно с источником возбуждения и входами вентильных групп управляемого преобразователя частоты, блок

1 115164 контроля управляемого преобразователя частоты содержит два логических элемента И и один логический элемент ИЛИ, выходы логических элементов И соединены с входами логического элемента ИЛИ, выход которого образует выход блока контроля управляемого преобразователя частоты,, а входы логических элементов И образуют вход блока контроля управляемого преобразователя частоты, при этом входы первого логического элемента И соединены с датчиками состояния выключателей на входе и выходе трансформатора, а входы второго логического элемента—· с датчиками состояния выключателей на выходе трансформатора и на выходе управляемого преобразователя частоты.

5. Устройство .по π.1, отличающееся тем, что блок управления режимом содержит элемент суммирования, элемент перемножения, компаратор, диод, элемент усиления и задатчик уровня сигнала, при этом входы элемента суммирования образуют входы блока управления режимом, выход элемента суммирования соединен с входами элемента перемножения^выход которого, как и выход задатчика уровня сигнала, соединен с входами компаратора, выход которого через диод соединен с входом элемента усиления, выход которого образует выход блока управления режимом.