SU838894A1 - Электроэнергетический блок электро-СТАНции - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано на электростанциях с генераторами большой мощности, связанных с энергосистемой длинной линией электропередачи высокого и сверхвысоко- ⁵ го напряжения.

Известны способы и устройства для обеспечения синхронной динамической устойчивости электропередачи путем однофазного автоматического повтор- ¹⁰ ного включения (ОАПВ) линии и электрического торможения генераторов отправкой электростанции [1] и [2].

Недостатком электрического торможения по трехфазной схеме при ОАПВ линии электропередачи является увеличение взаимного сопротивления между станцией и энергосистемой и снижение предела передаваемой мощности по двум оставшимся в работе фазам,а на лини* ях электропередачи сверхвысокого напряжения (.500 кВ и более ) при ОАПВ за счет емкостной связи с неповреж2 денными фазами гашение дуги короткого замыкания не надежно при нормально применяемых паузах ОАПВ 1 с в тех случаях, когда ток вторичной дуги превышает 20 А. С другой стороны увеличение паузы ОАПВ с целью обеспечения надежного погасания вторичной дуги для электропередач того же класса.напряжение уже при длине 350 км ограничивается 1 с,по условиям устойчивости. Это приводит к недоиспользованию пропускной способности электропередачи, а в ряде случаев - к неуспешному ОАПВ.

Известен электроэнергетический блок электростанции, работающей в энергосистеме, содержащий генератор, повышающий трансформатор, присоединенный к сборным шинам станции, резистор, включенный между нейтралью звезды повышающего трансформатора и землей, дополнительный резистор и замыкатель, включенные последовательно друг с другом и между зажи3 мом одной из фаз высокой стороны трансформатора и землей [3].

Однако для обеспечения электрического торможения всех генераторов станции (например для сохранения, устойчивости параллельной работы станции с энергосистемой) необходимо все блоки станции снабдить дополнительными резисторами и замыкателями. Кроме того, такая схема была бы не эффективна при попытке электрического торможения генераторов станции в паузу ОАПВ линии, так как не обеспечена возможность создания режима короткого замыкания на фазе, одноименной с поврежденной фазой линии £чтобы сохранить мощность передаваемую по двум здоровым фазам).

Цель изобретения - повышение надежности работы энергосистемы путем электрического торможения генераторов станции во время паузы однофазного автоматического повторного включения линии электропередачи.

Цель достигается тем, что электроэнергетический блок электростанции, работающей в энергосистеме, содержащий генератор, повышающий трансформатор, присоединенный к сборным шинам станции, резистор, включенный между нейтралью звезды повышающего трансформатора и землей, дополнительный резистор и замыкатель, включенные последовательно друг с другом и между зажимом одной из фаз высокой стороны трансформатора'и землей,, он снабжен блоком однофазного автоматического повторного включения и двумя дополнительными замыкателями, которые одними своими полюсами соединены с имеющимся замыкателем в общую точку, вторыми полюсами присоедине ны к двум оставшимся фазам сборных шин станции,, при этом цепи управления замыкателей соединены с блоком однофазного автоматического повторного' включения.

На чертеже приведена принципиальная схема предлагаемого электроэнерге тического блока.

Устройство содержит .резисторы 1 и 2, один из которых включен между общей точкой замыкателей 3 и землей, а второй включен между землей и нейтралью обмотки высокого напряжения трансформатора 4. Нормально разомкнутые замыкатели 3 присоединены к трем фазам сборных шин 5 электростанции, к которым через выключатели 6 присоединены три фазы линии 7 электропередачи и через выключа- тели 8 присоединен трансформа тор 4, связывающий генератор 9 со сборными шинами 5. Блок ОАПВ 10 попар⁵ но связан с приводами выключателей и замыкателей 3,

Устройство работает следующим образом.

В нормальном симметричном режиме замыкатели 3 разомкнуты и ток в резисторах 1 и 2 отсутствует. При однофазном коротком замыкании на линии электропередачи, вследствие появления поперечной несимметрии и протекания токов нулевой последовательности по резистору 2, на последнем рассеивается мощность, за счет которой генератор 9 испытывает некоторое торможение. Интенсивность торможения зависит от величины резистора 2, удаленности места короткого замыкания и длительности короткого замыкания, Блок ОАПВ определяет повреж₂₅ денную фазу и отключает ее выключателем 6 на время паузы ОАПВ, выбранной из условия надежного погасания вторичной дуги. Отключение одной фазы линии снижает пропускную способность электропередачи примерно на одну треть, что приводит к появлению на валу генератора ускоряющего момента. Одновременно с отключением выключателя 6 блок ОАПВ включает короткозамыкатель 3, присоединенный к фазе сборных шин одноименно с поврежденной, что создает замкнутую цепь для тока нулевой последовательности через резисторы 1 и 2, тормоз₄₀ ная мощность, выделяемая на них, компенсирует момент ускорения на валу генератора. Это и позволяет увеличить паузу ОАПВ до величины, при которой вероятность непогасания вто₄₅ ричной дуги практически равна нулю.

Через время паузы ОАПВ блок ОАПВ включает выключатель 6 и одновременно отключает замыкатель 3, восстанавливая тем самым нормальный режим.

₅₀ Параметры резисторов 1 и 2 подбираются таким образом, чтобы обеспечить. допустимый режим нейтрали трансформатора и удовлетворительный характер переходного процесса. Hajj пример, трансформаторы класса 500 кВ имеют класс изоляции нейтрали 35 кВ, которая допускает импульсное воздействие напряжения амплитудой 85 кВ, длительностью не более 1 с. При не5 правильном выборе параметров резисторов I и 2 возможно переторможение и выпадание из синхронизма во втором цикле качаний. Разделение резистора на две части и включение их соответственно в нейтраль и на шины станции дает возможность так подобрать параметры резисторов, чтобы они были близки к оптимальным с точки зрения переходных процессов.

Кроме того, предлагаемая схема является в некоторых пределах самонастраивающейся с точки зрения мощности, выделяемой на резисторах )Так как ток короткого замыкания зависит 15 от передаваемой мощности. С увеличением передаваемой мощности увеличивается ток короткого замыкания, и, соответственно, ток нулевой последовательности, что приводит к 20 увеличению мощности, рассеиваемой на резисторах, и наоборот.

Использование предлагаемого устройства увеличивает время паузы ,ΟΑΠΒ, ограниченное условиями устойчивости до величины, при которой вероятность непогасания вторичной дуги короткого замыкания практически равна нулю. Тем самым исключают возможность неуспешного ОАПВ и повторного ₃θ короткого замыкания, которое влечет за собой отключение всей линии, исключают влияние дополнительной нагрузки от электрического торможения на приемную систему. Положительный эффект предлагаемого изобретения обусловлен максимальным использованием пропускной способности электропередачи,что особенно важно для удаленных гидроэлектростанций в период па- ₄₀ водка, а для реализации изобретения могут быть использованы резисторы и коммутационные аппараты, выпускаемые в настоящее время.

838894 6

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электроэнергетике и может быть использовано на электростанци х с генераторами большой мощности, св занных с энергосистемой длинной линией электропередачи высокого и сверхвысокого напр жени . Известны способы и устройства дл  обеспечени  синхронной динамической устойчивости электропередачи путем однофазного автоматического повторного включени  (ОАПВ) линии и электрического торможени  генераторов отправкой электростанции l и 2, Недостатком электрического торможени  по трехфазной схеме при ОАПВ линии электропередачи  вл етс  увеличение взаимного сопротивлени  между станцией и энергосистемой и снижение предела передаваемой мощности по двум оставшимс  в работе фазам,а на лин  х электропередачи сверхвысокого напр жени  .500 кВ и более ) при ОАПВ за счет емкостной св зи с неповрежденными фазами гашение дуги короткого замыкани  не надежно при нормально примен емых паузах ОЛПВ 1 с.в тех случа х, когда ток вторичной дуги превышает 20 А. С другой стороны увеличение паузы ОАПВ с целью обеспечени  надежного погасани  вторичной дуги дл  электропередач того же класса,напр жение уже при длине 350 км ограничиваетс  1 с,по услови м устойчивости. Это приводит к недоиспользованию пропускной способности электропередачи, а в р де случаев - к неуспешному ОАПВ. Известен электроэнергетический блок электростанции, работающей в энергосистеме, содержащий генератор , повышающий трансформатор, присоединенный к сборным шинам станции, резистор, включенный между нейтралью звезды повышающего трансформатора и землей, дополнительный резистор и замыкат ь, включенные последовательно друг с другом и между зажиMOM одной из фаз высокой стороны трансформатора и землей З. Однако дл  обеспечени  электричес кого торможени  всех генераторов станции (например дл  сохранени , устойчивости параллельной работы станции с энергосистемой) необходимо все блоки станции снабдить дополнительными резисторами и замыкател ми . Кроме того, така  схема была бы не эффективна при попытке электрического торможени  генераторов станции в паузу ОАЛВ линии, так как не обеспечена возможнос.ь создани  режима короткого замыкани  на фазе, одноименной с поврежденной фа.з.ой лиНИИ | чтобы сохранить мощность передаваемую по двум здоровым фазам). Цель изобретени  - ловьшение надежности работы энергосистемы путем электрического торможени  генераторов станции во врем  паузы однофазного автоматического повторного вклю чени  линии электропередачи. Цель достигаетс  тем, что электро энергетический блок электростанции, работающей в энергосистеме, содержащий генератор, повьшающий трансформа тор, присоединенньш к сборным шинам станции, резистор, включенный между нейтралью звезды повышающего трансформатора и землей, дополнительный резистор и замыкатель, включенные последовательно друг с другом и между зажимом одной из фаз высокой стороны трансформатора и землей,, он снабжен блоком однофазного автоматического повторного включени  и двум  дополнительными замыкател ми, которые одними своими полюсами соединены с имеющимс  замыкателем в общую точку, вторыми полюсами присоедине ны к двум оставшимс  фазам сборных шин станции,, при этом цепи управлени  замьпсателей соединены с блоком однофазного автоматического повторно го включени . На чертеже приведена принципиальна  схема предлагаемого электроэнерг тического блока. Устройство содержит .резисторы 1 и 2, один из которых включен между общей точкой замыкателей 3 и землей а второй включен между землей и нейтралью обмотки высокого напр жени  трансформатора 4. Нормально разомкну тые замыкатели 3 присоединены к трем фазам сборных шин 5 электростанции, к которым через выключатели 6 44 присоединены три фазы iimmij 7 электропередачи и через выключа- . тели 8 присоединен трансформа тор 4, св зывающий генератор У со сборными шинами 5. Блок ОАПВ 10 попарно св зан с приводами выключателей 6 и замыкателей 3, Устройство работает следующим образом , В нормальном симметричном режиме замыкатели 3 разомкнуты и ток в резисторах 1 и 2 отсутствует. При однофазном коротком замыкании на линии электропередачи, вследствие по влени  поперечной несимметрии и протекани  -токов Нулевой последовательности по резистору 2, на последнем рассеиваетс  мощность, за счет которой генератор 9 испытывает некоторое торможение. Интенсивность торможени  зависит от величины резистора 2, удаленности места короткого замыкани  и длительности короткого замыкани . Блок ОАПВ определ ет поврежденную фазу и отключает ее выключателем 6 на врем  паузы ОАПВ, выбранной из услови  надежного погасани  вторичной дуги. Отключение одной фазы линии снижает пропускную способность электропередачи примерно на одну треть. Что приводит к по влению на валу генератора ускор ющего момента . Одновременно с отключением выключател  6 блок ОАПВ включает короткозамыкатель 3, присоединенньй к фазе сборных шин одноименно с поврежденной , что создает замкнутую цепь дл  тока нулевой последовательности через резисторы 1 и 2, тормозна  мощность, выдел ема  на них, компенсирует момент ускорени  на валу генератора. Это и позвол ет увеличить паузу ОАПВ до величины, при которой веро тность непогасани  вторичной дуги практически равна нулю. Через врем  паузы ОАПВ блок ОАПВ включает выключатель 6 и одновременно отключает замыкатель 3, восстанавлива  тем самь1М нормальный режим. Параметры резисторов 1 и 2 подбираютс  таким образом, чтобы обеспечить , допустимый режим нейтрали трансформатора и удовлетворительный характер переходного процесса. Например , трансформаторы класса 500 кВ имеют класс изол ции нейтрали 35 кВ, котора  допускает импульсное воздействие напр жени  амплитудой 85 кВ, длительностью не белое 1 с. При неправильном выборе параметров резисторов 1 и 2 возможно переторможение и выпадание из синхронизма во втором цикле качаний. Разделение резистора на две части и включение их соответственно в нейтраль и на шины станции дает возможность так подобрать параметры резисторов, чтобы они были близки к оптимальным с точ ки зрени  переходных процессов. Кроме того, предлагаема  схема  вл етс  в Некоторых пределах самонастраивающейс  с точки зрени  мощности , выдел емой на резисторах )Так как ток короткого замыкани  зависит от передаваемой мощности. С увеличением передаваемой мощности увеличиваетс  ток короткого замыкани , и, соответственно, ток нулевой последовательности , что приводит к увеличению мощности, рассеиваемой на резисторах, и наоборот. Использование предлагаемого устройства увеличивает врем  паузы :,ОАПВ, ограниченное услови ми устойчивости до величины, при которой ве  тность непогасани  вторичной дуги короткого замыкани  практически рав на Нулю. Тем самым исклкчают возмож ность неуспешного ОАПВ и повторного короткого замыкани , которое влечет за собой отключение всей линии, исключают вли ние дополнительной нагр ки от электрического торможени  на .приемную систему. Положительный эффект предлагаемого изобретени  обусловлен максимальным использованием пропускной способности электропередачи ,что особенно важно дл  удаленных гидроэлектростанций в период па водка, а дл  реализации изобретени  могут быть использованы резисторы и коммутационные аппараты, выпускаемые в насто щее врем . Формула изобретени  Электроэнергетический блок электростанции , работающей в энергосистеме , содержащий генератор, повьшзающий трансформатор, присоединенный к сборным шинам станций, резистор, включенный между нейтралью звезды повышающего трансформатора и землей, дополнительный резистор и ,замыкатель , включенные последовательно друг с другом и между зажимом одной из фаз высокой стороны трансформатора и землей, отличающийс  тем, что, с целью повьш1ени  надежности работы электросистемы путем электрического торможени  генераторов станции во врем  паузы однофазного автоматического повторного включени , линии электропередачи, он снабжен блоком автоматического повторного включени  и двум  дополнительными замыкател ми, которые одними своими полюсами соединены с имеющимс  замыкателем в общую точку, вторыми полюсами присоединены к двум оставшимс  фазам сборных шин станции, при этом цепи управлени  замыкателей соединены с блоком однофазного автоматического повторного включени . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе Г. Богорад A.M. и Назаров Ю.Г. Автоматическое повторное включение в энергосистемах. М., Энерги , 1969, с. 122,
2. 2. Веников В.А. Переходные электромеханические процессы в энергосистемах . М., Высша  школа, 1970, с. 453. 3„ Авторское свидетельство СССР № 603050, кл. Н 02 J 3/24, 1976.

   QQ

   0:S-D

   I .1. Т

   г-rr

   о

   -CZDHH

   «VI

   -CZlHf