Способ управления возбуждением асинхронизированного синхронного компенсатора

КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ электрической сети, к которому подключено компенсирующее устройство. Технический результат достигается тем, что АРВ АСК вырабатывает управляющие воздействия,пропорциональные отклонениям активного и реактивного токов относительно их заданных значений и пропорционально производным по времени от активного и реактивного токов в электрической сети и изменяют напряжения обмоток ротора электрической машины в зависимости от величин этих сигналов и на выходе АРВ появляется сигналы, вызывающие изменение режима работы АСК,обусловленные результирующим вектором напряжения ротора машины, т.е. перевод машины в режим генерирования или в режим потребления активной и реактивной мощности, и, как показали проведенные исследования, с помощью АСК возможно обеспечение требуемого качества напряжения в электрической сети, питающей резкопеременную нагрузку.(72) Утегулов Болатбек Бахитжанович Косогоров Анатолий Павлович Жумажанов Серик Каратаевич(73) Республиканское государственное казенное предприятие Павлодарский государственный университет им. С. Торайгырова Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЕМ АСИНХРОНИЗИРОВАННОГО СИНХРОННОГО КОМПЕНСАТОРА(57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения качества электроэнергии в электроэнергетических системах. Цель изобретения - улучшение качества электрической энергии при возмущениях в электрической сети путем быстродействующей стабилизации модуля и фазы напряжения в узле 22609 Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения качества электроэнергии в электрических сетях систем электроснабжения. Для решения этой проблемы возможно применение различных компенсирующих устройств как статических, так и электромеханических, в частности,асинхронизированных синхронных компенсаторов (АСК). АСК представляет собой многоконтурную замкнутую систему, состоящую из электрической машины и системы автоматического управления. Реализация асинхронизированного принципа управления возбуждением электрической машины, обеспечивает раздельное управление электромагнитным моментом(напряжением) статора машины по определенным законам, что позволяет АСК работать как с синхронной частотой вращения, так и в некотором диапазоне скольжений ротора машины. Это обеспечивает кратковременное потребление из сети или выдачу в электрическую сеть активной мощности,что обусловлено изменением кинетической энергии маховых масс ротора электрической машины,которые при необходимости могут быть увеличены посредством установки маховика. Наиболее близким к предлагаемому способу является известный способ регулирования возбуждения электрической машины, при котором осуществляется регулирование величин активного и реактивного токов в линии электропередачи,питающей резкопеременную нагрузку. Этот способ регулирования возбуждения электрической машины нашел практическое применение для демпфирования колебаний модуля и фазы напряжения в электрических сетях, питающих предприятия фирмыПат. ФРГ, 1563740,кл. Н 02 К 29/04, 1976. Недостатком предлагаемого способа является регулирование по отклонениям активного и реактивного токов в линии электропередачи, что при значительных скоростях изменения активного и реактивного токов,воздействующих на электрическую сеть резкопеременных нагрузок,скорости изменения которых достигают 400 МВА/с и имеют тенденцию к дальнейшему увеличению,возникают трудности в поддержании модуля и фазы напряжения в узле электрической сети в заданных пределах. Этот недостаток устраняется при введении в закон управления АСК производных по времени (скоростей изменения) от активного и реактивного токов в электрической сети. Технический результат изобретения - улучшение качества электрической энергии и устойчивости при возмущениях в системе электроснабжения путем быстродействующей стабилизации модуля и фазы напряжения в узле электрической сети с помощью АСК. Технический результат достигается тем, что автоматический регулятор возбуждения (АРВ) АСК вырабатывает управляющие воздействия,пропорциональные изменениям активного и 2 реактивного токов в электрической сети относительно их заданных значений и пропорционально производным по времени от активного и реактивного токов в электрической сети. На выходе АРВ АСК появляются сигналы,вызывающие изменение результирующего вектора напряжения ротора машины, что обеспечивает генерирование в сеть или потребление из сети активной и реактивной мощностей в зависимости от знака отклонений регулируемых параметров режима электрической сети, что обеспечивает стабилизацию модуля и фазы вектора напряжения в узле электрической сети, к которому подключен статор АСК. Генерирование или потребление АСК активной мощности осуществляется в течение некоторого промежутка времени за счет изменения кинетической энергии вращающихся масс ротора электрической машины, которые могут быть увеличены посредством установки маховика. На фиг. 1 представлена схема для реализации предлагаемого способа. Электрическая система содержит источник питания 1, электрическую сеть 2, связывающую источник питания с узлом электрической сети 3, к которому подключены нагрузка 4 и асинхронизированный синхронный компенсатор 5,ротор которого подсоединен к узлу электрической сети через согласующий трансформатор 6 и реверсивный тиристорный преобразователь частоты 7, цепи управления которым подключены системе управления тиристорами 8 вход которой подключен к выходу автоматического регулятора возбуждения 9, входы которого подключены к выходам датчиков углового положения ротора 10 машины, напряжений фаз 11 узла электрической сети, фазных токов статора 12 и ротора 13 машины, опорного вектора напряжения 14 источника питания, задатчика 15 регулируемых параметров режима электрической сети. Устройство, реализующее предлагаемый способ работает следующим образом. В электрической сети электрической сети(фиг. 2), состоящей из источника питания С, линии электропередачи Л, трансформатора Т, нагрузки Н,и АСК, под воздействием резкопеременной нагрузки, возникают изменения (фиг. 3) активного относительно заданных значений этого параметра з и его производных по времени /,т.е.(2) Заданные значения активного аз и реактивного рз токов в электрической сети могут быть приняты исходя из параметров установившегося режима работы сети. Согласно выражениям (1 и 2) АРВ АСК вырабатывает управляющие воздействия,пропорциональные отклонениям и производным по времени активного и реактивного токов в электрической сети и на выходе АРВ появляется сигналы,обуславливающие изменение 22609 результирующего вектора напряжения ротора электрической машины, т.е. перевод машины в режим генерирования или в режим потребления активной и реактивной мощностей. В течение некоторого промежутка времени, равного времени изменения активной и реактивной мощностей в сети, АСК генерирует в сеть или потребляет из сети активную и реактивную мощности и, как следствие,обеспечивает стабилизацию модуля и фазы вектора напряжения в узле электрической сети. Генерирование или потребление АСК активной мощности осуществляется за счет изменения кинетической энергии вращающихся масс ротора электрической машины. При исчезновении возмущения в энергосистеме возвращение АСК в исходный режим, или какой либо другой режим работы, осуществляется контуром регулирования скольжения ротора АРВ электрической машины. Некоторые результаты исследований эффективности АСК при воздействии на электрическую сеть (фиг. 2) возмущения в виде резкопеременной нагрузки (фиг. 3) приведены на фигурах 4 и 5, где представлены графики изменения активных и реактивных токов в элементах сети нагрузки (ан, рн), АСК (ак, рк) и линии электропередачи (ал, рл). Изменения активногои реактивноготоков резкопеременной нагрузки соизмеримы с активным ак и реактивным рк токами статора АСК. На фиг. 4 параметры режима элементов электрической сети соответствуют регулированию возбуждения АСК по отклонениям активного и реактивного токов в линии электропередачи. На фиг. 5 параметры режима элементов электрической сети соответствуют регулированию возбуждения АСК по отклонениям и по производным изменения по времени активного и реактивного токов в линии электропередачи. Колебания активного и реактивного токов в линии электропередачи (фиг. 4) обусловлены недостатками регулирования возбуждения АСК по отклонению параметра, так как не обеспечиваются необходимые скорости изменения активного и реактивного токов статора машины на интервалах времени , а на интервалах времени п (фиг. 3) происходит перерегулирование возбуждения машины и, как следствие, активного и реактивного токов статора АСК. Из графиков изменений активного и реактивного токов (фиг. 5) видно, что при регулировании возбуждения АСК по отклонению и производной параметра по времени,обеспечиваются необходимые скорости изменения активного и реактивного токов статора машины на всех интервалах времении п о чем свидетельствует практически отсутствие колебаний активного и реактивного токов в линии электропередачи. Таким образом, исходя из вышеизложенного,условия компенсации колебаний активного и реактивного токов в линии электропередачи с целью стабилизации модуля и фазы напряжения в узле электрической сети можно сформулировать какакик(4) т.е., кроме равенства (по модулю) активного ак и реактивного рк токов статора АСК изменениям активногои реактивноготоков в линии электропередачи, необходимо чтобы скорости изменения активного ак/ и реактивного рк/ токов статора АСК (по модулю) были равны или превышали скорости изменения активного ал/ и реактивного рл/ токов в линии электропередачи. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ управления возбуждением асинхронизированного синхронного компенсатора путем компенсации инерционности цепей ротора и изменения напряжений обмоток ротора электрической машины пропорционально частоте скольжения, отличающийся тем, что сигналы управления режимом работы компенсатора формируют пропорционально отклонениям активного и реактивного токов в линии электропередачи относительно их заданных значений и пропорционально производным по времени от активного и реактивного токов в линии электропередачи и изменяют напряжения обмоток ротора АСК в засисимости от величин этих сигналов.