151140. lajstromszámú szabadalom • Eljárás aszinkron villamosenergia körzetek átmenetileg szinkron állapotban való átkapcsolására

151140 3 4 az átkapcsolás műveletét a másodperc tört részére korlátozzuk. Az átkapcsolt körzet, illetve hálózatrész energiaellátása még rendkívül rövid időre sem szünetel, ugyanis ezzel az eljárással az egymáshoz képest aszinkron üzemben levő és nem feltétlenül egyező, tehát egymáshoz képest eltérő frekvenciájú villamosenergia rendszerek között is az előzően egyik rendszerről táplált hálózatrésznek a másik rendszerre való átkapcsolását a két rendszer feszültség vektorainak közel egyező helyzete alatt létesített és igen rövid, a másodperc csekély tört részét meg nem haladó időtartamra fenntartott párhuzamos üzem alatt hajtjuk végre. Az átmeneti párhuzamos üzem időtartamát a feszültségvektorok viszonylagos elfordulásából eredő kiegyenlítő áramok szabják meg, ugyanis az átmeneti párhuzamos üzemet a feszültségvektoroknak csak olyan értékű eltérésén belül szabad fenntartanunk, ameddig az eltérésből eredő kiegyenlítő áramok a rendszerek védelmi berendezéseit alaphelyzetükből kiindítva működésbe nem hozzák. Az átkapcsoláshoz szükséges idő a jelenleg rendelkezésre álló megszakítók önidejének szórását is figyelembe véve legfeljebb 0,2 mp, amely idő alatt a két rendszer feszültségvektorainak viszonylagos helyzete Hz nagyságrendűek, ami azt jelenti, hogy a feszültségvektorok relatív forgási sebessége is néhány tized fordulat másodpercenként, tehát például 30° szögeltérésig — ameddig a kapcsolat veszélyes túláramok nélkül fenntartható — még 0,5 Hz frekvenciaeltérés esetén is 0,16 s idő áll rendelkezésre. Az 1. ábrán K-val jelzett automatika tehát elvileg a következőképpen működik, ha először feltételezzük, hogy a C körzet az A rendszerrel működött együtt és azt át kell kapcsolni a B rendszerre: 1. Az indítási parancs vétele után ugyanabban a fázisban az UA — Uc és az Uß feszültségvektorok viszonylagos forgássebességét megvizsgálja. Ha az a megengedhető határon belül van (például az A és B rendszer frekvenciájának a különbsége nem több, mint 1 Hz), akkor az a és b megszakítók egyidejű bekapcsolásának reteszelését oldja. 2. Figyeli az UA és Uß feszültségvektor egymáshoz viszonyított helyzetét. Ha a vektorok közötti szög az előre megállapított érték alá csökken, akkor a K automatika a megszakító felé bekapcsolást vezérlő impulzust küld. 3. Ha a b megszakító üzembiztosan bekapcsolt, akkor a a megszakítót a K automatika kikapcsolja, amivel a C körzet átkapcsolásának művelete befejeződött, tehát az automatika újabb indításig önmagát reteszeli. Az 1. alatt leírt vizsgálatot a berendezés azért végzi el, mert az a és b megszakítók átlapolva — az egyéb villamos jellemzőktől függően —• csak rövid ideig lehetnek bekapcsolva. Ezért az átkapcsoláshoz megengedhető frekvenciakülönbség korlátozott. Értéke a rendszerek és az összekötő vezeték villamos jellemzőin kívül a kapcsoláshoz használt megszakítók működési idejétől (önidejétől) is függ. Az előbbiekben vázolt működési sorozat még egyéb biztonsági ellenőrzésekkel is kibővülhet, például a működés előtt az automatika ellenőrzi, hogy a kapcsolási állapot (szakaszolók helyzete) megfelelő-e. Azonkívül a működési sorozat ismétlődését, illetve az első működést követő, ellenkező irányú működést is meg kell akadályozni stb. A találmány tárgyát képező eljárás végrehajtására alkalmas példaképpeni leírt berendezés előnyösen használható akkor is, ha az érintett, villamosenergia rendszerek között a párhuzamos járás feltételei ki vannak elégítve, de a frekvenciaegyezéses tartós szinkronállapotba való szabályozásuk nem lehetséges. Például az egyik rendszerben teljesítményhiány miatt a frekvencia 49,5 Hz, és azt felemelni nem képes, mivel akkor több százezer kilowatt erőművi többlet teljesítményre lenne szükség és ugyanekkor rendkívül gazdaságtalan lenne az 50 Hz-en futó másik rendszer frekvenciáját lecsökkenteni 49,5 Hz-re. A találmány tehát olyan újszerű átkapcsolási eljárásra vonatkozik, amely aszinkron üzemben levő nem szükségszerűen egyező frekvenciájú energiarendszerek között az egyikkel *= 2 jt-0,2 Aí 30 szöggel fordul el, ahol A í a két rendszer frekvenciájának különbsége. A szokásos max. 0,3 ~ 0,6 Hz frekvenciaeltérés esetén tehát a feszültségvektorok viszonylagos szögelfordu- 35 lása a teljes körívnek csak mintegy 10%-ig terjed, amely eltérés még általában nem indít a két rendszer eredő soros impedanciáján át a védelmek működését kiváltó értékű kiegyenlítő áramot. A másodperc tört részéig tartó 40 párhuzamos üzem alatt a rendszerek között zavaró lengések nem jöhetnek létre, mivel az ilyen természetű lengések ideje másodperces vagy annál nagyobb nagyságrendű. A találmány tárgyát képező eljárás végre- 45 hajtására alkalmas elrendezés egy példaképpeni megoldása a következő. A két egymáshoz képest aszinkron üzemben levő villamosenergia rendszer, amelyet az 1. ábrán az A és B kör jelképez, felváltva, táplálja a C kör- 50 zetet, illetve felváltva párhuzamos üzemben együttműködik a C körzettel. Mivel az .A és B rendszer közötti villamos kapcsolat nem alkalmas a két rendszer tartós párhuzamos üzemének a fenntartására, az a és b megszakítók 55 egyidőben tartósan nem lehetnek bekapcsolt állapotban. A két megszakító egyidejű, tehát ,,átfedett" bekapcsolt helyzete csak addig tarthat, amíg az A és B rendszer villamos súlypontjának feszültségvektorai egymáshoz ké- QQ pest nem forognak el akkora mértékben, aminek következtében az összekötő vezetéken már meg nem engedhető teljesítményáramlás keletkezne. A nagy európai energiarendszerek között szokásos frekvenciaeltérések néhány tized 6g 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 2