Автоматический регулятор статического компенсатора реактивной мощности

 

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР СТАТИЧЕСКОГО КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, содержащий датчик отклонения напряжения, вход которого через трансформатор напряжения предназначен для подключения к тому же узлу энергосистемы , что и статический компенсатор , первый выход датчика отклонения напряжения подключен к первому входу сумматора, а второй - через дифференциатор к второму входу сумматора , третий вход которого через блок частоты подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход через выходной усилитель соединен с управляющим входом статического компенсатора, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности энергосистемы в работе, в регулятор дополнительно введены логические элементы И и НЕ и две цепи , каждая из которых содержит компаратор , элемент уставки, элемент задержки и логический элемент ИЛИ, при Э.ТОМ в каждой цепи выход элемента уставки подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому и через элемент задержки к второму входам.логического элемента ИЛИ, причем вторые входы компараторов первой и второй цепи подключены соответственно к второму выходу датсл с: чика отклонения напряжения и к вторичной обмотке трансформатора напряжения , а выход логического элемента ИЛИ первой цепи подк.111бчен к первому входу логического элемента И, выход которого соединен с первым дополнительным входом сумматора, а к второS5 му входу логического элемента И через о СП логический элемент НЕ присоединен выход логического элемента ИЛИ второй цепи, одновременно соединенный с вто4;ii . рым дополнительным входом сумматора.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (I9(SU (III

4(51) Н 02 J 3/.18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К -ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3696054/24-07 (22) 01.02.84 (46) 07.06.85. Бюл. Ф 21 (72) В.В. Мишта (71) Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектноизыскательский и научно-исследовательский институт "Энергосетьпроект" (53) 621.316.733:621.318.43(088.8) (56) 1. Патент ФРГ Ф 2722697, кл. Н 02 3 3/18, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

В 359732, кл. Н 02 P 13/04, 1971. (54)(57) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР

СТАТИЧЕСКОГО КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ

МОЩНОСТИ, содержащий датчик отклонения напряжения, вход которого через трансформатор напряжения предназначен для подключения к тому же узлу энергосистемы, что и статический компенсатор, первый выход датчика отклонения-напряжения подключен к первому входу сумматора, а второй — через дифференциатор к второму входу сумматора, третий вход которого через блок частоты подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход через выходной усилитель соединен с управляющим входом статического компенсатора, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности энергосистемы в работе, в регулятор дополнительно введены логические элементы И и НЕ и две цепи, каждая из которых содержит компаратор, элемент уставки, элемент задержки и логический элемент ИЛИ, при этом в каждой цепи выход элемента уставки подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому и через элемент задержки к второму входам. логического элемента

ИЛИ, причем вторые входы компараторов первой и второй цепи подключены соответственно к второму выходу датчика отклонения напряжения и к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход логического элемента

ИЛИ первой цепи подключен к первому входу логического элемента И, выход которого соединен с первым дополнительным входом сумматора, а к второму входу логического элемента И через логический элемент HE присоединен выход логического элемента ИЛИ второй цепи, одновременно соединенный с вторым дополнительным входом сумматора.

04 - 2

На фиг..1 представлена блок-схема автоматического регулятора статического компенсатора реактивной мощности; на фиг.2 — функциональная схема датчика отклонения напряжения.

Автоматический регулятор 1 (фиг.1) содержит датчик 2 отклонения напряжения, вход которого через трансформатор 3 напряжения подключен к узлу энергосистемы. Первый выход датчика

1 11605

Изобретение относится к электро-" энергетике и может быть использовано для управления статическим компенсатором.

Известен автоматический регулятор, используемый для управления статическим компенсатором реактивной мощности, содержащий измерительный преобразователь напряжения, элемент уставки напряжения, дифференциатор и сумма- 1р тор Р3.

Недостатком устройства является возможность появления на выходе регулятора, в основном по каналу производной напряжения, после отключения короткого замыкания сигнала на перевод статического компенсатора в режим потребления. реактивной мощности, ведущего к понижению напряжения и, следовательно, к снижению динамичес- 31 кой устойчивости энергосистемы. Кроме того, в регуляторе отсутствуют цепи для немедленного перевода статического компенсатора в режим полного потребления реактивной мощности 3 при повышениях напряжения до определенного уровня.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является автоматический регулятор ста- 3© тического компенсатора реактивной мощности, содержащий датчик отклонения напряжения, вход которого через трансформатор напряжения предназначен для подключения к тому же узлу 3$ энергосистемы, что и статический комненсатор, первый выход датчика отклонения напряжения подключен к первому входу сумматора, а второй — через дифференциатор к второму входу сум" 46 матора, третий вход которого через лок частоты подключен к вторичной бмотке трансформатора напряжения,, а выход через выходной усилитель соединен с управляющим входом стати- 4S ческого компенсатора (23.

Недостатком известного устройства также является снижение надежности работы энергосистемы вследствие воэможности появления сигнала на пе- М ревод статического компенсатора после отключения короткого замыкания в режим потребления реактивной мощности, ведущего к снижению динамической устойчивости энергосистемы. В регу- И ляторе, кроме того, отсутствуют цепи для немедленного перевода стати« ческого компенсатора в режим полного потребления реактивной мощности при повышениях напряжения до определенного уровня.

Цель изобретения — повышение на-. дежности энергосистемы в работе.

Поставленная цель достигается тем, что в автоматический регулятор статического компенсатора реактивной мощности, содержащий датчик отклонения напряжения,вход которого через трансформатор напряжения предназначен для подключения к тому же узлу энергосистемы, что и статический компенсатор, первый выход датчика отклонения напряжения подключен к первому входу сумматора, а второй — через дифференциатор к второму входу сумматора, третий вход которого через блок частоты подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход через выходной усилитель соединен с управляющим входом статического компенсатора, дополнительно введены ло-. гические элементы И и HE и две цепи, каждая из которых содержит компаратор, элемент уставки, элемент задержки и логический элемент ИЛИ, нри этом в каждой цепи выход элемента . уставки подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому и через элемент задержки к второму входам логического элемента ИЛИ, причем вторые входы компараторов первой и второй цепи подключены соответственно к второму выходу датчика отклонения напряжения и к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход логического элемента ИЛИ первой цепи подключен к первому входу логического элемента И, выход которого соединен с первым дополнительным входом сумматора, а к второму входу логического элемента И через логический элемент НЕ присоединен выход логического элемента ИЛИ второй. цепи, одновременно соединенный с вторым дополнительным входом сумматора.

1160504 з

2 отклонения напряжения подключен к первому, а второй — через дифференциатор 4 к второму входам сумматора 5,. третий вход которого через блок 6 частоты подключен к вторичной обмотке трансформатора 3 напряжения. Сумматор 5 через выходной усилитель

7 связан с управляющим входом статического компенсатора 8 реактивной мощности, также подключенного к узлу 1р энергосистемы. В-качестве выходного ,усилителя 7 может быть применен, например, преобразователь напряжения в фазу угла управления тиристорными ключами статического компенсатора 8.

В каждой из двух, показанных на фиг.1, цепей выход элемента 9 уставки первой цепи либо 10 второй цепи подключен к первому входу- компаратора

11 первой цепи, либо 12 второй цепи,,2О выход которого подключен к первому и, через элемент 13 задержки первой цепи либо 14 второй цепи, к второму входам логического элемента ИЛИ 15 первой цепи либо 16 второй цепи. Вто-д рые входы компараторов 11 первой цепи либо 12 .второй цепи подключены соответственно к второму выходу. датчика

2 отклонения напряжения и к вторичйой обмотке трансформатора 3 напряжения. Выход логического элемента

ИЛИ.15 подключен к первому входу логического элемента И 17, выход которого соединен с первым дополнительным входом сумматора 5, а второч вход .логического элемента И 17 через . логический элемент НЕ 18 соединен с выходом логического элемента ИЛИ 16, соединенным также с вторым дополнительным входом сумматора 5.

Функциональная схема (фиг.2) датчика 2 отклонения напряжения содержит измерительный преобразователь 19 напряжения,,вход которого является входом датчика 2 отклонения напряжения, а выход, так же как и выход уставки 20 напряжения, соединен с элементом 21 вычитания, к выходу которого подключен формирова.тель 22передаточной функциипо откло- О нению напряжения (V>> ), выход которого является первым выходом датчика отклонения напряжения, в то время как элемент 21 вычитания образует второй его выход.

Автоматический регулятор статического компенсатора реактивной мощности работает следующим образом.

При понижении напряжения узла вследствие, например, короткого замыкания в энергосистеме, напряжение на выходах датчика 2 отклонения напряжения изменяется в сторону, соответствующую переходу статического компенсатора 8 в режим выдачи, либо в сторону минимального потребления реактивной мощности в зависимости от структуры .силовой части компенсатора 8. Изменение напряжения на первом выходе по отношению к второму происходит с учетом действия передаточной функции формирователя 22, имеющего, как правило, определенную инерционность, выбраннук по условиям статической устойчивости как энергосистемы в целом, так и самого статического компенсатора 8. Сигнал на выходе дифференциатора 4 действует, как правило, в ту же сторону, что .и сигнал на первом выходе датчика 2 отклонения напряжения, поэтому при восстановлении напряжения после отключения короткого замыкания воздействие датчика 2- отклонения напряжения и дифференциатора 4 направлено в сторону потребления реактивной мощности и понижения напряжения узла, т.е. к снижению динамической устойчивости энергосистемы.

При отклонении напряжения от уставки, задаваемой элементом в сторону понижения, достаточном для переключения компаратора 11 в соответствии с уставкой, задаваемой эле1ментом 9, на первый дополнительный вход сумматора 5 через логические элементы ИЛИ 15 и И 17 поступает сигнал. на перевод компансатора 8 и в режимполной выдачи (минимального потребления) реактивной мощности. При этом на втором входе логического элемента

И 17 отсутствует сигнал запрета, так как уровень напряжения узла энергосистемы, при котором происходит переключение компаратора 12 и появление сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 16, выбирается с помощью элемента 10 уставки, выше наибольшего эксплуатационного значения с необходимым запасом.

Восстановление напряжения после отключения короткого замыкания вызывает обратное переключение компаратора 11, вызывающее пуск элемента 13 задержки, на время действия которого на выходе логического элемента ИЛИ 15

1160504 сохраняется предшествующий сигнал, преодолевающий нежелательное воздействие датчика 2 отклонения напряжения и, в особенности, дифференциатора 4, и действующий таким образом в направ- 3 ленин увеличения динамической устойчивости энергосистемы, В том случае, когда по каким-либо причинам напряжение в узле энерго- 10 системы достигает уровня, вызывающего переключение компаратора 12, на второй дополнительный вход сумматора

5 через логический элемент ИЛИ 16 поступает сигнал на перевод комненса- 1$ тора 8 в режим полного потребления реактивной мощности, приводящий к ограничению величины напряжения в узле. Одновременно на второй вход логичеокого элемента И 17 через логи- ур ческий элемент НЕ 18 поступает сигнал запрета. Указанные сигналы сохраняются после понижения напряжения, вызывающего обратное переключение комнаратора 12, в течение времени действия у элемента задержки 14. Элементы 10, 12, 14 и 16 со своими связями.образуют, таким образом, схему ограничения перенапряжений, обладающую приоритетом (элементы И 17 и НЕ 18) по отношению к схеме релейного формирования напряжения.

Уровень переключения компаратора

11 выбирается таким образом, чтобы исключить его переключение при эксплуатационных понижениях напряжения и устанавливается, например, равным

0,1-0,2 по отклонению напряжения.

Длительность действия элемента 13 задержки может устанавливаться равной, например 100 — 200 мс, что достаточно для блокирования нежелательного действия датчика 2.отклонения напряжения и дифференциатора 4.

Уровень переключения компаратора

12 выбирается по наибольшему эксплуатационному значению напряжения узла энергосистемы с запасом, определяемым классом напряжения и другими конкретными условиями. Сказанное относится также и к выбору длитель,ности действия элемента 13 задержки.

Положительный эффект от применения предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы энергосистемы, в которой установлен регулируемый статический компенсатор, путем повышения уровня динамической устойчивости и ограничения перенапряжений.

1160504

Составитель О. Наказная

Редактор Е. Папп Техред А.Кикеиезей Корректор И. Муска

Заказ 3837/51 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4