Устройство для управления режимом работы участка электрической сети

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - улучшение качества регулирования напряжения на участке электрической сети за счет селективности коммутации реакторов. Селективность достигается тем, что устройства, установленные в каждом узле сетей, контролируют не только "свое" напряжение (U<SB POS="POST">I</SB>), но и напряжение в смежных узлах (U<SB POS="POST">J</SB>). При условии (U<SB POS="POST">I</SB>-U<SP POS="POST">MAX</SP>)*98(U<SB POS="POST">J</SB>-U<SP POS="POST">мах</SP>) (1), или (U<SB POS="POST">I</SB>-U<SP POS="POST">MIN</SP>)*98(U<SB POS="POST">J</SB>-U<SP POS="POST">MIN</SP>) (2), где U<SP POS="POST">MAX</SP>, U<SP POS="POST">MIN</SP>, U<SP POS="POST">MAX</SP>, U<SP POS="POST">MIN</SP> -предельно допустимые уровни контролируемых напряжений, устройство коммутирует шунтовые реакторы в "своем" узле с меньшей выдержкой времени (Τ<SB POS="POST">I1</SB>). Если условия (1) или (2) не выполняются, то коммутация реакторов производится с большей выдержкой времени (Τ<SB POS="POST">I2</SB>*98т<SB POS="POST">I1</SB>). Одновременно выдержки времени в отдельных узлах участка сети выбираются различными(Τ<SB POS="POST">I1</SB> ≠ Τ<SB POS="POST">J1</SB> и Τ<SB POS="POST">I2</SB> ≠ Τ<SB POS="POST">J2</SB> ). Таким образом предотвращается перерегулирование напряжения из-за одновременной коммутации нескольких реакторов в разных узлах сети и связанная с этим возможность возникновения автоколебательного режима. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ . СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1471246.

А1 (50 4 Н 02 3 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ П<НТ СССР (21) 4270642/24-07 (22) 11 .05.87 (46) 07.04.89. Бюл. В 13 (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно— исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей "Энергосетьпроект" (72) А.Д. Веселов, С.Н. Макаровский и Л.В. Росман (53) 621 .316.722(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 496635, кл. Н 02 J 3/)2. 1972.

Авторское свидетельство СССР

В 1293789, кл. Н 02 1 3/12, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДПЯ УПРАВЛЕНИЯ

РЕН1МОМ РАБОТЫ УЧАСТКА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ . СЕТИ (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения— улучшение качества регулирования напряжения на участке электрической сети за счет селективности коммутации

Изобретение относится к электротехнике и используется для регулирования напряжения и реактивной мощности на участке электрической сети. а

Цель изобретения — улучшение качества регулирования напряжения на участке электрической сети за счет селективности коммутации реакторов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для управления режимом работы участка электрической сети.

2 реакторов. Селективность достигается тем, что устройства, установленные в каждом узле сетей, контролируют не только свое напряжение (П,), но и напряжение в смежных узлах (ц1).

При условии (Пс -V ) > (П -Ц )(1) допустимые уровни контролируемых напряжений, устройство коммутирует шунтовые реакторы в "своем" узле с меньшей выдержкой времени (,,) .Если условия (1) или (2) не выполняются, то коммутация реакторов производится с большей выдержкой времени (; )Г, ) .

Одновременно выдержки времени в от- . а

Ж дельных узлах участка сети выбираются раалиииьааи ((;,Ф Са, и а1 и с ) . Щ

Таким образом предотвращается перерегулирование напряжения из-за одновременной коммутации нескольких реакторов в разных узлах сети и связанная с этим возможность возникновения автоколебательного режима. 1 ил.

Участок электрической сети включает в себя несколько подстанций 1,2, связанных между собой линиями 3 электропередачи. На подстанциях устанавливаются коммутируемые шунтовые реакторы 4, непрерывно регулируемые блоки 5 компенсации реактивной мощности, роль которых могут выполнять синхронные машины с автоматическими регуляторами возбуждения, статистические тиристорные компенсаторы со своими автоматическими регуляторами напряжения или шунтовые реакторы, 1471246 подключенные к вторичной стороне трансформатора с РПН, снабженного регулятором напрях<ения. устройство включает схему 6 упS равления реакторами, трансформатор 7 напрях<ения шин подстанции, датчик 8 нагрузки регулируемого блока компенсации реактивной мощности, блоки 9 и 10 переключения реакторов, каждый 10 из которых выполнен в виде двух элементов сравнения (9.1, 9.2, 10.1 и

10.2) параметра режима (Q и U) соответственно с максимальной и минимальной уставками, функциональный 15 преобразователь ll активной и реактивной мощности в сигнал, фиксирующий предельные запасы пропускной способности электропередачи по усло— виям надежности, пороговый элемент 20

12 на выходе функционального преобразователя 11, логические элементы

ИЛИ 13-16, логический элемент И 17, блок 18 сравнения, элементы 1.9-22 выдержки времени, реле 23 и 24, венти-25 ли 25 и 26, компараторы 27 и 28, сумматоры 29 и 30, датчик 31 напряжения шин смежной подстанции, датчики г активной 32 и реактивной 33 мощности линии 3 электропередачи. 30

Вход "Включить" схемы 6 управления реакторами соединен с выходом логического элемента ИЛИ 15 два вхоt да которого соединены с выходами элементов 1 9 и 20 выдержки времени.

Входы элементов 1 9 и 20 соединены соответственно через размыкающий 23.1 и замыкающий 23.2 контакты реле 23 с выходами логического элемента ИЛИ

13, два входа последнего соединены . 40 с выходами "Включить" блоков 9 и 21 переключения реакторов.

Вход блока 9 переключения реакторов подключен к датчику 8 нагрузки регулируемого блока компенсации ре — 45 активной мощности, а вход блока 10 к трансформатору 7 напряжения шин подстанции.

Выход "Отключить" схемы 6 управления реакторами соединен с выходом логического элемента ИЛИ 16, два входа которого соединены с выходами элементов 21 и 22 выдержки времени, а их входы, соответственно через размыкающий 24.1 и замыкающий 24 .2 кон55 такты реле 24 соединены с выходом логического элемента И 17 . Один из двух входов элемента 17 соединен с выходом логического элемента ИЛИ 14, два входа которого соединены с выходами "Отключить" блоков 9 и 10 переключения реакторов, а третий —, с выходом порогового элемента 12, уста-новленного на выходе функционального преобразователя 1!.Два входа функционального преобразователя 11 подключены к датчикам активной 32 и реактивной 33 мощности линии 3 электропередачи °

Второй вход логического элемента И 17 соединен с выходом блока 18 сравнения, вход которого соединен с выходом разности элемента сравнения, входящего в состав блока 1 О переключения реакторов.

Обмотка реле 23 через вентиль 25 положительной полярности соединена с выходом компаратора 27, установленного на выходе сумматора 29, один из входов которого соединен с тран— сформатором 7 напряжения шин подстанции, а второй — с датчиком 31 напряжения шин смежной подстанции.

Обмотка реле 24 через вентиль отрицательной полярности подключена к выходу компаратора 28, установленного на выходе сумматора 30, два входа которого также соединены с трансформатором 7 напряжения и датчиком

31 напряжения.

Предлагаемое устройство устанавливается на нескольких подстанциях управляемого участка электрической сети, в частности на электрически .близких энергообъектах, и предназначено для работы во всех нормальных эксплуатационных режимах, которые характеризуются изменением в широких пределах потоков мощности го линиям электропередачи, связывающие указанные подстанции.

Одновременно с изменением загрузки линии 3 электропередачи под воздействием автоматических регуляторов напряжения, входящих в установленные на подстанциях блоки 5 компенсации реактивной мощности, изменяется нагрузка последних, а также уровни на— пряжения на шинах подстанций, так как его регулирование производится с определенным статизмом, зависящим как от настройки указанных регуляторов (статизм, установка, по напряжению), так и от схемы подключения источников реактивной мощности к шинам подстанций (непосредственно или через реактивное сопротивление) .

1471

При этом могут йроисходить как исчерпание регулировочных диапазонов установленных на подс танциях регулируемых блоков. компенсации реактивной мощности, так и достижение предельно допустимых уровней напряжения . на шинах подстанций. Высвобождение указанных регулировочных диапазонов с одновременным возвратом уровней напряжения на шинах подстанций в допустимые пределы достигается коммутацией шунтовых реакторов 4.

Поскольку перечисленные нарушения допустимого режима могут возникать одновременно на нескольких подстанциях, например, при резких изменениях потоков мощности по линиям электропередачи, коммутация шунтовых реакторов большей единичной мощности одновременно на нескольких

-подстанциях по этому фактору может привести к перерегулированию и возникновению автоколебательного режима с попеременным включением-отключением указанных реакторов. С другой стороны, из-за электрической близо— сти сменных подстанций рассматриваемого участка сети может оказаться достаточной коммутапия всего одного шунтового реактора на одной подстан—

IIHH, Устройство работает следующим образом.

Блоки 9 и 1 0 переключения реакторов и,функциональный преобразователь

11 контролируют нагрузку (О) блока 5 компенсации реактивной мощности, уровень напряжения на шинах 1 и нагрузку линии 3 электропередачи и вырабатывают команды "Включить" или

"Отключить" очередной шунтовый реактор. Одновременно на входы сумматоров 29 и 30 поступают напряжения шин данной подстанции U и шин смежной подстанции Uz (последнее со знаком — ) и корректирующие поправки

8макс NHH и

Сигналы на выходах сумматоров 29 и 30 соответственно равны

Пмакс U U g макс (U U MQKc) 246

pvau = п„ц " "" — p — корректирующие поправки, учитывающие разницу граничных значений напряжений на смежных подстанциях", Š— настроечный параметр.

Коммутаторы 27 и 28 на выходе сумматоров 29 и 30 формируют нормированные сигналы, полярность которых

10 определяется полярностью сигналов дПм " и дП™" соответственно.

При z U " )О или лП""" < О вентили 25 и 26 остаются закрытыми; реле 23 и 24 обесточены, и команды

"Включить" и "Отключить", вырабо-. танные блоками 9-11, поступают на соответствующие входы схемы б управления реакторами через замкнутые контакты 23.1 и 24.1 и элементы 19 и 21 выдержки времени Tl, ТЗ, реализующими минимальные задержки по времени (в частном случае, может быть принято Tl = ТЗ = 0)

Если д U с< О или аП" > О, 25 соответственно открываются вентили

25 или 26 и реле 23 или 24 переключают свои контакты. Это приводит к тому, что указанные команды "Включитьм — Отключитьм поступают на входы схемы 6 управления реактором через элементы 20 и 22 выдержки времени Т2 и Т4, реализующими большую задержку (Т2 ) Tl и Т4 ) ТЗ) I

Срабатывания реле 23 и 24 при условиях ьП " = 0 или ьП™ = О обеспечивается выбором величины настроечного параметра.

Напряжение шин смежной подстан40 ции поступает на входы сумматоров

29 и 30 с выхода датчика 31, в качестве которого может быть применен либо телемеханический датчик, либо функциональный преобразователь на45 пряжения шин данной подстанции 1, активной и реактивной мощности линии 3 электропередач, в напряжение на шинах смежной подстанции 2, например, по формуле

50 где Р> а, 55

boo

+ f u (U — UQ ) + F (02 11 ) 1 мин Макс мак о макс

4 а. активная и реактивная мощность линии электропередачи 3, поперечная проводимость в

П-образной схеме замещения линии 3 у шин подстанции 1, ! 471246

У> и Ь вЂ” соответственно модуль продольной проводимости и реактивной.составля|ощей продольной проводимости линии 3 в П-образной схеме замещения.

При необходимости управлять участком электрической аети, охватывающем несколько смежных подстанций, в устройство должны быть введены дополнительные датчики 31 по числу смежных подстанций и связанные с ними цепочки элементов 29, 27, 25 и 30, 28, 26 с подключением их к обмоткам реле 23 и 24 соответственно. Однако указанное увеличение элементов в предлагаемом устройстве не изменяет принцип его действия.

Ф о р м у л а изобретения

Устройство для управления режимом работы участка электрической сети из связанных линией электропередачи подстанций с реакторами и регулируемыми блоками компенсации реактивной мощности, содержащее схему управления реакторами, трансформатор напряжения шин подстанции, датчик нагрузки регулируемого блока компенсации реактивной мощности, функциональный преобразователь активной и реактивной мощности в сигнал, фиксирующий предельные запасы пропускной способности электропередачи по условиям надежности, пороговый элемент на выходе функционального преобразователя, два блока переключения реакторов, выполненные каждый в виде двух элементов сравнения соответственно с максимальной и минимальной уставкой, блок сравнения, два логических элемента

ИЛИ, логический элемент И и датчики активной и реактивной мощности линии электропередачи, соединенные с входами функционального преобразователя, выход которого через пороговый элемент и первый логический элемент

ИЛИ соединен с входом элемента И, 10

20 сети за счет селективности коммутации реакторов, в него введен датчик

50 датчик нагрузки регулируемого блока компенсации реактивной мощности через первый блок переключения реакторов соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и входом второго элемента ИЛИ, трансформатор напряжения шин подстанции через второй блок переключения реакторов соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход разности элемента сравнения с максимальной уставкой. второго блока переключения реакторов через блок сравнения соединен с вторым входом элемента И, о т л и- ч а ю щ е е с я тем, что с целью улучшения качества регулирования напряжения на участке электрической напряжения шин смежной подстанции, два сумматора, два компаратора, два вентиля, два реле, четыре элемента выдержки времени, третий и четвертый логические элементы ИЛИ, причем вход "Включить схемы управления реакторами через третий элемент ИЛИ соединен с выходами первого и второго элементов выдержки времени, входы которых соединены соответственно через замкнутый и разомкнутый контакты первого реле с выходом второго элемента ИЛИ, вход "Отключитьп схемы управления реакторами через четвертый элемент ИЛИ соединен с выходами третьего и четвертого элементов выдержки времени, входы которых соединены соответственно через замкнутый и разомкнутый контакты второго реле с выходом элемента И, обмотка первого реле через вентиль положительной полярности, первый компаратор и первый сумматор, а обмотка второго реле через вентиль отрицательной полярности, второй компаратор и второй сумматор, соединены с трансформаторами шин подстанции, вторые входы сумматоров соединены с датчиком напряжения шин смежной подстанции.

1 471246

Составитель К. Фотина

Редактор Н. Тупица Техред Л. Олийнык

Корректор Т. Колб.

Заказ 2761

Тираж 607

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101