Устройство для управления нагрузкой трансформаторной подстанции

 

Изобретение относится к электроэнергетике ,в частности, к устройствам автоматического управления электрической нагрузкой. Цель изобретения - повышение надежности электроснабжения потребителей. Устройство содержит автоматический регулятор напряжения под нагрузкой 19, три умножителя 11-13, пять сумматоров 6-10, два делителя 14, 15, блок учета отключенной нагрузки 16. При превышении величины нагрузки заданного значения устройство формирует сигналы на снижение напряжения для уменьшения мощности или одновременно также и на отключение части нагрузки, обеспечивая при этом выполнение задания и минимума ущерба у потребителей. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК р 4 Н 02 J 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4186320/24-07 (22) 19.01.87 (46) 15.04.89. Бюл. ¹ 14 (71) Белорусский политехнический институт (72) Е.В.Калентионок (53) 621.316.728(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1176415, кл. Н 02 J )3/00, 1985. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ (57) Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устрой- ствам автоматического управления электрической нагрузкой. Цель изобреÄÄSUÄÄ 1473008 А1 тения — повышение надежности электроснабжения потребителей. Устройство содержит автоматический регулятор напряжения под нагрузкой 17, три умножителя 9-11, пять сумматоров 4-8, два делителя 12 13, блок учета отключенной нагрузки !4, При превышении величины нагрузки заданного значения устройства формирует сигналы на снижение напряжения для уменьшения мощности или одновременно также и на отключение части нагрузки, обеспечивая при этом выполнение задания и минимума ущерба у потребителей.

2 ил..1473008

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройст— вам автоматического управления электрической нагрузкой.

Цель изобретения — повышение на— дежности электроснабжения потребителей.

На фиг.1 представлено устройство, общая схема; на фиг,2 — графические 10 зависимости удельных ущербов потребителей.

Устройство состоит из датчика 1 и задатчика 2 активной нагрузки 3, сумматоров 4-8, умножителей 9-11, де- 15 лителей 12 и 13, блока 14 учета отключенной нагрузки, исполнительного органа 15 отключения нагрузки, трансформатора 16 с регулятором !7 напряжения, содержащим блок 18 авто- 20 матического регулирования, датчик 19 и задатчик 20 напряжения, Выход датчика 1 нагрузки подключен к одним из выходов сумматора 4 и умножителей 9 и 10. Второй вход сумматора 4 подключен к выходу задатчи— ка 2 нагрузки, а третий вход — к выходу блока 14 учета отключенной нагрузки. Выход сумматора 4 подключен к одному из входов умножителя 11 и 30 сумматора 5. Выходы умножителей 9 и

11 подключены к входам сумматора 6.

Последовательно соединенные умножитель 10, сумматор 7, делители 12 и

13, сумматор 8 подсоединены к одному из входов блока 18 регулятора 17 напряжения, второй вход которого соединен с датчиком 19 напряжения, Блок

IS осуществляет регулирование напряжения вторичной обмотки трансформато- gp ра 16, питающего нагрузку 3. Второй вход сумматора 8 подключен к задатчику 20 напряжения. Выход сумматора 6 соединен с вторым входом делителя

12, выход которого подключен к второ- 4g му входу сумматора 5. Вход исполнительного органа 15 отключения нагрузки подключен к выходу сумматора 5.

Орган 15 отключения осуществляет управление приводами нагрузки 3, инфор- 50 мация об отключении которой поступает в блок 14 учета, На вторые входы умножителей 9-11, сумматора 7, делителя 13 и третий вход сумматора 6 подаются постоянные сигналы С, -С

Устройство работает следующим образом.

В нормальных режимах работы энергосистемы или работы потребителеи не в часы максимума нагрузки энергосистемы, величина потребляемой активности мощности P нагрузки 3 как правило не превышает предельно допустимой Р„,„, поступающей с задатчика 1.

В этом случае на выходе делителя 13 нет управляющего сигнала и регулятор

17 осуществляет управление уровнем напряжения у потребителя в соответствии с заданным значением U, определяемым задатчиком 20 напряжения. Поскольку на вход органа 15 не поступает положительного управляющего сигнала, то отключение потребителей не происходит.

При превышении активной мощности нагрузки предельно допустимой величи.ны Р р Р,„ устройство, должно устранить возникший дефицит мощности

1 Р е P Рдоя 1 т,е. выполнить условие при минимальном ущербе для потребителей

Y = Y< (d U) + У (1 Р ) -+min, (2) где У.1(SU) — ущерб у потребителей от снижения напряжения на величину 11П.

Y (Р ) — ущерб у потребителей от отключения части нагрузки 6 P, . !

Для значительной части нагрузок составляющие ущерба (2) можно оценить по формулам

7 (Ю) = Р(а +а„611+а 11П ); (3)

У (Ре) bo+b, - Ре bg P э (4) где а, а „,..., Ь вЂ” коэффициенты учитывающие ущерб от внезапности снижения напряжения и отключения нагрузки, величины ее отключения и глубины снижения напряжения, Взаимосвязь величины снижения на-. пряжения ЬП и уменьшения при этом активной мощности нагрузки а Р опреде0 ляется уравнением

Ьи = ЬР /К„, (5) где Кц — регулирующий эффект нагрузки по напряжению.

Поскольку величина дефицита мощности 1 Р может быть устранена путем отключения части нагрузки ЬР и снижения напряжения, то необходимый объем отключаемых потребителей определяется из уравнения РО = 6Рре р ЬРц (6)

11одставляя уравнение (5) в (3), а формулы (4) и (5) в (2), минимизируя которое с учетом (7), находим оптимальную величину уменьшения наrрузки путем снижения напряжения

1473008

Ь +2b, ЬРМ -Р- Ри--— а

2b+2P

Кц

С +С ЬРдвж С<Р

С+С Р а, 2а где С = — С = — — С =2Ь С =Ь, г ц ц

Таким образом, если активная мощность нагрузки в каком-либо режиме станет больше предельно допустимой с величины Р ) Р р то на выходе сумматора 4 появляется сигнал, nponop, öèîíàëüíûé возникшему дефициту мощности hP . Умножение этой величины на постоянный сигнал С в множителе 11, а затем суммирование полученной величины в сумматоре 6 с постоянным сигналом С4 и сигналом, пропорциональным величине (-С Р), дает си алэ равный С4+Съ hP4eq,-ñ1P

Деление данного сигнала в делйтеле 25

12 на величину С +С Р, полученную путем умножения С на P в умножите ле 10 и суммирование в сумматоре

7 с сигналом С, дает значение сигнала, пропорционального оптимальной ве- 30 личине уменьшения нагрузки путем снижения напряжения 1 Р„ . Делитель.

8 в соответствии с уравнением (5) осуществляет операцию деления на сигнал С -= -Кц и на выходе делителя 13 появляется сигнал, пропорциональный величине уменьшения напряжения — h,U.

Поэтому на вход блока автоматического регулирования с сумматора 10 поступает новое заданное значение напряже- 40 ния U „ = U — hU в соответствии с которйм регулятор 9 снижает уровень напряжения у потребителей на величину h,U, тем самым уменьшая мощность потребителей на величину gP<. Если этой величины не достаточно для ликвидации возникшего дефицита мощности то сумматор 5 в соответствии

Дв<р с уравнением (6) осуществляет определение необходимой величины отключения нагрузки ЬР, . Полученный сиг50 нал с сумматора 5 поступает в орган1

15, который отключает нагрузку на величину аР . Блок 14 осуществляет учет отключенной нагрузки для получе55 ния сумматором 4 информации о величине фактического дефицита мощности для нагрузки 3, при выполнении условия (1) путем воздействия устройства на отключение части потребителей и снижения уровня напряжения.

Графические зависимости фиг.2 работы устройства, имеют следующие обозначения: а — удельный ущерб потребителей при снижении напряжения; б — удельный ущерб потребителей при отключении нагрузки; с общий удельный ущерб потребителей при снижении напряжения и отключении нагрузки.

При величине дефицита мощности

5P в, уменьшение активной мощности нагрузки устройство осуществляет. только путем снижения напряжения, что приводит к уменьшению мощности hР„, =

1 Р„,. При величине дефицита мощности h P >р устройство дает управляющие сигналы на отключение нагрузки на величину ЪР и снижение напряжения, что приводит к уменьшению мощности на величину 5Рц . Тем самым ликвидируется возникший дефицит мощности Ь Fpq = ЪРО + и Рц . Как в . первом, так и во втором режиме ограничения мощности обеспечивает минимум ущерба у потребителей.

Таким образом, предлагаемое устройство за счет снижения напряжения у потребителей в режимах ограничения их мощности позволяет уменьшить количество отключаемой нагрузки и тем самым повысить надежность электроснабжения потребителей.

Предлагаемое устройство может быть выполнено из разработанных и изготовленных блоков, элементов и датчиков, в том числе блок учета отключенной нагрузки, представляющий собой набор регистров памяти.

Формула и з о б р е т е н и я

Устройство для управления нагрузкой трансформаторной подстанции, содержащее датчик и задатчик нагрузки, исполнительный орган отключения нагрузки о т л и ч а ю щ е е с я тем что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителей, оно снабжено автоматическим регулятором напряжения под нагрузкой, соединящим блок автоматического регулирования, задатчик напряжения, датчик напряжения, пятью сумматорами, тремя умножителями, двумя делителями, блоком учета отключенной нагрузки, источниками постоянного сигнала, причем дат)47

d/ gepg НРО2 d 02

3 Ðè1

Ф Г 2

УРф 2

Составитель G.Баказная

Редактор Il.Недолуженко Техред М.Дидык, КорректорС.Черни

Заказ !721/53 Тираж 605 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 чик напряжения подключен к входу блока автоматического регулирования, выход датчика нагрузки подключен к первым выходам первого сумматора, первого и второго умножителя, второй вход первого сумматора подключен к выходу задатчика нагрузки, а третий вход — к выходу блока учета отключенной нагрузки, выход первого сумматора подключен к первым входам третьего умножителя и второго сумматора, выходы первого и третьего умножителей подключены к входам третьего сумматора соответственно, последовательно соединенные второй умножитель, четвертый сумматор, первый и

3008

6 второй делители, пятый сумматор подключены к второму входу блока автоматического регулирования, выход третьего сумматора соединен с вторым входом первого делителя, выход которого подключен к второму входу второ-. го сумматора, вход исполнительного органа отключения нагрузки подключен

)p к выходу второго сумматора, к вторым входам умножителей, четвертого сумматора и второго делителя, и к третьему входу третьего сумматора подключены источники постоянного сигнала со1В ответственно, к второму входу пятого сумматора подключен выход задатчика напряжения.