Устройство для выявления угла расхождения эквивалентных эдс частей энергосистемы Советский патент 1983 года по МПК H02J3/24 

Изобретение .относится к автоматике энергосистем, предназначенной .для сохранения устойчивости параллельной работы энергосистемы, а также ограничения перетоков.обменной : мощности, Известно устройство для выявления угла расхождения эквивалентных ЭДС частей энергосистемы, содер жащее фильтры напряжения и тока прямой последовательности, выходы которых включены на входы формирователей вспомогательных ЭДС, и фаэосдвигакядую схему с эаЛатчиком сдвига Фаз. На вход фаэосдвигаяйцей схетФ включен выход одного из формирователей вспомогательной ЭДС, выход ее включен к схеме сравнения фаз, имеющий регулятор диапазона граничных углов срабатывания. Кроме того, устройств.о содержит также схему автоматического изменения уставок, введенную в формирователи вспомогательных ЭДС и фазосдвигающую схему .(l3. Современное развитие энергетики характеризуется интенсивным использованием существующих электропередач. Для передачи мощнрсти в какомлибо направлении используются не только линии электропередач высшего напряжения, но и подключенные через трансформаторы параллельно ,им элект ропередачи более низких напряжений, имеющие, как правило, промежуточные нагрузки. Это хотя иногда и увеличивает эксплуатационные расходы за счет рос та потерь электроэнергии в неоднорьд ной сети, однако позволяет в ряде случаев снизить 1капитальные затраты за счет отсрочки или отказа от строительства новых электропередач. Возможно также использование обходных . связей на напряжении, равном основному. Известное устройство предназначено в основном для простых электропередач с промежуточными нагрузками без обходных связей. Это устройство при включении его на сумму токов основной и обходной связи заданного направления и на напряжение в данной точке энергосистемы имеет при выявлении фазы ЭДС заданного направления дополнительную фазовую погреш-г ность, определяемую нгшичием промежуточных нагрузок на обходной связи наличием сопротивления между основной, и обходной связями, например, сопротивления трансформаторной связи Эта погрешность особенно возрастает при отключении сопротивления (трансформаторы связи между основной и обходной связями заданного направления, а также при возрастании величины промежуточной нагрузки и возрастании степени неоднородности между продольными и поперечными сопротивле-ниями на обходной и основной связях под продольным сопротивлением понимается сопротивление линии электропередачи, а под поперечным - сопротивление промежуточной нагрузки или сопротивление шунта короткого, замыкания). Целью изобретения является повышение точности устройства при включении его на электропередаче с обходными связями, имеющими рромежуточные нагрузки. Указанная- цель достигается тем, что устройство для выявления угла расхождения эквивалентных ЭДС частей энергосистем, содержащее формирователи вспомогательных ЭДС основных моделируемых направлений из напряжений и токов этих направлений, схему сравнения фаз и фазосдвигающую схему с задатчйком .сдвига фаз, причем выход одного из формирователей вспомогательных ЭДС подключен к входу фазосдвигакицей схемы, а выход -фазосдвигающей схемы подключен к схеме сравнения фаз, снабжено второй и третьей фазосдвигающими схемами с задатчиками сдвига фаз, формирователем вспомогательной ЭДС из ТОК1& и напряжения обходной связи, и сумматором, причем вход второй Фазосдвигакацей схемы подключен на Выход второго формирователя вспомогательной ЭДС, выход формирователя вспомогательной ЭДС из тока и напряжения обходной связи подключен ко входу третьей фазосдвигающей схемы, выходы второй и третьей фазосдвигающих схем подключены к входам сумматора, выход которого соединен со вторым входом схемы сравнения фаз. На фиг, 1 изображена схема электропередачи в виде четырехполюсников 1-4; на фиг. 2 - блок-схема уст-, ройства. На схеме введены обозначения: , 4. частей эйер госистемы; З D) токи соответствую щих присоединений, л I и - напряжение на ,„ шинах MJ - напряжение на , шинах L J А,;В,ц,:)Л ; A2,e..,,C,,t,, - параметры четыА А i L S рехполюсни ъ Ч ъ г ков 1-4 ,Ь4,С4,Т)4) Устройство для выявления угла расхождения подключено на напряжения и , и и токи J , 3 и соответственно через трансформаторы напряжения и трансформаторы тока, которые .для упрсядения на фиг. 1 не показаны.

На фиг, 2 введены обозначения: La f й й фазные напряжения, подводи «ае с шин М к устрой- .

и -и -и ству,5

Ц с фазные напряжения,

, подводимые с - . шин L к устройст I -1-1

JQ , 3g , 3 -фазные токи..

(фиг. 1), подво- . димие к устройст З , 1о - Фазные токи з

а

(фиг. 1), подводимые к устройст- 15

«tv лм

JQ , J , j - фазные токи tl

(фиг. 1) , подво -. димые к устройстt .и ву; 20

и

и.

напряжения пряг .мой последовательности/

Н W - токи прямой пос ( ледовательности, 25 .Устройство для выявления угла между эквивалентным и ЭДС частей энергосистемы Е и Еф(фиг. 2) состоит иэ фильтров 5-9 токов и напряженйй прямой последовательности, « которые преобразуют системы фазных

токов 1 V -i « S т токов За , Зв , DC . JQ :. J. . JG,

3q , 3 , 3 И напряжений U , U , U. ; Ug , U , U соответственно в токи, прямой последовательности , ,. , iH и нап ряженря прямой лоследоватеЛьности Uf и . В форми)рователях вспомогательных ЭДС 10-12 из соответствующих напряжений и токов прямой последовательности образуются соответственно UJ - ZNCT ЗУ i 0 U| - Z,T,3i и Ui - ZVCTI.D; . Регулировка уставок , . сгг осуществляется регуляторами уставок, по сопротивлениям 13-15.- Сформированные вспомогательные ЭДС поданы 45 на фазосдвигающие схемы 16-18, имеющие задатчики 19-21 сдвига фаз, осушествляющие изменение или чрегулировку сдвига фаз в фазосдвигающих схемах.JQ

Сдвиг по фазе в фазосдвигающих устройствах 16-18 соответственно на

углы tT -- ) i ст i. определяется неоднородностью продели ных и поперечных сопротивлений 5э электропередачи, заданными граничными углами срабатывания устройст ва S.f S 2 и типом схемы сравнения по фазе. Сдвиг на угол illli дан для

. 60

схек&1 сравнения по фазе сравнения

времени совпадения с заданным. Сдвинутые по фазе вспомогательные ЭДС

lttii-IjCT S e и (oi;-ZvctiD-}e CTaj поданы на сумматор 22. Соотношение Кл между величй1 ми, поданными на сумматор ЭДС,регулируется с помощью регулятора 23. Сумматор 22 может быть выполнен в виде суммкрукхцего операционного усилителя, регулирование коэффициентов передачи которого осуществляется с помощью активных сопротивлений, входящих в его состав. Выходные сигналы с сумматора 22 к с фазосдвигающей схемы 16 поданы на схему сравнения по фазе 24 с регулятором .25 граничного диапазона срабатывания устройства по углусГСоГ -сГа) . Выходной сигнал схемы сравнения по фазе подается на исполнительный орган автоматики.

Для обоснования блок-схо«иы предложенного устройства, определения условия работы устройства заведены дополнительные обозначения:

- напряжение в узле N схемы электропередачи., являющееся входным напряжением для чеi, тырехполюсников 1 и 2J

jy - ВХОДНОЙ ток четырехполюсниАИ « 1

3ц - входной ток четырехполюсника 2 .

Входные зажимы четырехполюсников 1-3 и 4 будем считать подключенными со стороны ЭДС Ё и Ejj (фиг. Уравнения состайлены для тока и напряжения прямой- последовательност В соответствии с принципом независимости эквивалентная ЭДС Е может , быть смоделирована.из напряжения 0ц и суммы токов «Tij) + 3JJ независимо от частот и фаз других эквиваленных ЭДС,

J Ё,,(). W

с другой стороны, по выходным параметрам режима четырехполюсников 1 и 2 определим входные. Для четырехполюсника 1:

I :i;,-c,uVT,o«. (1)

. Для четырехполюсника 2;

Ин|а Ьа (3) : - 1э;.6,,(, CV

- I h

Подставляя и, J и 3. из 2) «W в (t) получаем:

- Ц-А(А,( + п,э)+Ьз()

14) I Bj bUdjCg UV fejil D

где А%+- эквивЕшентньой пара; , метр j при каскад В С4 ном соединении четы, . рехполюсников 1 и 3, Йал-Дх + эквивалентный пара. метр 6 при каскадrp D ном соединении четырехполюсников 1 и 3. 51037376 1осле преобразования (4j получаем: V(u.i)4,(ir.||i),c, (S) npHHHMaeAit коэффициенты тдрансформа цйи трансформаторов тока с прямой полярностью их подключения к соответт ствующим линиям h - для тока п - для тока и п - для тока Т и трансформаторов напряжения -для Напряжения и, -для напряжения f) . Тогда выражение (5) преобразуется ) 6:e viH.lSn Cuk-2,,,,:);) b-jCiUm (u 2vc-ra:;),;|A5,h н ,cT. :)) (U lvcтлe « /p; вторичная устав ка по Сопротивлению при использовании на основной связи TOKaf и напряжения U . - вторичная уставCi ia ка по сопротивлению при использовании на обходной связи то- I ka .и напряI жения -U , ,(,i) уставка по углу - для ОСНОВНОЙ свя- 40

.cg arg-ll );).)

.. Ь

Тогда условие срабатывания реле при использовании в качестве схемы

06-.et.n b KxlOgr2s a ;;) ; .f

.о.

. v.o/ . : -

- -2- . : ,,. где в и 2 - заданные граничные углы срабатывания устройства;;

. - коэффициент передачи сумматора 22.no входу

Предложенное устройство за счет .учета промежуточных нагрузок на 60 обходнь к связях данного направления электропередачи позволяет повысить точность выявления фазы эквивалентной ЭДС этого направления ((направление ЭДС ё для электропередачи, | 65 f У щая спо где вал ну z S ред всп рый

;

ст,

сравнения фаз схемы сравйения вре мени совпадения с заданным иМеет вид

указанной на фиг. 1). При этом в соответствии с. принципом ЛезависиМ6СТИ точность моделирования эквивалентной ЭДС ё не зависит от того/ замкнуты или разомкнуты шины L ими имеет ли место многочастотный асинхройный ход в остальной энерго.системе или нет, а также не зависит от состава электропередачи со стороны ЭДС Б и Eg наличия коротких за1Ф1К8ниЙ в части энергосистемы со стороны ЭДС Й и Ёд . Выполнение предложенного устройства в ряде случаев позволяет уп хэстить выявла зи с четырехпоbiCaлюсниками 1 и 3J 4.° Sira;Cr ° У для обкодной связи;I JHn - коэффициент переlA,, Ми дачи по А,ст в при суммировании вспомогательных ЭДС/ . -вторичные напряжения;э.Эе, - вторичные токи/ |А,И1А,,,С,|.спомогательная ЭДС, моделируюЭДС Б формируется известным обом ,) vlm|A4l(, (7/ А4./ - модуль параметра Д эквинтного четырехполюсника в стороДС Е4) bi. vi-fii вторичная уставка м по сопротивлению по направлений к эквивалентной ЭДС, энергосистемы Ei , cTA aV-p-Ai ° ° € ч- направлению эквива.лентной ЭДС ёд. ГОЛ, выявляемый устройством, опляется разностью углов мекду могательной ЭДС Е,, и Ё / котос учетом Д6) и (1), а также ,QwJill4o |

ние угла в многомашинной энергосистеме, отказавшись от передачи информации о фазе эквивалентнбй ЭДС с помощью .высокочастотной аппарату.ры передачи и приема.

Если обходная свяаь не одна, а несколько, в устройствовводится количество дополнительных фор чирова телей вспомогательных ЭДС с фазо сдвигающей схемой, равное количеству дополнительных обходных связей, а колй1%эство входов сумматора также дошсйр быть увеличено на число, равяое количеству дополнительных рбэЮдных связей. При разрыве обходiQdx связей в направлении заданных в энергосистеме необходимо отк:лючать от су матора соответствующий формирователь вспомогательной ЭДС, что целесообразно осуществлять автоылщпееки.

Ui

8

Л

IS