Устройство для фиксации перегрузки электропередач при небалансах мощности Советский патент 1983 года по МПК H02J3/24 

2, Устройство по п. 1, о т л и ч а ющ е е с я тем, что блок фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов содержит элементы задержки по числу входов, реагирующие органы по два на каждый вход, элементы И, из которых выполнен с числом входов по числу связей узла, по два на каждагй узел, элементы- Запрет, Память и вьшержки времени по числу элементов И при этом входы реагирующих органов соединены с выходами блока и мереная разности фаз непосредственно и ч(ёрёз элемент задержки, выход каждого первого реагирующего органа из пары, соответствующей входу и лтому входу связи, соединен с входом первого элемента И из пары, соответствующей первому узлу из двух, соединяемых связью и с входом второго элемента И из пары, соответствующей второму узлу

из двух, соединяемых связью, а выход каждого второго реагирующего органа из пары соответствующей связи соединен с входом второго элемента И из пары, соответствующей первому узлу из двух, соединяемых связью, и с входом перво- го элемента И из пары, соответствук щей второму узлу из двух узлов, соединяемых связью, выходы каждого элемента И соединены с информационным входом элемента Запрет, выход каждого из которых соединен с информационным входом элемента Память, выход каждого элемента Память соединен через элемент вьщержки времени с своим управляющим входом и с управляющими входами всех элементов Запрет, кроме элемента, присоединенного к входу этого элемента Память, причем выходы эле- ментов памяти являются выходамир блока.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ПЕРЕГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ПРИ НЕБАЛАНСАХ МОЩНОСТИ, связываюших узлы энергосистемы, включающие в себя генедаторы и нагрузку, содержащее блок измерения разности фаз напряжений узлов и блоков реагирующих органов на его выходе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности противоав рийного управления, устройство снабжено блоком фиксации меота возникновения аварийных избытков и Ьтаитов мощности с количеством вхо.дов по числу связей между узлами и количеством выходов, вдвое большим ко личества узлов в энергосистеме, логическими элементами Запрет по числу выходов блока фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов MOI ности, выполненными с числом информационных входов, равным числу выходов бпока реагирующих органов, и одним управляющим входом, логическими элементами НЕ по числу, элементов Запрет, а блок измерения разности фаз напряжедий вьшолнен с числом входов по узлов в энергосистеме и выходов )по чиспх связей между узлами, при этом выходы блока измерения разности фаз соединены ё входами блока фиксации места возникновения аварийньпс избыт ков или дефицитов м ханости, выходы блока реагирующих q raHOB соединены с инфсфмационными входами всех элемевтов Запрет, а каждыйвыход блока- фиксации места возникнов шя аварийных СП избытков или дефицитов мощности.соеди а: нен через дополн льно введенный эле со ел ел мент НЕ с управляюышм входом одного элемэнта Запрет.

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем.

Известны устройства фиксации перегрузки, содержащие измерительную часть и реагирующие органы.

Известно устройство для фиксации динамической перегрузки электропередачи, содержащее измерительную часть в виде нескольких датчиков мощности и несколь ко реагирующих органов, включенных на их выходе LI ,

Известно также устройство фиксации динамической перегрузки электропередачи, содержащее измерительный блок в виде даггчйка разности фаз и реагирующие органы, включенные на его выходеГ2

Наиболее близким к изобретению явля ется устройство для фиксации перегруэ-, ки электропередач при небалансах мощности, связывающих узлы энергосистемы, включающие генераторы и нагруэ-. ку, содержащее блоки измерения разности фаз напряжений узлов и блок;-/ реагирующих органов на его выхоае 3j.

Однако известные устройства не определяют место возникновения н апаиса, вызывавшего перегрузку, и его вид дефицит в приемной энергосистеме или избыток в передающей.

В сложных энергосистемах возможно одновременное и последовательное срабатывание устройств фиксации перегрузки, установленных на различных электропередачах, образующих связи между узлами. Возможно также срабатывание устройств фиксации перегрузки в результате выполнения отключения генераторов или отключения нагрузки не в том узле, в котором воаник небаланс.

Цель изобретения - повышение селективности устройства путем получения сигнала о перегрузке электроперед чи, содержащего информацию о месте возникновения небаланса и его вида, т.е. возник аварийный дефицит или избыток мощности.

Цель достигается тем, что устройство для фиксации перегрузки электропередач при небалансах мощности, связьюающих узлы энергос:истемы, включающие в себя генераторы и нагрузку, содержащее блок измерения р 13ности фаз напряжений двух узлов и блок реагирующих органов на его выходе, дополнительно содержит блок фиксации возникновения аварийных избытков и дефицитов мощности с количеством входов по числу связей между узлами и количеством выходов, вдвое большим количества узлов в энергосистеме, логические элементы Запрет по. числу выходов блока фиксации места во& никновения аварийных избытков и дефицитов мощности, вьшолненные с числом информационных входов, равным чио лу выходов блока реагирующих органов, и один управляющий вход, логические элементы НЕ по-числу элементов Запрет , а блок измерения разности фаз напряжений вьшолнен с числом вхрдов по числу узлов в энергосистеме и выхо. дов по числу связей между узлами, при этом выходы илока измерения разности фаз соединены с входами блока фиксации места возникновения авариййого избытка или дефицита мощности, выходы блока реагирующих органов соединены с информационными входами всех элементов Запрет, а каждый выход блока фиксации места возникновения авари ных избытков или дефицитов мощности соединен через дополнительно. . введенный элемент НЕ с управляющим входом одного элемента Запрет. Блок фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов содержит элементы задержки по числу входов, реагирующие органы по два на каж дый вход, элементы И, каждый из которых выполнен с числом входов по числу связей узла, по два на каждый узел, элементы Запрет, Память и вьщержки времени по числу элементов И, при этом входы реагирующих органов соединены с выходами блока измерения разно ти фаз непосредственно и через элемент задержки, выход каждого первого ре гирующего органа из пары, соответствую щей входу и этому входу связи, соедине с входом первого элемента И из пары, соответств5 ощей первому узлу из двух, соединяемых связью и с входом второго элемента И из пары, соответству1ощей второму узлу из двух, соединяемых связью, а выход каждого второго реаги рующего органа из пары соответствующей связи соединен с входом второго элемента И из пары, соответствующей п вому узлу из двух, соединяемых связью и входом первого элемента И из пары, соответствующей второму узлу из двух узлов, соединяемых связью, выходы каждого элемента И соединены с информ ционным входом элемента Запрет, выход каждого из которых соединен с ин. фсрмационным входом элемента Память ыход каждого элемента Память, оецинен через элемент вьщержки врёмени с своим управляющим входом и с правпяющими входами всех эпементов Запрет, кроме элемента, присоединенного к входу этого элемента Память, причем выходы элементов памяти являЮ ся выходами блока. На фиг. 1 показана cxei.fa энергоистемы; на фиг. 2 и 3 - блок- ;хема рецлагаемого устройства. Схема электросистемы состоит из узлов 1-3, соединенных связями. Устройство фиксации перегрузки . электропередачи вьшолнено в виде бло ка 4 измерения разности фаз напряжений и блока 5 реагирующих органов на его выходе, блока 6 фиксации места во&никновения аварийных избытков и дефицитов мощности с количеством входов по числу связей между узлами и кол№чеством выходов, вдвое большим количества узлов в энергосистеме, логических элементов Запрет 7 по числу выходов блока фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов .мощности, имеющих информационные входы по числу выходов блока реагирующих органов и один .управляющий вход, логических элементов НЕ 8 по числу элементов Запрет 7, При этом блок 4 измерения разности фаз напряжений имеет выходы по числу узлов в энергосистеме и выходы по числу связей между узлами, выходы блока 4 измерения разности фаз соединены с входами блока 5 реагирующих органов и входами блока 6 фиксации меота возникновения аварийного избытка или дефицита мощности, выхода блока 5 реагирующих органов соединены с инфо{. мационными входами всех логических элементов Запрет 7, а .каждый выход блока 6 фиксации места возникновения аварийных избытков или дефицитов моп ности соединен через элемент НЕ с управляющим входом одного элемента Запрет 7. Блок фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов содержит элементы 9 задержки по числу входов, регистрирующие органы 1О-15 по два на каждый вход, элементы И 16-21, каждый из которых вьшолнен с числом входов по числу связей узла, по два на каждый узел элементы Запрет 22, . Память 23 и вьщержки времени 24 по числу элементов И, при этом входы реагирующих органов 1О-15 соединены f выходами блока 4 измерения разности фаз I непосредственно и через элемент 9 задер ки, выход каждого первого реагирующего органа из пары, соответствук адей входу и этому входу вязи, соедине с входом первого элемента И 16-21 из пары, соответствующей первому узлу из двух, соединяемых связью и t рходом второго элемента И 16-21 из пары соответствующей второму узлу из двух, соединяемых связью, а выход каждого второго реагирующего органа 10-15 из пары соответствующей связи соединен с входом второго элемента И 16-21 из Шры, соответствующей -первому узлу г из двух, соедйняемъгх связью.и с входом первого элемента И 16-21 из пары, соответствующей второму узлу из двух , соединяемых связью, выходы каждого элемента И 16-21 соединены с, информационным входом элемента Запрет 22J выход каждого из которых соединен с информационным входом элемента Память 23, выход каждого элемента Память 23 соединен через элемент 24 вьщержки времени со своим управляющим входом и с управл5зющими входами всех элементов Запрет 22, кроме элемента, присоединенного к входу этого элемента Память 23, причем вы ходы элементов памяти 23 являются вадхо- дамй блока.. .: . Управление срабатывания каждой пары реагирующих органов, входящих в состав блока фиксации места возникновения небаланса, имеют ввд для СВЕКЗИ 1-2 .y И i-Sl2 Sc.y.2-, где 5,2 - значение угла по связи в ре зкиме. до возникновения воэмущения; - текущее значение угла; 8 ц- порог срабатывания реагирую щего органа при /SV8«Oi. .2 порог срабатывания реагирую щего органа jipH ;.,. ii-s« o. Уравнение срабатывания реагирующих органов, включевдых на выход блока иэ.. мерения разности фаз и фиксирующих «выход режима за границу области статим ческой устойчивости, имеют вид C,j. 8..4k,8,,8 2 23 с.у.а .у. где и , 8 , Б„- - текущие значения углов электропередач между узлами 1 и 2, 1 и 3, 2 и 3; .Ц коэффициенты; 5c.(,tj,,(i3 п вметры срабатывания реагирующих органов. Принципиальная возможность вьшолне ния устройства, фиксирующего место возникновения устройства, фиксирующего место возникновения аварийного небаланса, обусловлена тем, что в первый момент времени пос:ле возникновения небаланса начинает изменяться частота лишь того узла, где возник небаланс. При этом частота других узлов неизменна. Она начнет меняться лишь после изменения углов по связям с узлом, в котором воз.ник небапанс, причем отклонение угла от- чноситепьно узла,-в котором возник небаланс .;по всем этим связям будет иметь Одий знак: положительный, если возникает аварийный изб ыток мощности, и отрицательный, если возникает аварийный дефицит мощности в узле. Для всех других узлов в первый момент углы по связям, соединяющим узлы, в которых же возник небаланс, меняться не будут. Таким образом, одновременное и одного знака изменение . углов по всем связям узла может сдужить признаком возникновения в нем аварийного небаланса мощности. Устройство работает следующим образом. При возникновении аварийного дефицита мощности, напри лер в узле 1, эквивалентный генератор узла начинает тормозиться и узлыпо связям 1-2 и 1-3 начинают одновременно увеличиваться, начинают увеличиваться сигналы на первом и третьем выходах блока И разности (|)аз 4, что приводит к сраба тывавию реципирующих сфганов 1О и 15. Появление сигнала на обоих входах элемента И 16 вызывает по5шление сш нала на его выходе, который через эл&мент Запрет 22, так как на его запрещающем входе сигнала нет, проходит на вход элемента Память 23, запоминаете-. ся и поступает на элемент НЕ, который снимает сигнал с .ухфавляю щего входа элемента Запрет, если при этом су шествует перегрузка электропередачи, т.е. реагирующий орган 5 сработал, то устройство вьщает сигнал.Перегруэ- ка элекоропередачи вследствие дефицита в узле JL.

Сигналы на выходах элементов И 1721 не появляются, так как на входах ни одного из них нет пары сигналов.

Для предотвращения неправильной работы устройства при последующих качаниях элемент памяти, сработавший пер вым блокирует все остальные, подавая сигнал на оапрешаюший вход элементов запрета, включенных последовательно с ними. Элементы 24 времени через время снимают память.

При возникновении аварийного избытка мощности в узле 1 эквивалентный генератор узла начинает ускоряться и разности фаз lio связям 1-2 и 2-3 начинают одновременно уменьшаться, начинают уменьшаться сигналы на пер.вом и третьем выходах Ьблока 4 раонести фаз, что приводит к срабатыванию реагирующих органов 11 и 14. Появление сигнала на обоих входах элемента И 17 вызывает появление си1 нала на его выходе, который через элемент Запрет 22, так как на его заси решающем входе сигнала нет, проходит , на вход элемента Память 23, запоминается и поступает на элемент НЕ, который снимает сигнал с управляющего входа элемента Запрет, если при этом существует перегрузка электропередачи

1-2, т.е. реагирующий орган 5 сработал, то устройство выдает сигнал: Перегрузка электропередачи вследствие избытка в узле 1.

Сигналы на выходах элементов И 16, 18-21 не появляются, так как на входах ни одного из них нет пары сигналов.

Одновременно элемент Памэть 23, аапомянаюший сигнал элемента И 17, блокирует остальные элементы памяти путем подачв сигнала на запрещающие входы элементов запрета, включеннных последовательно с ними.

Аналогично работает устройство при возникновении небаланса в узлах 2 и 3.

Технико-эконсжическая целесообразность устройства обусловлена возможностью экономии отключаемой нагрузки и откл10чаемых генераторов с целью сохранения устойчивости при аварийной Перегрузке электропередачи за счет выполнения отключения нагрузки лишь в том узле. где возник аварийный дефицит, и отключение генераторов лшиь в том узле, где возник аварийный избььток мощности, и предотвращение излишнего отключения генераторов и нагрузки , в промежуточных энергосистемах.