Устройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов @ -трансформаторной подстанции Советский патент 1984 года по МПК H02J3/46 

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом работающих силовых трансформаторов многотрансформаторных подстанций с целью поддержания режима минимальных потерь.

Известны устройства аналогичного назначения, выполненные на многоконтактных реле времени, использующие в качестве программы действия суточные графики нагрузки трансформаторной подстанции 1.

Недостатком этих устройств являются значительная погрешность и необходимость периодической перестройки программы, вызванная отклонением графика нагрузки от планируемого, что снижает их эффективность.

Известно -устройство, содержащее блоки измерения токовой нагрузки, связанный с ними элемент выдержки времени и исполнительный блок 2.

Недостатком этого устройства является неточность автоматического управления силовыми трансформаторами по обеспечению минимума потерь активной энергии вследствие того, что эти потери зависят не только от токовой нагрузки, но и от уровня напряжения трансформаторной подстанции.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов ш-трансформаторной подстанции, содержащее блок измерения, в качестве которого использован блок преобразования тока и напряжения в сигнал суммарной полной мощности с входами для подключения соответственно на сумму токов трансформаторов подстанции и на напряжение подстанции, -т-1 нуль-органов и логических элементов НЕ, два блока суммирования и исполнительный блок, причем выход блока преобразования подключен к первым входам нуль-органов, к вторым входам которых подключены входы задатчиков полной мощности, соответствующей режимам минимума активных потерь, выходы нуль-органов непосредственно подключены к входам первого блока суммирования, а через логические элементы НЕ - к входам второго блока суммирования, выходы которых подключены через элементы выдержки времени к входам исполнительного блока 3.

Недостатком известного устройства является неточность автоматического управления силовыми трансформаторами по обеспечению минимума активных потерь.при больших скоростях изменения нагрузки трансформаторной подстанции, обусловленная тем, что выдержка времени на включение и отключение трансформаторов выбирается исходя из условия обеспечения минимума числа переключений при изменении нагрузки вблизи значений суммарной полной мощности, которые соответствуют режимам минимума активных потерь. Поэтому при большой скорости увеличения (уменьшения) нагрузки в пределах действия элементов

выдержки времени возможна работа силовых трансформаторов в зоне с повышенными потерями, так как величина выдержки времен . на включение или отключение фиксирована и не зависит от скорости изменения нагрузки.

Кроме того, известные устройства содержат элементы выдержки времени, которые имеют недостаточную надежность вследствие своей сложности.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем повышения точности работы устройства и повышение надежности путем исключения элементов выдержки времени.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок преобразования тока и напряжения в сигнал суммарной полной мощности, m-1 нуль-органов, первые входы которых подключены к выходу блока преобразования, вторые входы подключены к выходам задатчиков полной мощности, выходы непосредственно подключены к входам первого блока суммирования, ш-1 логических элементов НЕ, выходы которых непосредственно подключены к входам второго блока суммирования, и исполнительный блок, введены дополнительные нуль-органы,

первые входы которых подключены к выходу блока преобразования, вторые входы которых подключены к выходам задатчиков полной мощности, а выходы подключены к логическим элементам НЕ, при этом выходы блоков суммирования непосредственно подключены к выходам исполнительного блока. На фиг. 1 изображены зависимости потерь активной мощности (ЛР) в трансформаторах от суммарной полной мощности (Sg) при включенном одном (IT), двух (2Т),

трех (ЗТ) и четырех (4Т) трансформаторах; на фиг. 2 (а и Ь) - суточные графики суммарной полной мощности и работы силовых трансформаторов соответственно; на фиг. 3 - схема устройства; на фиг. 4 - временные диаграммы входных сигналов

функциональных блоков устройства.

На фиг. 1 абсциссы точек а, б, в представляют собой значения суммарной полной мощности SQ, Sff, Sg, которые соответствуют режи.мам минимума активных потерь. Абсциссы точек 1-6 - значениям суммарной полной мощности, при которой происходит включение (точки 2, 4 и 6) или отключение (1, 3 и 5) силовых трансформаторов. Эти значения используются в качестве опорных сигналов в нуль-органах.

На фиг. 2 а показан суточный график суммарной полной мощности (S) линии режимов минимума активных потерь (S, S, S), линии опорных значений суммарной полной мощности (Si - Sg) и интервалы времени соответствующие точкам пересечения линий опорных сигналов полной мощности с кривой Si; на фиг. 26 - суточный график работы силовых трансформаторов, управляемых предлагаемым устройством. На фиг. 3 представлена принципиальная схема трансформаторной подстанции с указанием вторичных цепей трансформаторов тока и трансформатора напряжения, а также функциональная схема устройства, которая включает блок 1 преобразования тока и напряжения в сигнал суммарной полной мощности, нуль-органы 2-7 логические элементы НЕ 8, 9 и 10, блоки суммирования 11 и 12 и исполнительный блок, 13. На фиг. 4 представлены временные диаграммы вь1ходных сигналов функциональных блоков, соответствующие работе устройства при суточном графике нагрузки, представленном на фиг. 2 а. Индекс выходного сигнала соответствует номеру функционального блока Ate - задержки на включение и отключение соответственно). Блок 1 осущест1вляет преобразование входных сигналов тока и напряжения подстанции в сигнал суммарной полной мощности-kSj. Принципиальная схема блока 1 может быть построена на принципе перемножения действующих (средних) или мгновенных значений тока и напряжения с. выполнением последующих операций по выделению сигнала полной мощности. Нуль-сфганы 2-7 выполняют операцию сравнения опорных сигналов Si-Sg и текущих значений kS полной мощности. Нульорганы настраивают в режимах, удовлетворяющих следующим неравенствам.: хг 1 ., Нуль-орган2 jii) Ua 0 при ,, хз 1 при 5« .,5гЧ555 5, Нуль-орган 3|.С2) U о при ,K х, 1при Нуль-орган 40) х 0 при , xs 1 при $6 5551 К$5 3.St Нуль-орган 5{) Xg 1 при Нуль-орган 6 .(5) k 0 при ( Xv - 1 при , Нуль-орган 7Сб) Х7 - о п ри Логические элементы НЕ 8, 9 и 10 осуществляют операцию логического отрицания путем генерирования на выходе сигнала. 11 1 равного единице, при нулевом потенциале на входе и наоборот. Блоки суммирования 11 и 12 осуществляют сложение входных сигналов. Исполнительный блок 13 предназначен для преобразования входных управляющих сигналов с команды «Включить и «Отключить. Предлагаемое устройство работает следующим образом. На 4-трансформаторной подстанции к выходу устройства подключены три трансформатора. Допустим, что в исходном положении (t 0) включены все четыре трансформатора. При подаче на входы блока 1 сигналов суммарного тока и напряжения подстанции на выходе этого блока генерируется сигнал kSj, соответствующий текущему значению полной мощности. Этот сигнал поступает на первые входы нуль-органов 2-7, которые осуществляют его сравнение с опорными сигналами S и соответствии с неравенствами (1) - (6). В момент времени t 0, а также в интервалах to-i и t, -tu выходной сигнал блока 1 меньще опорных сигналов, т. е. Sj , kSs (фиг. 2), поэтому выходные сигналь блоков 2-7 равны нулю, т. е. Xj Xj х Xj Xg . Выходные сигналы блоков 8, 9 и 10 соответственно равны единице, т. е. Xg х,х,(, 1. Эти сигналы поступают на входы блоков 11 и 12, которые осуществляют их сложение. На выходе блока 11 получается сигнал, равный нулю (х„ 0), а на выходе блока 12 - Хц + д + ю оуг соответствующий отключению трех трансформаторов (фиг. 4). Блок 13 вырабатывает управляющее воздействие на отключение трех трансформаторов (Yewi 0; YOTK xosr)В интервалах времени , , выходные сигналы блоков равны соответственно х Xff Ху О, Хд 1; х„ Х2+Х4 + ,+х,5 Хогт- Блок 13 вырабатывает управляющее воздействие на отключение двух трансформаторов, но так как нет сигнала на включение второго трансформатора, то состояние трансформаторов не меняется по сравнению с предьщущим. В момент времени t2(t,,) появляется сигнал на включение одного трансформатора, и с этого момента в работе находятся два трансформатора и два трансформатора отключены. Дальнейщая работа устройства иллюстрируется временной диаграммой (фиг. 4) и графиком работы трансформаторов (фиг. 26). Как видно из фиг. 26 и 4, задержка на включение и отключение трансформаторов определяется не только выбором значений опорных сигналов St-Se, но и скоростью изменения текущих значений суммарной и полной мощности.

ia

tg

ts

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ЧИСЛОМ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ т-ТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ, содержащее блок преобразования тока и напряжения в сигнал суммарной полной мощности с входами для подключения соответственно на сумму токов трансформаторов подстанции и на напряжение подстанции, первые m-1 нуль-органов, первые входы которых подключены к выходу блока преобразования, вторые входы подключены к первым выходам задатчиков полной мощности, а выходы нульорганов непосредственно подключены к входам первого блока суммирования, второй блок суммирования, m-1 логических элементов НЕ, выходы которых подключены к входам второго блока суммирования, и исполнительный блок, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей и повышения надежности, устройство снабжено дополнительными нульорганами, первые входы которых подключе§ ны к выходу блока преобразования, вторые входы которых подключены ко вторым выхо(Л дам задатчиков полной мощности, а выходы с нуль-органов подключены к логическим элементам НЕ, при этом выходы блоков суммирования непосредственно подключены к входам исполнительного блока. со to