Устройство для управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции Советский патент 1984 года по МПК H02J3/46 

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом параллельно работа щих силовых трансформаторов двухтрансформаторньЬс -подстанций с целью поддержагния режима минимальных потерь. Известны устройства, выполненные на ногоконтактнык репе времени, Исдользунщие в качестве программы действия суточные графикинагрузки трансформаторной подстанции ГО« Недостатком этих устройств, снижающим их эффективность, является значительная погрешность и необходимость пе(иодической перестройки программы, вызванная отклонением фактического графика нагрузки от планируемого.. Известно также устройство, реагирующее на токовую нагрузку трансформаторной .подстанции, содержащее блоки измерения токовой нагрузки, связанный с ними элемент выдержки времеяр и исполнительный блок 2. Недостатком данного устройства является источник автоматического управления силовыми трансформаторами по обеспечению минимума потерь актив ной энергии, поскольку потери в силовых трансформаторах зависят как от величины токовой нагрузки, так и от УРОВНЯ на1фжкения. Обе эти ведичи ны явлшотся переменными во времени. В силу .этого автоматическое управленне силовыми трансформаторами по Toicy вызывает определенную погрешность и, так1М образом, увеличение, потерь активной мощности. Яш|болёе близким к предлагаемому является устройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов ЬгТрансформаторной подстанции, соде хящее блок измерения, в качестве KOTCfporo использованы блок преобразований тока и напряжения в сигнал .полной мощности с входами для подключёния соответственно на сумму токов трансформаторов подстанции и . нд напряжение подстай щи, (т - 1) нуль-органов и Логических элементов HEi два блока суммирования, элементы водержки времени и исполнительный блок на выходе, причем выход блбка преобразования подключен к первым входам нуль-органов, к вторым входым которых подключены выходы задатчиков полной мощности, соответствующей режимам минимума потерь, выходы нуль органов непосредственно подключены к входам первого блока суммирования, а через -логические элементы НЕ - к входам второго блока суммирования, в лсоды которых подключены через эле-.. менты выдержки времени к входам исполнительного блока С 3 3. Недостатком известного устройства является сложность блока преобразования, схема которого построена на принципе перемножения значений суммарного тока и напряжения подстанции с В1(а1олнением последующих опе раций по веделеяию сигнала полной мощности. ;Вся схема устройства построена на прин1щпе преобразования поступающих на вход блока напряжений в аналоговый сигнал полной мощности и дaJlЬнeйшее преобразование его в нуль-органах в дискретный сигнал управления. Кроме того, наличие двух элементов выдержки времени усложняет настройку устройства. Наиболее распространена схема двухтрансформаторной подстанции. Поэтому предлагаемое устройство расчитано для ра.боты на такой подстанции. На подстанции с четным числом силовых трансформаторов возможна установка таких устройств для каждой пары параллельно работающих трансформаторов. Устройство для любого числа трансформаторов не может быть рекомендовано из-за неоправданного усложнения схемы блока преобразования. Цель изобретения - упрощение устройства. Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок измерения с входами для подключения на сумму токов трансформаторов подстяищни и на Напряжение подстанции логический элемент НЕ и исполнительный блок на выходе, блок измерения .выполнен в виде счетчика импульсов со счетным входом для подключения выхода счетчика энергии с импульсным датчиком, установленного на постоянно работающем силовом трансформаторе, УС-ЛЮЙСТВО снабжено задатчиком цикла, двумятриггерами и двумя логическими элементами И, блок йзмерешя вьшолнен в виде счетчика импульсов со счетным входом для подключения выхода счетчика энергии с импульсным датчиком, причем выходы счетчика

импульсов подключены к единичным входам триггеров, а выходы первого

триггера непосредственно и второго через логический элемент НЕ подключены к первым входам логических эле- 5 ментов Иу выходы, которых подключены к входам исполнительного блока, при этом нулевые входы.счетчика импульсов и триггеров, а также вторыевходы логических элементов И подклю- О чены к выходам задатчика цикла.

На фиг. 1 представлена блок-схема ycTpoftcTBai на фиг. 2 - зависимости потерь активной мощности (4Р) в . трансформаторах от суммарной полной 5 мощности (Sz) при включенном одно (IT) и двух (2Т) трансформаторах; на фиг. 3 - суточный график суммарной полной мощности, 36 - суточный график работы силовых трансформато- 20 ров; на фиг. 4 - временные диаграммы вькодных сигналов функциональных блоков устройства,

25

Счетчик энергии 1 преобразует входные величины тока нагрузки постоянно включенного трансформатора (например, 1Т) и напряжения подстанции с помощью импульсного датчика в последовательность импульсов. Такие счетчики устанавливаются для ;ДЙстанционогр учета потребляемой

Электроэнергии. Крличесво импульсов, вьфабатываемых датчиком за определенное время, пропорционально наг- 35 рузке трансформатора. Блок 2 представляет собой счетчик импульсо з со счетным и нулевым входами и двумя выходами. На первом выходе появляется импульс при достижении количест- 0 ва входных импульсов.величины, соответствующей мощности 5, т.е. мощ- ности, сбответствуннцей режиму минимума потерь. На втором выходе счётчика 2 появляется импульс при 5 достижении количества входных импуль: сов величины, соответствующей мощности , т.е. мощности, приходящей ..... ..-..

ся на один трансформатор при нцх двух трансформаторах при-нагрузке подстанции, соответствукице режиму минимума потерь. Для укаэ анной

мощности тpaнQфopмaторов 1 «5

кВА. Таким образом, при достижении нагрузки трансформатора t ве- личины 332 кВА счетчик 2 вьфабатыва

ет импульс на втором выходе, а при нагрузке 665 кВА - на первом. .

Триггеры 3 и 4 предназначены для фиксации выходных импульсов, выработанных счетчиков 2. Они имеют единичный и нулевой входы.Импульсда с выходов счетчика 2 поступают на единичные входы триггеров, и на вькоде триггера формируется выходной канал. Логический элемент НЕ 5 осуществляет операцию логического отрицания путем генерирования на выходе сигнала, равного единице, при нулевом потенциале: на входе и наоборот. Логические элементы И 6 .и 7 генерируют на выходе сигнал, равный единице, при наличии на обоих входах единичны потенциалов, и сигнал, равный нулю, во всех других случаях. Исполнительный блок 8 предназначен для преобразования входных управлянщих сигналов в команды Включить и Отключить, по ос5пцествляется соответственно включение и отклроче- ние трансформатора 2т под нагрузку. Задатчик цикла 9 предназначен для формирования Ш4пульсов, управляющих работой устройства, и имеет два выхода. На. одном из Httx в конце каждого цикла заранее установленной продолжительности вырабатьшается импульс для приведения устройства в исходное состояние. На втором выходе вьтрабатывается импульс управления логическими элементами И 6 и 7, опережающий импульс на первом выходе. Время опережения определяется временем надежного срабатывания цепи: логический элемент И6 (или 7), исполнительный блок 8, выключатели на трансформаторе 2Т. Продолжительность цикла определяется исходя из условий ;. минимума операций включения-отключег ния при изменении нагрузки вблизи . точки минимума потерь, а также требуемой точности работы устройства.

На фиг. 2 абсцисса точки си предсг тавляет собой значение суммарной полной мощности SQI которое соответствует режиму минимума потерь. Для трансформаторной подстанции с двумя трансформаторами ТМН-1000/6,/0, 5о( « 665 кВА. Йри , работает один трансформатор, при 5 два трансформатора.

На фиг. 3 показан суточный гра-г фик суммарной полной мощности 5, линия режима минимума потерь S« и моменты времени t - t , соответвт вующие пересечениям линий 5 т.е. момента переключений} на фиг.З суточный график работы силовых транс форматоров, управляемых предлагаемым устройством .(Т 0 - продолжительность цикла работы устройства). На фиг. 4 представлены временные диаграммы выходных сигналов функциональных блоков, соответствующие работе устройства в течение двух циклов в области момента включения второго трансформатора ( t или t ) и в области момента отключения втора го трансформатора ( t или i), Ицдекс выходного сигнала соот етствует номеру функционального блока (Тд - продолжительность цикла работы устройства). Устройство работает следующим образом. На двухтрансформаторной подстанции трансформатор IT постоянно находится а работе, а трансформатор 2Т подключен к выходу-устройства. На фиг. 2 показан график изменения нагрузки подстанции. Моменты времени t, и tj соответствуют моментам включения: трансформатора 2Т, а t и i - его отключения. Счетчик энергии t подключен к трансформатору IT, и его датчик формфует импульсы со Скоростью, пропорциональной нагрузке :этого трансформатора. Задатчик цикла 9 управляет работой устройства. На фиг. 4 представо ены временные диаграммы выходных сигналов функциональных блоков в области моментов ti и tj . В исходном состоянии включен . трайсформатор IT, а трансформатор 2Т отключен. С началом цикла счетчи импульсов 2 производит счет импульсов от счетчика энергии 1. Так как нагрузка трансформатора IT меньше величины S0 , то сигнал формируется только на второмвыходе-счетчика 2. Поступив на единичный вход триггера ..4, он приводит его в единичное состояние. Элемент НЕ 5 преобразует этот сигнал в логический ноль, кото рый подается на вход элемента И 7. В этом случае на выходе элемента 7 такж сигнал отсутствует. Аналогично и в цепи триггер 3 и элемент 6 сигнал отсутствует. Следовательно, на выхо де исполнительного блока 8 не форми руются сигналы управления трансформатором 2Т. В конце цикла на первом выходе задатчика 9 появляется сигнал, который подается на входы элементов б и 7, -Но так как на первых входах этих элементов сигнал отсутствует, то и состояние схемы не изменяется. Затем .на втором выходе задатчика 9. появляется сигнал, который подается на нулевые входы .счетчика 2 и триггеров 3 и 4. В результате счетчик 2 и триггеры 3 и 4 приводятся -в исходное (нулевое) состояние. В следзгюцем цикле нагрузка трансформатора IT превышает величину S. В зтрм случае сначала появляется сигнал на одном выходе счетчика 2, а затем на втором. Триггеры 3 и 4 приводятся в единичное состояние. В конце цикла на входы элементов 6 и 7 пост5Т1ают сигналы от задатчика 9. Так как на первом входе элемёнта 7 сигнал отсутствует, то элемент своего состояния не меняет; Элемент 6, напротив, формирует сигнал управления, так как к приходу импульса от задатчика 9 на его первый вход был подан сигнал от триггера 3. Этот сигнал поступает на вход ис.полнительного блока 8, который вырабатывает сигнал на включение трансформатора 2Т. После включения трансформатора 2Т нагрузка трансформатора IT снижается и в последующие циклы рдботы устройства на выходе исполнительного блока 8 не формируются сигналы управления. При снижении нагрузки подстанции на вёличииу меньше S нагрузка трансформатора IT становится меньше , Поэтому за время цикла на выходах счетчика 2 сигналы не формируются. На выходе элемента НЕ 5 появляется сигнал, который поступает на вход элемента И 7. В конце цикла на элемент 7 подается, сигнал от задатчика 9 и на -выходе элемента 7 формируется сигнал, который исполнительным блоком В преобразуется в команду Отключить 2Т.. Предлагаемое устройство автоматического управления позволяет использовать в качестве датчика нагрузки серийно выпускаекше счетчики энергии с импульсными датчиками. Выполнение блока йзмереиия в вцде счётчика импудьсов значительно упрощает по сравнению с известным устройством

711270428

схему блока. Кроме того, настрой1Ба и их у1П(1 ощения. Упрощение схем входя устройства требует меньше времени щих элементов повьппает надёжность из-за сокращещя количества операций работы устройства.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧИСЛОМ Ш АЛЛЕЛЬИО РАБОТДНПЩ ОШОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДВУХТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОЛСТАНЦИИ, содержащее блок измерения с входами для подключения на сумму токов трансформаторов подстанции и на напряжение подстантщи, логический элемент НЕ и йсполнительныйблок на выходе, отличающ е. е с я тем, что, с целью упрощения, оно снабжено задатчикон цикла, двумя триггерами и двумя логическим элементами И блок измерения выполнен в виде счетчика импульсов со счетным входом для подключения выхода счётчика энергии с импульсным датчиком, причем выходы счетчика импульсов подключены к единичным входам триггеров, а выходы первого триггера непосредственно и второго через логический элемент НЕ подключены к первым входам логических элементов И, выходы которых подключены к входам исполнительного блока, при этом нулевые входы счетчика инпуль- сов и триггеров и вторые входы лопгческих элементов. И подключены к выход 1м задатчика цикла.

АР

/г/г

25

/5 W SOO SOU 700 т Фие2 г поо tfia

r

ft$a

1200

900 600 300

ZT

If

I I

ri,

fd

Г4 IT

t/асы

2T

.5