Автоматический регулятор статического компенсатора реактивной мощности Советский патент 1985 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к эле15Троэнергетике и может быть использовано для управления статическим компенсатором.

Известен автоматический регулятор используемый для управления сгатическим компенсатором реактивной мощност содержавщй измерительный преобразователь напряжения, элемент уставки напряжения, дифференциатор и сумматор DJ.

Недостатком устройства является возможность появления навыходе регулятора, в основном по каналу производной напряжения, после отключения короткого замыкания сигнала на перевод статического компенсатора в режим потребления реактивной мощности, ведущего к понижению напряжения и, следовательно, к снижению динамической устойчивости энергосистемы. Кроме того, в регуляторе отсутствуют цепи для немедленного перевода статического компенсатора в режим полного потребления реактивной мощности при повышениях напряжения до определенного уровня.

, ..

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению является автоматический регулятор статического компенсатора реактивной мощности, содержащий датчик отклонения напряжения, вход которого через Трансформатор напряжения предназначен для подключения к тому же узлу энергосистемы, что и статический компенсатор, первый выход датчика отклонения напряжения подюгвочен к первому входу сумматора, а второй - через дифференциатор к второму входу сумматора, третий вход которого через 1блок частоты подключен к вторичной чэбмотке трансформатора напряжения, . а выход через выходной усилитель соединен с управляющим входом статического компенсатора (23.

Недостатком известного устройства также является снижение надежности работы энер1госистемы вследствие возможности появления сигнала на перевод статического компенсатора после отключения короткого замыкаиия в режим потребления реактивной мощности, ведущего к снижению динамической устойчивости энергосистемы, б регуляторе, кроме того, отсутствуют це- пи для немедленного перевода статического кЬмпенсатора в режим полного

потребления реактивной мощности при повышениях напряжения до определенного уровня.

Цель изобретения - повьпиение надежности энергосистемы в работе.

Поставленная цель достигается тем что в автоматический регулятор статического компенсатора реактивной мощности, содержащий датчик отклонения напряжения, вход которого через трансформатор напряжения предназначен для подключения к тому же узлу энергосистемы, что и статический компенсатор, первый выход датчика отклонения напряжения подключен к первому Входу сумматора, а второй - через дифференциатор к второму входу сумматора, третий вход которого через блок частоты подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход ;через выходной усилитель соединен с управляющим входом статического компенсатора, дополнительно введены логические элементы И и НЕ и две цепи, каждая из которьпс содерясит компаратор, элемент уставки, элемент эадержки и логический элемент ИЛИ, при этом в каждой цепи выход элемента уставки подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому и через элемент задержки к второму входам логического элемента ИЛИ, причем вторые входы компараторов первой и второй цепи по;дключены Соответственно к второму выходу датчика отклонения напряжения и к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход логического элемента ИЛИ первой цепи подключен к первому входу логического элемента И выход которого соединен с первым дополнительным входом сумматора, а k второму входу логического элемента И через логический элемент НЕ присоединен выход логического элемента ИЛИ второй.цепи, одновременно соединенный с вторым дополнительньм входом сумматора.

На фиг. 1 представлена блок-схема автоматического регулятора статического компенсатора реактивной мощности на фиг.2 - функциональная схема датчика отклонения рапряжения.

Автоматический регулятор 1 (фиг. содержит датчик 2 отклонения напряжения, вход .которого через трансформатор 3 напряжения подключен к узлу энергосистемы. Первый выход датчика 2 отклонения напряжения подключен к первому, а второй - через дифференци тор 4 к второму входам сумматора 5,. третий вход которого через блок 6 частоты подключен к вторичной обмотке трансформатора 3 напряжения. Сумматор 5 через выходной усилитель 7 связан с управляющим входом статического компенсатора 8 pieaктивнoй мощности, также подключенного к узлу энергосистемы., В качестве выходного ,усилителя 7 может быть применен, например, преобразователь напряжения в фазу угла управления тиристорными ключами статического компенсатора8. В каждой из двух, показанных на фиг.1, цепей выход элемента 9 уставк первой цепи либо 10 второй цепи подюгпочен к первому входу- компаратора 11 первой цепи, либо 12 второй депи, выход которого подключен к первому и через элемент 13 задержки первой цепи либо 14 второй цепи, к второму входам логического элемента ИЛИ )5 первойцепи либо 16 второй цепи. Вто рыв входы компараторов 11 первой цеп либо 12 второй цепи подключены соответственно к второму выходу датчика 2 отклонения напряжения и к вторичйой обмотке трансформатора 3 напряже ния. Выходлогического элемента ШШ 15 подключен к первому входу логического элемента И 17, выход которого соединен с первым дополнительным входом сумматора 5, а второ вход логического элемента И 17 через . логический элемент НЕ 18 соединен с выходом логического элемента ЩИ 16, соединенным также с вторьм дополнительным входом сумматора 5. Функциональная схема (фиг.2) датчика 2 отклонения напряжения содержи измерительный преобразователь 19 на. пряжения, вход которого является входом датчика 2 отклонения напряжения, а выход, так же как и выход уставки 20 напряжения, соединен с элементом 21 вычитания, к выходу которого подключен формирова, тель 22 передаточной функции по отклонению напряжения (W) , выход которого является первым выходом датчика отклонения напряжения, в то время как элемент 21 вычитания образует второй его выход. Автоматический регулятор статичес кого компенсатора реактивной мощности работает следующим образом. При понижении напряжения узла вследствие, например, KopoTi oro замыкания в энергосистеме, напряжение на выходах датчика 2 отклонения напряжения изменяется в сторону, соответствующую переходу статического компенсатора 8 в режим вьщачи, либо в сторону минимального потребления реактивной мощности в зависимости от структуры силовой части компенсатора 8. Изменение напряжения на первом выходе по отЬошению к второму происходит с учетом действия передаточной функции формирователя 22, имеющего, как правило, определенную инерционность, выбранную по условиям статической устойчивости как энергосистемы в целом, так и самого статического компенсатора 8. Сигнал на выходе дифференциатора 4 действует, как правило, в ту же сторону, что и сигнал на первом выходе датчика 2 отклонения напряжения, поэтому при восстановлении напряжения после отключения короткого замыкания воздействие датчика 2 отклонения напряжения и дифференциатора 4 направлено в сторон потребления реактивной мощности и понижения напряжения узла, т.е. к снижению динамической устойчивости энергосистемы. При отклонении напряжения от уставки, задаваемой элементом в сторону понижения, достаточном для переключения компаратора 11 в соответствии с уставкой, задаваемой элементом 9, на первый дополнительный вход сумматора 5 через логические элементы ИЛИ 15 и И 17 поступает сигнал. на перевод компенсатора Вив режим полной вьщачи (минимального потребления) реактивней мощности. При этом на втором входе логического элемента И 17 отсутствует сигнал запрета, так как уровень напряжения узла энергосистемы, при котором происходит переключение компаратора 12 и появление сигнала на выходе логического элемента ИЛИ 16, выбирается с помощью элемента 10 уставки, выше наибольшего эксплуатационного значения с необходимым запасом. Восстановление Напряжения после отключениякороткого замыкания вызывает обратное переключение компаратора 11, вызывающее пуск элемента 13 задержки, на время действия которого на выходе логического элемента ИЛИ 15 сохраняется предшествующий сигнал, преодолевающий нежелательное воддействие датчика 2 отклонения напряжения и, в особенности, дифференциатора 4, и действующий таким образом в направлении увеличения динамической устойчивости энергосистемы. В том случае, когда по каким-либо причинам напряжение в узле энергосисте1Ф1 достигает уровня, вызывающего переключение компаратора 12, на второй дополнительный вход сумматора 5 через логический элемент ИЛИ 16 поступает сигнал на перевод компенсатора 8 в режим полного потребления реактивной мощности , приводящий к ограничению величины напряжения в узле. Одновременно на второй вход логического элемента И 17 через логический элемент НЕ 18 поступает сигнал запрета. Указанные сигналы сохраняют ся после понижения напряжения, вызывающего обратное переключение компаратрра 12, в течение времени действия элемента задержки 14. Элементы 10, 12 14 И 16 со своими связями.образуют, таким образом, схему ограничения перенапряжений, обладающую приоритетом (элементы И 17 и НЕ 18) по отношению к схеме релейного формирования напряжения. Уровень переключения компаратора 11выбирается таким образом, чтобы исключить его переключение при эксплуатационных понижениях напряжения и устанавливается, например, равным 0,1-0,2 по отклонению напряжения. Длительность действия элемента 13 задержки может устанавливаться равной , например 100 - 200 мс, что достаточно для блокирования нежелательного действия датчикаV2 отклонения напряжения и дифференциатора 4. Уровень переключения компаратора 12выбирается по наибольшему эксплуатационному значению напряжения узла энергосистемы с запасом, определяемьм классом напряжения и другими конкретными условиями. Сказанное относится также и к выбору длительности действия элемента 13 задержки. Положительный эффект от применения предлагаемого изобретения заключается в повышении надежности работы энергосистемы, в которой установлен регулируемый статический компенсатор, путем повышения уровня динамической устойчивости и ограничения перенапряжений.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР СТАТИЧЕСКОГО КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, содержащий датчик отклонения напряжения, вход которого через трансформатор напряжения предназначен для подключения к тому же узлу энергосистемы, что и статический компенсатор, первый выход датчика отклонения напряжения подключен к первому входу сумматора, а второй - через дифференциатор к второму входу сумматора, третий вход которого через блок частоты подключен к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход через выходной усилитель соединен с управляющим входом статического компенсатора, отличающийся тем, что, с целью повьппения надежности энергосистемы в работе, в регулятор дополнительно введены логические элементы И и НЕ и две цепи, каждая из которых содержит компаратор, элемент уставки, элемент задержки и логический элемент ИЛИ, при Э.ТОМ в каждой цепи выход элемента уставки подключен к первому входу компаратора, выход которого подключен к первому и через элемент задержки к второму входам.логического элемента ИЛИ, причем вторые входы компараторов первой и второй цепи подключены соответственно к второму выходу датсл с: чика отклонения напряжения и к вторичной обмотке трансформатора напряжения, а выход логического элемента ИЛИ первой цепи подк.111бчен к первому входу логического элемента И, выход которого соединен с первым дополнительным входом сумматора, а к второS5 му входу логического элемента И через о СП логический элемент НЕ присоединен выход логического элемента ИЛИ второй цепи, одновременно соединенный с вто4;ii. рым дополнительным входом сумматора.