Устройство автоматического регулирования напряжения в электрических сетях Советский патент 1987 года по МПК H02J3/12 

между собой и с известным устройством логическими элементами И, ИЛИ, НЕ, Изобретение позволяет повысить качество электроэнергии у потребителей, снизить непроизводительный рас1

Изобретение относится к электроэнергетике, преимущественно к регулированию напряжения с помощью силовых трансформаторов и автотрансформаторов с регулированием под нагрузкой.

Цель изобретения - повьшение качества регулирования напряжения.

На чертеже представлена блок-схема устройства автоматического регулирования напряжения в электрических сетях.

Схема содержит блок 1 телеизмерения напряжения, блок 2 телеизмерения тока, блок 3 токовой компенсации, блок 4 стабилизации напряжения, блок 5 контроля исправности регулятора и переключателя, блок 6 выдержки времени, блок 7 оперативного изменения уставки по напряжению, блок 8 испол нительных органов, блок 9 запрета работы стабилизатора напряжения, элементы И 10.1, 10,2; 10.3 10.4, 10.5 расширители 11.1, 11.2 импульсов, элементы НЕ 12.1, 12,2, 12.3 блок 13 контроля исправности дополнительных элементов, блок 14 передачи им- пульсон по телеканалу, блок 15 моделирования необходимого напряжения, блок 16 сравнения, блок 17 выбора уставок по напряжению и токовой компенсации и допустимого напряжения, блок 18 телесигнализации положения коммутирующих аппаратов в электросети, блок 19 телеуправления, расширитель 20 тактовых импульсов, элементы 21.1, 21.2 аремени,генератор 22 тактовых импульсов и элементы ИЛИ 23,1 и 23,2.

Устройство работает следующим об- рааом.

ход электроэнергии как в сетях энергосистем, так и в сетях потребителей. Кроме того, повышается оперативность управления напряжением в ремонтных и аварийных режимах, 1 ил.

5

0

В блок 4 -стабилизации подается измерительное напряжение сети и., в блок 3 токовой компенсации подаются измерительные токи сети 1, по которым ведется токовая компенсация при работе без учета изменения схемы электросети. С помощью блоков 7 (третий вход) и 3 устанавливаются уставки по напряжению и по токовой компенсации, которые обеспечат технически допустимое напряжение при работе регулятора без учета изменения схемы электросети, а также с помощью блока 7 (первый и второй вход), устанавливаются крайние допустимые коррекции уставки по напряжению Вьше и Ниже. На блок 6 выдержки времени устанавливается выдержка времени для отстройки от флуктуации режима работы электросети , на которые регулятор не должен pea - гировать.

Для исходного состояния схемы электросети набираются в блоке 17 исходные уставки по напряжению токовой компенсации и предельно допустимым напряжением, которые вводятся в блок 15. На другой вход блока 15 поступают телеизмерения токов присоединений регулируемой подстанции. Этих присоединений может быть больше , чем для блока 3.

В блоке 15 моделируется для каждого присоединения уравнение U и + К (t) (1)-, где и - величина напряжения на шинах центра питания данной сети; U - опорный уровень напряжения (установка по напряжению) ; К - коэффициент статизма регулирования, I (t) - величина тока н агрузки присоединения, по которому осуществляется токовая компенсация, изменяющаяся во времени. Результаты

этого моделирования складываются между собой или сравниваются, в зависимости от выбранного алгоритма управления. Если определенное в результате этой операции напряжение н выходит за пределы допустимых для любого присоединения напряжений, то оно поступает на блок 16 сравнения, если выходит за пределы, то на блок 16 подается предельно допустимое напряжение. В блоке 16 производится вычитание из этого напряжения заданного телеизмерения напряжения. Если разность положительна .и превышает заданную величину, то на выход блока 16 подается команда Выше ,если отрицательна, но по модулю превышает заданную вeJlИчинy , то на выход подается команда Ни - же .

Эти команды запускают элемент 21 времени и после истечения его выдержки времени поступает сигнал в соответствующий элемент И 10.1, который запускает блок 19 телеуправления В тот момент, когда на вход элемента И 10.1 также поступает сигнал от генератора 22 тактовых импульсов. Наличие раздельных элементов времени на каждую команду повышает надежность работы устройства.

Передав команду, блок 19 запускает один из расширителей 11 импульсов, который передает соответствующую команду в блок оперативного изменения уставки по нап - ряжению , включая соответствующую заранее выбранную коррек - цию.

Блок 11 расширения импульсов необходим, если команды телеуправления поступают импульсами. Тогда блок 11 запоминает их на заданный период между двумя следующими друг за другом импульсами. Это время долно быть меньше выдержки времени, установленной на блоке 6.

При поступлении команды Bbmie в блоке 7 оперативного изменения уставки 7 вводится максимальная коррекция уставки в сторону псвьшгения напряжения, а при поступлении команды Ниже - максимальная коррекция уставки в сторону понижения напряжения.

888164

Блок 7 оперативного изменения уставки по напряжению представляет собой группу отпаек от входного тран- сф орматора блока А стабилизации и г группу релейных устройств для подключения соответствующей отпайки, осуществляя тем самым изменение напряжения уставки блока 4 стабилизации.

fO Блок 4 стабилизации напряжения, определив, что разность между измеряемым напряжением и уставкой превышает заданную величину, формирует соответствующую команду для бло15 ка 8 исполнительных органов.

Одновременно сигнал от расширителя 11.1 импульсов проходит через элемент 1 ШИ 3.1 и подается на вход элемента НЕ 12.3, после ЧРГО на выхо20 де этого элемента и следующего а ним элемента и 10.4 появляется логи- чески ноль, что приводит к прекращению работы блока 9 запрета и снятию запрета с работы регулятора.

25 Одновременно сигнал от элемента ИЛИ 23.1 поступает на элемент И 10.5, который при наличии на его входе команды от регулятора, передает команду через второй элемент ИЛИ 23.2 на

30 блок исполнительных органов, в обход блока 6 выдержки времени регулятора. Если после переключения напряжение не изменится на необходимую величину и блок 16 не снимет сигнал со

своего выхода, то команда снова пройдет со следующим тактовым импульсом и выполнится без вьщержки времени. Если после переключения блок 16 не выявил нужной разности между Лак40 тическим напряжением и требуемым,то сигнал через блоки 19, 11, 11.2, 23.1 не проходит, и на выходе элемента НЕ 12.3 появляется логическая единица.

45 Блок 13 контроля исправности дополнительных элементов при условии исправности контролируемых им блоков выдает сигнал, разрешающий работу генератора 22 тактовых импульсов, и че50 рез блок передачи импульсов по телеканалу (линии связи) 14 и расширитель 20 тактовых импульсов подает на вход четвертого элемента И 12.2 логическую единицу.

55 При наличии на двух вгодах четвертого элемента И логической единицы, на выходе также появляется логическая единица, которая запускает блок, 9 запрета и работа регулятора пре5

краш ается, т.е. переключатель остается в последнем положении.

Если 13 блок контроля исправности дополнительных элементов зафиксирует неисправность какого-либо из контролируемых им блоков и на выходе.блока 13 появится логический ноль, прекратится работа генератора тактовых импульсов, на входах элементов И 10.1, и 10.2 появится логический ноль, прекратится рабЬта блока 9 запрета и снимается запрет работы регулятора. Одновременно с остановом генератора тактовьпс импульсов прекратится подача команд на блок 19 телеуправления. Тогда появятся логические единицы на выходах блоков НЕ 12,1 и 12.2, элемент И 10.3 также выдаст логическую единицу и регулятор перейдет на автоматическое регулирование напряжения по уставкам, выставленным на третьем входе блока 7 и на блоке 3 без учета изменений схемы сети и будет поддерживать в общем случае не оптимальное, но технически допустимое напряжение. При этом команда от блока 4 к блоку 8 будет передаваться через блок 6 выдержки времени, так как на один из входов элемента И 10,5 от элемента ИЛИ 23.1 будет постоянно подаваться логический ноль. Логическая единица поступает на третий вход блока 7 и при исправном устройстве, но в периоды времени, когда от блока 19 .телеуправления не поступает никаких команд, это не приводит к работе регулятора, так как в это время работает блок 9 запрета.

Учитывая, что современная распределительная электросеть резервируется от нескольких подстанций, изменение схемы.влияет на уставки регуляторов напряжения всех этих подстанций. Поэтому наиболее целесообразно приемное устройство блока 18, блоки 15 - 17 и передающее устройство блока 14 размещать в центре управления всей распределительной сети, подключенной к данным подстанциям, а телесигналы и телекоманды передавать по соответствующим линиям связи.

Блоки 15 - 17 могут быть выполнены в виде аналоговых сумматоров и умножителей с контактной или бесконтактной логикой или для их выполнения могут быть использованы микропроцессоры,

25

881G,

1.5 частиогт н, .блок IS лолжеи выполнять В1.числеиия уранирния (1) для всех присоединений, суммирование всех полученр1ых по уравнению (1) 5 напряжений и деление этой суммы на число присоединений. По другому ал- .горитму в блоке 15 должно быть брано максимальное напряжение, полученное после расчета по уравнениям О (1). Как в одном, так и в другом случае должно быть произведено сравнение с допустимым напряжением.

Блок 16 производит вычитание двух напряжений и сравнение результата 5 с пороговой величиной. Блок 17 может быть выполнен в виде схемы соответствия набора опорных напряжений UQ ; и сопротивлений К. для каждого i-ro присоединения и для каждого по- 20 ложения коммутирующих аппаратов на данном присоединении. Эту задачу лучше всего решать с помощью процессора. Для выполнения функций блоков 3-9 лучше всего использовать известный регулятор напряжения типа АРТ-1Н.

Регулирование напряжения с учетом изменения схемы электросети позволит повысить качество электроэнергии у 0 потребителей, снизить непроизводительный расход электроэнергии как в сетях энергосистем, так и в сетях потребителей.Кроме того, повышается оперативность управления напряжением 35 в ремонтных и аварийных режимах.

Формула Изобретения

Устройство автоматического регу40 лирования напряжения в электрических сетях, содержащее блок стабилизации напряжения, к входам которого подключены блок токовой компенсации, блок оперативного изменения устав45 ки по напряжению, блок запрета работы стабилизатора напряжения, а к выходу блока стабилизации напряжения подключены блок контроля исправности регулятора и переключателя и блок

50 выдержки времени, блок исполнительных органов для воздействия на привод переключателя трансформатора, отличающееся тем, что, с целью повышения качества регулиро55 вания напряжения с условиях изменяющихся схем электросети, оно снабжено блоком телеизмерения напряжения и тока присоединений регулируемой подстанции, блоком телесигнализации

положения коммутирующих аппаратов в электрической сети, блоком выбора уставок, блоком моделирования необходимого напряжения, блоком сравнения фактического и необходимого напряжения с двумя выходами Выше и Ниже, блоком контроля исправности дополнительных элементов, блоком телеуправления с двумя выходами Вьше и Ниже, тремя расширителями импульсов, тремя логическими элементами НЕ, пятью логическими элементами и двумя логическими элементами ИЛИ, двумя элементами времени, генератором тактовых импульсов,бло- 1ком передачи импульсов по телеканалам, причем выход блока телесигнализации соединен с входом блока выбора уставок, вькод которого соединен с входом блока моделирования необходимого напряжения, другой вход которого соединен с выходом блока телеизмерений тока, а выход - с блоком сравнения, второй вход которого соединен с выходом блока телеизмерений напряжения, а каждый из двух выходов соединен с входом соответствующего элемента времени, выход которого соединен с входом одного из соответствующих первых двух элементов И, вторые входы которых соединены с вьпсодом генератора тактовых импульсов, а выходы - с соответствующим входом блока телеуправления, оба выхода которого соединены с входами соответствующих расширителей импульсов, выходы которых Выше и Ниже соединены с соответствующими входами блока оперативного

Составитель 0.Наказная Редактор С.Патрушева ТехредМ.Ходанич Корректор В,Бутяга

Заказ 7818/53 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г.Ужгород, ул.Проектная,4

0

5

5

0

5

0

измерения уставки по напряжению и с соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемента И и с входом первого элемента НЕ, выход которого соединен с первым входом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходом третьего расширителя тактовых им- 1пульсов, а выход - с входом блока запрета работы стабилизатора напряжения, при этом вход третьего расширителя тактовых импульсов соединен с выходом блока передачи импульсов по . телеканалу, вход которого соединен с выходом генератора тактовых импульсов, вход которого соединен с выходом блока контроля исправности дополнительных элементов, а выход блока стабилизации напряжения соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен с одним входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом блока выдержки времени, а выход соединен с блоком исполнительных органов, выход которого соединен со схемой управления приводом переключателя, при этом третий вход блока оперативного изменения уставки, соответствующий средней уставке по напряжению, соединен с выходом пятого элемента И, два входа которого соединены с выходами соответствующих второго и третьего элементов НЕ,входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго расширителей импульсов команд Выше и Ниже.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано .для автоматического регулирования напряжения с помощью силовых трансформаторов с переключением под нагрузкой. Целью изобретения является повышение качества регултирования напряжения при изменениях схемы электрической сети, для которой это напряжение регулируется. Это достигается тем, что известный регулятор дополнен блоками телесигнализации состояния коммутирующих аппаратов в электросетях 18, телеизмерения токов 2 и напряжений 1, выбора уставок 17, моделирования необходимого напряжения 15, сравнения его с фактическим 16, телеуправления 19, элементами выдержки времени 21, соединенными i (Л KD 00 00 00 05