Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети Советский патент 1987 года по МПК H02J3/12 

ментом переключения отпаек трансформатора и нырабатывает сигнал в том случае, если совпадают знаки сигналов на его входе, т.е. когда знаки на вьгходе блока 3 и выходе дифференцирующего блока 8, на вход которого поступает сигнал с фазо- измеритеЛьного блока 9 угла i/, одинаковые. При этом угол с/ измеряется блоком 9, на вход которого посредством телеканалов связи 10 поступают сигналы с ЭДС питающей и приемной систем. Т.о. переключение

1

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использова для управления режимами электрических систем и является усовершенствованием устройства по авт. св. № 1 171901 .

Цель изобретения - увеличение надежности электроснабжения путем повышения устойчивости питающей системы.

На фиг. 1 представлена электрическая система; на фиг. 2 - кривые изменения угла о при различных моментах переключения отпаек трансформатора узлов нагрузки; на фиг. блок-схема для автоматического регулирования напряжения; на фиг. 4 принципиальная схема выполнения знакоанализирующего блока.

Электрическая система (фиг. 1) состоит из питающей системы с ЭДС Е. , линий электропередач П1, П2, ni, приемной системы с ЭДС Е и узлов 1, 2, i нагрузки с активными мощностями Р,, Pj , Р..

Уравнение движения ротора генератора питающей системы при малых отклонениях угла tf между ЭДС питающей и приемной синхронных систем имеет вид

Т Ё1 Jdt

ЛР, О,

где Tj - механическая постоянная

времени ротора синхронных генераторов питающей системы;

330699

отпаек трансформатора производится в двух случаях: когда требуется повьпление напряжения, при зтом угол о растет dc//dt - величина положительная или равна О, когда требуется уменьшение напряжения и при йтом угол / падает dt//dt - величина отрицательная или равна нулю. В противоположных случаях переключения отпаек не будет, т.е. регулирование напряжения узла нагрузки будет повышать устойчивость питающей системы. 4 ил.

dP,. - приращ ние активной мощ- ности питающей системы. При этом из баланса мощностей следует, что

лрр Едр., +дрс АРн+ДРс; ( ,

aPj - приращение активных мощ- костей узлов нагрузки;

dPj. - приращение активной мощности, отдаваемой питающей системой в приёмную.

РС Кс/,

где К - коэффициент, определяемый

параметрами системы.

Мощность узлов нагрузки зависит от приложенного напряжения, причем она возрастает при повышении напряжения, т.е. каждый узел нагрузки характеризуется положительным регулирующим эффектом активной мощности по напряжению:

К .,

ЛР п

W- О

ЛР, K,,-4U. ,

где /lUj - приращение напряжения в узле.

Тогда уравнение движения роторов генераторов питающей системы примет вид

Т,

dl

Поььпиение устойчивости питающей системы при регулиронании напряжения узлов нагрузки состоит п том, чтобы такое регулирование создавало демпфирующий момент (мощность) при колебании ротора синхронных генераторов питающей системы.

Демпфирующий момент будет создаваться в том случае, когда угол с/

растет, т.е.

dc/

если -- dt

70, то мощность узла нагрузки должна увеличиваться, что требует согласно регулирующему эффекту нагрузки повышения напряжения, и наоборот, переключение отпаек трансформатора узла нагрузки на повышение или понижение напряжения необходимо согласовать

dd

со знаком --. dt

В противном случае регулирующий эффект нагрузки по напряжению может создавать раскачивающий момент для ротора генераторов питающей системы, что приведет к потере ее устойчивости и снижению надежности электроснабжения. Особенно это необходимо учитывать, когда питающая система слабо связана с приемной и синхронизирующий момент со стороны приемной системы мал.

Рассмотрим кривые изменения угла с при различных моментах переключения.отпаек трансформатора узлов нагрузки (фиг. 2).

Допустим, при вoз ryщeнии в системе имеем кривую 1. В этом случае

- dt

0. Если в момент t произошло 45

40

переключение отпаек на повышение напряжения, то момент нагрузки увеличивается, угол d начинает

уменьшаться (кривая 3) и система возвращается в исходное положение, т.е. сохраняет устойчивость. Если в момент t произошло переключение отпаек на понижение напряжения, то момент нагрузки уменьшается, что приводит к новому росту угла } . Если угол с/ достигнет 90°, питающа система потеряет синхронную устой45

3306994

чивость относительно приемной (.кривая 2) .

Устройство ( фиг. 3) содержит трансформатор 1 узла нагрузки, пере5 ключение отпаек которого осуществляется блоком 2 регулирования напряжения под нагрузкой управляемого блоком 3 автоматического регулирования напряжения. Блок 3 подключен к

to датчику 4 напряжения и через функциональный преобразователь 5 тока компенсации к блокам 6 токовой компенсации отходящих присоединений. Знакоанализирующий блок 7 управляет

t5 моментом переключения отпаек трансформатора посредством устройства 2. На входы блока 7 поступают сигналы с выхода блока 3 и через дифференци- . руюший блок 8 с выхода фазоизмери20 тельного блока 9, входы которого

через телеканалы связи 10 подключены к питающей и приемной системам. Знакоанализирующий блок вырабатывает сигнал в том случае, когда совпадают

знали сигналов на его входе. Если

знаки входных сигналов различные, то это устройство не выдает сигнала.

Устройство автоматического регулирования напряжения работает следую30 гдим образом.

При измерении режима электрической сети с блока 3 автоматического регулирования напряжения на блок 2 регулирования напряжения под нагрузЗ ; кой поступает сигнал для переключения отпаек трансформатора узла нагрузки. При этом знак сигнала на выходе блока 3 определяет направление изменения напряжения в узле.

40 Положительньй сигнал соответствует увеличению напряжения, а отрицательный - уменьшению. Но чтобы сработал блок 2, необходимо, чтобы Знакоанализирующий блок выдавал сигнал, а он будет в том случае, когда знаки на входе блока 7 совпадут, т.е. тогда, когда знаки на выходе блока 3 и выходе дифференцирующего блока 8, на вход которого

50 поступает сигнал с фазоизмеритель

ного блока угла с/ , одинаковые. При этом угол о измеряется блоком 9, на вход которого посредством телеканалов связи 10 поступают сигналы с ЭДС, питающей и приемной систем.

Таким образом, переключение отпаек трансформатора будет проиэводиться н jj,HVx случаях: когла тре буется понышение напряжения и при

i

этом угол сУ растет: -- dt

величина

положительная или 0; и когда требуется уменьшение напряжения и при

drf

этом угол б

падает: -- величина

отрицательная или 0.

В противоположных случаях переключения отпаек не будет, т.е. регулирование напряжения узла нагрузки будет повышать устойчивость питающей системы.

При срабатывании блока 2 в узле нагрузки устанавливается такое напряжение, чтобы потреблялось наимень шее количество электроэнергии вне допустимого диапазона изменения напряжения. Требуемый закон изменения напряжения в узле электрической сети при вариациях нагрузки формирует функциональный преобразователь 5 тока компенсации. При помощи датчика 4 напряжения осуществляется обратная связь по напряжению, т.е. данное устройство обеспечивает необходимый закон регулирования напряжения в узле нагрузки, являющегося центром питания распределительной сети, и повьшшет устойчивость питающей электрической системы, что повышает надежность электроснабжения .

Знакоанализирующий блок может быть реализован по схеме фиг. 4. Она состоит из схемы разделения знаков сигналов, выполненных на диодах, схем и для положительных и

13106996

отрицательных сигналов, инвертора для отрицате; ьного снт нала и сумматора. Данное устройство будет выдавать положительный сигнал в том 5 случае, когда знаки входных сигналов и, и и совпадают.

Ди(})ференцирующий блок, фазоизме- рительный блок, являющийся по существу обычным фазочувствительным О выпрямителем, реализуются на стандартных интегральных элементах.

Повышение устойчивости питающей системы увеличивает надежность электроснабжения. Потеря устойчи- 15 вости электрической системы приводит к недоотпускам электроэнергии.

20

25

30

35

40

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети по авт. св. № 1171901, отличающееся тем, что, с це;1ью увеличения надежности электроснабжения путем повышения устойчивости питающей системы, оно снабжено знакоанализирующим блоком, дифференцирующим блоком и фазоизмерительным блоком, а блок регулирования под нагрузкой выполнен с дополнительным разрещающим входом, подключенным к выходу знакоанализирующего блока, сигнал на выходе которого определяется совпадением знаков сигналов на его входах, соединенных с блоком автоматического регулирования напряжения и с дифференцирующим блоком, к входу которого подключен фазоиз- мерительный блок с входами для подключения к питающей и приемной системам.

Л Jt fU, Рг Jt(Ut} Pi ) Фиг. 1

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети по авт. св. № 1171901, отличающееся тем, что, с це;1ью увеличения надежности электроснабжения путем повышения устойчивости питающей системы, оно снабжено знакоанализирующим блоком, дифференцирующим блоком и фазоизмерительным блоком, а блок регулирования под нагрузкой выполнен с дополнительным разрещающим входом, подключенным к выходу знакоанализирующего блока, сигнал на выходе которого определяется совпадением знаков сигналов на его входах, соединенных с блоком автоматического регулирования напряжения и с дифференцирующим блоком, к входу которого подключен фазоиз- мерительный блок с входами для подключения к питающей и приемной системам.

i

иг. 2

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления режимами электрических систем. Цель изобретения - увеличение надежности путем повьш1ения устойчивости питаюшей системы. С этой целью устройство содержит блок 2 регулирования напряжения под нагрузкой управляемого блоком 3 автоматического регулирования напряжения. Блок 3 через функциональный преобразователь 5 тока компенсации подключен к блокам 6 токовой компенсации отходящих присоединений. Знако- анализирующий блок 7 управляет мо/ / ufMftevt cueaifMo. сл оо 00 о О5 ( (X) N)

ffxoffi

-К}-

ttoaz

-W -ИСоставитель О. Наказная Редактор К, Волощук Техред и.Попович Корректор Г, Решетник

Заказ 3588/54 Тираж 617Подписное

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

+

-

J//

ФигЛ