Способ автоматической частотной разгрузки энергосистемы Советский патент 1988 года по МПК H02J3/24 

00 СХ)

сд

00

ел

Изобретение относится к противо- аварийной автоматике и может быть использовано для отключения части потребителей в аварийных ситуациях с дефицитом активной мощности.

Цель изобретения - повьшение адаптивности частотной разгрузки при повторяющихся дефицитах мощности.

Сущность изобретения состоит в том, что в случае совмещения автоматических частотных разгрузок (АЧР-1 и АЧР-11) изменение уставок отключения без вьщержки времени при повторяющемся дефиците мощности осуществляют не только с учетом количества отключенных очередей без вьщержки времени, но и с учетом количества отключенных очередей с выдержкой време20

35

и при работе АЧР-11, что позволяет олее оперативно реагировать на повление повторяющихся дефицитов мощости . Кр(же того, разделение очереи отключения с выдержкой времени на несколько подочередей позволяет более 25 плавно без перерегул1фования подвести частоту к нормальному уровню.

На фиг.1 показан пример ликвидации аварии с повторяющимися дефицитом мощности; на фиг.2 - схема уст 30 ройства для реализации способа.

Позициями 1-13 обозначены уставки очередей автоматической частотной разгрузки.

При возникновении дефицита активной мощности частота начинает сни-г жаться и достигает уставки запуска f Поскольку скорость изменения

частоты (отрицательная величина) Q

меньше первой уставки по скорости (небольшая отрицательная, близкая к нулю величина), то производятся отключения очередей без вьщержки време-дс ни, отмеченные на кривой изменения частоты точками. В данном примере произопшо отключение пяти очередей и & момент ta при частоте f скорость изменения частоты становитбя больше первой уставки по скорости. В этот момент времени производят уменьшение уставок по времени всех несработавщих очередей на величину уставки пятой очереди. В дальнейшем отключения производят с выдержкой времени и в данном примере отключаются подочереди 6, 6, ,, 7,, 8, Отсчет времени на отключение последующей очереди

55

происходит при выполнении условия df

dt

,больше первой и меньше второй ус0

5

0

5

5

0

Q

с

5

тавок скорости изменения частоты. Неодинаковые интервалы времени между ними свидетельствуют о том, что в некоторых промежутках времени скорость изменения частоты после очередного отключения выросла и стала больше второй уставки, изменяющейся по заданному закону. Это вызвало приостановку отсчета вьдержки времени, который опять возобновился при уменьшении скорости изменения частоты до второй уставки по скорости. В момент tj при частоте f.y возникает дополнительный дефицит активной мощности и частота снова снижается. Скорость ее изменения становится меньше первой уставки, отсчет вьщержки времени прекращается и производится увеличение уставок без вьщержки времени на

величину dfv (fa fi ) t Второе слагаемое дает возможность учесть факт, что уже сработали не только очереди 1-5, но и очереди 6 8 и девятая и последующие очереди сразу принимают участие в ликвидации возникшего дефицита мощности. Измененные уста-вки отмечены позициями 9 - 13 . В момент t при частоте f опять происходит переход на отключения с вьщержкой времени. В данном примере показан случай, когда для восстановления нормальной частоты оказалось дрстаточн ьм отключения одиннадцатой очереди и двенадцатой первой подочереди. Если в момент t возникает второй дополнительный дефицит мощности, то происходит увеличение уставок не - полностью отключенной 12 и дальнейших очередей с аналогичной работой.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет обеспечить адаптацию частотной разгрузки к различным авариям. При этом разгрузка становится независимой от частотных параметров энергосистемь, которые изменяются в достаточно широких пределах и меняют характер хода аварии даже при одних и тех же дефицитах мощности. Такая независимость существенно упрощает и режимный расчет выбора частотной разгрузки.

Устройство для реализации способа содержит датчик 14 частоты, датчик 15 скорости изменения частоты, первое

31

16, второе 17 и третье 18 реле частоты, реле 19 скорости изменения частоты, первый 20, второй 21 и третий 22 сумматоры-усилители, первый 23 и второй 24 сумматоры, реле 25 времени содержащее формирующий блок 26 и реагирующий орган 27, первый 28 и второй 29 элементы задержки, с первого по четвертый блоки 30-33 памяти, с первого по шестой одновибраторы 3439,первьм 40, второй 41 и третий 42 ключи, первый 43, второй 44 и третий 45, мультиплексоры, логический элемент И 46, первый 47 и второй 48 логические элементы ИЛИ первый 49, второй 50 и третий 51 логические элементы ПАМЯТЬ и компаратор 52. Входы датчиков 14 и 15 объединены и предназначены для подачи напряжения кон- тролируемой частоты, объединены также входы реле 16 - 18, второй вход сумматора-усилителя 20 и информационный вход ключа 40, которые подключены к выходу датчика 14 частоты. Псе- ледовательно включены реле 18 частоты, элемент И 46 первым входом, формирующий блок 26 по входу пуска, реагирующий орган 27, элемент 28 задержки и элемент ИЛИ 47 по первому входу Также последовательно включены ключ

40,сумматор-усилитель 21 по первому входу, ключ 41 по информационному входу, сумматор 24 по первому входу и блок 32 памяти по информационному входу. Кроме того, последовательно включены блок 30 памяти, сумматор- усилитель 22 по второму входу, ключ 42 по информационному входу, сумматор 23 по второму входу и блок 33 памяти по информационному входу. Входы одновибраторов 34 и 35 и второй вход элемента И 46 подключены к выходу реле 19 скорости изменения частоты, входы возврата элементов 49-51 памя- ти, входы одновибраторов 36 и 39, . вход сброса формирующего блока 26 и вход управления ключа 42 подключены

к выходу реле 17 частоты и выходу датчика скорости изменения частоты подключены реле 19 скорости изменения частоты и второй вход компаратора 52, первый вход которого подключен к выходу сумматора-усилителя 20, а выход - к третьему входу элемента И 46. одновибратора 34 подключен к управляющим входам блоков 30 и 32 и ключа 41 и к входу одновибратора 38 и выходу одновибратора 39, к

Q

0 5 п

5

0

0

854

выходу одновибратора 35 подключены вход пуска элемента 51 памяти, входы управления блоков 31 и 33 памяти, вход одновибратора 37 и выход одно- вибратора 36, выход блока 31 памяти подключен к третьему входу сумматора-усилителя 22 и к второму входу (-гультиплексора 44, выход которого т подключен к второму входу сумматора- усилителя 21, а управляющий вход через элемент 29 задержки подключен к выходу элемента 51 памяти, входы блоков 30 и 31 памяти объединены и подкхйЬчены к выходу ключа 40, управляющий вход которого подключен к выходу реле 18 частоты, вторые входы элементов ИЛИ 47 и 48 объединены и по- подключены к выходу реле 16 частоты, второй вход которого подключен к выходу блока 33 памяти и к второму входу мультиплексора 43, выход которого подключен к первому входу сумматора 23, выход блока 32 памяти подключен к второму входу реагирующего органа 27 и к второму входу мультиплексора 45, выход которого подключен к второму входу сумматора 24, вход пуска элемента 49 памяти подключен к выходу одновибратора 38, выход одновибратора 37 подключен к входу пуска элемента 50 памяти, выход которого под- ключен к входу управления мультиплексора 43, выход реагирующего органа 27 подключен к первому входу элемента ИЛИ 48, первый вход сумматора-усилителя 22 подключен к выходу формирующего блока 26, первые входы мультиплексоров 43-45 и сумматора-усилителя 20 предназначены соответственно для подачи уставок частоты отключения без вьщержки времени, частоты запуска, вьщержки времени и частоты р восстановления, а выходы элементов ИЛИ 47 и 48 предназначены для подачи сигналов отключения нагрузок.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии в блоке 33 памяти записана уставка частоты отключения без выдержки времени и реле 16 частоты сравнивает ее с текущим значением частоты, в блоке 32 памяти записана уставка выдержки времени, которая додается на реагирующий орган 27 реле 25 времени, реле 17 частоты настроено на уставку возврата fe и срабатьшает, если f fg, реле 18 частоты настроено на уставку запуска f „ и срабатьгоает, если реле скорости изменения частоты настроено на первую уставку по скорости и срабатывает, если скорость изменения частоты больше уставки, все мультиплексоры находятся в состоянии, при котором к выходу подключены их первые входы, все блоки памяти постчерез элемент ИЛИ 47, Если до первого или второго отключения скорость становится больше заданной, то компаратор 52 возвращается в исходное состояние, снимается сигнал пуска ре15

ле времени и отсчет времени приостанавливается. Теперь допустим, что :, устройство 5ьто настроено на девятую роены так, что при поступлении сигна-ю очередь. Тогда в момент t скорость ла на управляющий вход в блок зано- становится меньше первой уставки, ре- сится информация, присутствующая на ле 19 возвращается в исходное состоя- информационном входе, а при отсутст- ние задним фронтом импульса, запуска- вии сигнала на .управляющем входе содержимое блока памяти не изменяется. Допустим, что уставка частоты отключения без выдержки времени настроена на уставку одной из очередей 1-5. Тогда при снижении частоты срабатывает реле 16 частоты и через элементы 20 ИЛИ 47 и 48 появляется сигнал отключения как на выходе 1, так и на вьпсо- де 2. Если устройство настроено, например, на шестую очередь, то срабатывания без вьщержки времени нет, а в

ется одновибратор 35, который заносит в блок 31 памяти значение частоты f-г, на выходе сумматора-усилителя 22 имеется (frz-f,) + t К

где

К, 4fcr/Jt

3

CT/dttT, которое сумматором 23 складывается с уставкой очереди по частоте, заносится в блок 33 памяти и в виде уставки 9 подается на реле 16. Одновибратор 37 запускает элемент 50 памяти, который переключает мультиплексор 43, и на вход сум- 25 матора 23 поступает новая уставка по частоте. Кроме того, при срабатьшании одновибратора 35 запускается элемент 51 памяти, через элемент задержки переключается мультиплексор 44 и на г. вход сумматора-усилителя вместо fgan поступает fi для правильного расчета последующего значения -atj. Когда частота становится вьшзе уставки возврамомент t,

скорость снижения частоты

становится больше первой уставки. Тогда срабатьгоает реле 19 скорости, фронтом импульса запускается одновибратор 34, который записывает в блок 30 памяти текущее значение частоты, в этот момент времени, т.е. f. Кроме того, одновибратор 34 кратковре- менно открывает ключ 41 и подает на сумматор 24 информацию о величине изменения уставки по времени, имеющуюся на выходе блока 21, т.е. lafv (fion- f,)Ki, где iOtcT/tf tT- Сумматор 24 вьфабатьшает разность ty -йt,, которая заносится в блок 32 памяти и поступает для сравнения на реагирующий орган 27. Одновибратор 38 запускает элемент 49 памяти, кото- рьЙГпереключает мультиплексор, и на вход сумматора поступает уже изменен- ная уставка времени. Сумматор 20 формирует вторую уставку по скорости по выражению (f vcr.e f) где.- К, , и компаратор 52 сравнивает ее с текущим значением скорости. Если она меньше заданной, то компаратор срабатьтает, на выходе элемента И 46 присутствуют три единицы и запускает реле 25 времени, которое при срабатьюании через элемент ИЛИ 48 дает сигнал отключения на выходе 1, т.е. происходит отключение подочере- ди 6 . Подочередь 6 .j отключается пос ле задержки от элемента 28 задержки

через элемент ИЛИ 47, Если до первого или второго отключения скорость становится больше заданной, то компаратор 52 возвращается в исходное состояние, снимается сигнал пуска ре

ле времени и отсчет времени приостанавливается. Теперь допустим, что :, устройство 5ьто настроено на девятую очередь. Тогда в момент t скорость становится меньше первой уставки, ре- ле 19 возвращается в исходное состоя- ние задним фронтом импульса, запуска-

ется одновибратор 35, который заносит в блок 31 памяти значение частоты f-г, на выходе сумматора-усилителя 22 имеется (frz-f,) + t К

где

К, 4fcr/Jt

3

CT/dttT, которое сумматоле времени и отсчет времени приостанавливается. Теперь допустим, что :, устройство 5ьто настроено на девятую очередь. Тогда в момент t скорость становится меньше первой уставки, ре- ле 19 возвращается в исходное состоя- ние задним фронтом импульса, запуска-

ром 23 складывается с уставкой очереди по частоте, заносится в блок 33 памяти и в виде уставки 9 подается на реле 16. Одновибратор 37 запускает элемент 50 памяти, который переключает мультиплексор 43, и на вход сум- матора 23 поступает новая уставка по частоте. Кроме того, при срабатьшании одновибратора 35 запускается элемент 51 памяти, через элемент задержки переключается мультиплексор 44 и на г. вход сумматора-усилителя вместо fgan поступает fi для правильного расчета последующего значения -atj. Когда частота становится вьшзе уставки возвра5

0

с 5

0

та fj, то сигналом от реле 17 сбра сьшается вьщержка времени, возвращаются в исходное состояние элементы 49-51 памяти, переключаются мульти- - плексоры 43-45, закрьшается ключ 42, на входы сумматора 23 поступают нуль и первоначальная уставка по частоте, следовательно на выходе сумматора имеется первоначальная уставка, которая одновибратором 36 заносится в блок 33 памяти. Аналогично после переключения мультиплексора 45 в блок . 32 памяти заносится исходная уставка времени. Ключ 40 предотвращает ошибочное изменение уставок при изменениях частоты на уровнях вьппе частоты запуска.

Схема построена с использованием известных или стандартных элементов, однако ее реализация на таких элементах сложна. Существенное упрощение можно получить при реализации устройства на базе микропроцессорной техники с вЪшислительно-логической способностью. Тогда схема может быть реализована с использованием нескольких корпусов больших интегральных микросхем.

Формула изобретения

1. Способ автоматической настот- ной разгрузки энергосистемы путем измерения частоты в энергосистеме, ее сравнения с уставкой запуска, равной уставке первой очереди отключения без выдержки времени, отключения потребителей очередями с определенными интервалами времени между ними, из-, мерения скорости изменения частоты, ее сравнения с первой уставкой по скорости, близкой к нулю, и с второй уставкой по скорости, равной отношению (fyer. в где f VCT. в - значение, до которого восстанавливают частоту в энергосистеме, f - текущее значение частоты; Г, - постоянная времени системы, и запуска отсчета выдержки времени отключения очередей в случае, когда частота снижается ниже уставки запуска, а скорость изменения частоты больше первой и меньше второй уставок по скорости, и приостановлении отсчета, если скорость изменения частоты становится больше второй уставки, отличающий- с я тем, что, с целью повьшения г адаптивности разгрузки к различным

авариям, при скорости снижения частоты ниже уставки запуска и при скорости снижения частоты меньше первой

уставки отключение очередей производят с заданными уставками по частоте без выдержки времени, фиксируют частоту fI, при которой скорость изменения частоты становится больше первой

уставки, и частоту f, при которой скорость изменения частоты становится меньше первой уставки, определяют разность частот -Af. fj f, увеличивают уставки по частоте несработавших очередей без вьщержки времени

при повторном снижении частоты на величину Jf у rif + t , где if. ct ступень селективности очередей по частоте; f сг - интервал времени между очередями; t - отсчитанная выдержка времени, а в момент времени, когда скорость изменения частоты становится больше первой уставки, производят уменьшение уставок по времени всех несработавших очередей разгрузки с выдержкой времени на величину tit fcrCfaon -f ,)/4fcT.

2. Способ по п.I, отличающийся тем, что каждую очередь

разгрузки с выдержкой времени разделяют по крайней мере две подочереди и отключают эти подочереди с вцдерж- кой времени между ними.

Изобретение относится к Противо- аварийной автоматике и может быть использовано для отключения части пот- ребителей в аварийных ситуациях с дефицитом активной мощности. Цель - , повышение адаптивности частотной разгрузки при повторяющихся дефицитах мощности. В случае совмещения автоматических частотных разгрузок (АЧР-1 и АЧР-11) изменение уставок отключе ния без вьздвржки времени при повторяющемся дефиците мощности осуществляют не только с учетом количества отключенных очередей без вьздержки времени, но я с учетом количества отключенных очередей с вцдержкой време- ,ни при работе АЧР-11, что позволяет более оперативно реагировать на появление повторяющихся дефицитов мощности . Кроме того, разделение очереди отк р чения с выдержкой времени на несколько i подочередей позволяет более плавно без перерегулирования подвести частоту к нормальному уровню. 1 з.п. ф-лы, 2 ил. i