Автооператор для управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции Советский патент 1989 года по МПК H02J3/46 

ФигЛ

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом параллельно рабо тающих силовых трансформаторов двух- трансформаторных подстанций.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем использования трансформаторов с любым соотношением их мощностей.

На фиг. 1 представлена блочная схема автооператора для трансформаторов разной мощности} на фиг. 2 10

телей 29 и 30 трансформатора 23 и . выключателей 31 и 32 трансформатора 24.

Автооператор работает следующим образом.

В исходном состоянии включен первый силовой трансформатор 23, а второй 24 отключен. Если -с Б.то переключение трансформаторов.не произойдет, так как на выходах логических элементов И 6,7 и 11 отсутствует сигнал по следующим причинам., Элемент И 16 закрыт по.первому входу.

график нагрузки подстанции и диаграм-15 Логический О с выхода элемента И 16

мы работы трансформаторов} на фиг.З- зависимости, мощности потерь от нагрузки подстанции для случаев,когда включен трансформатор меньшей мощности, трансформатор большей мощности и оба вместе.

На фиг. 3 обозначены мощность - 5д нагрузки, при которой целесообразно переходить с трансформатора меньшей мощности на трансформатор большей мощности по условию миниму- ма потерь, мощность Sg- - нагрузки, при которой целесообразно переходить на работу двух трансформаторов; потери ЛР от нагрузки подстанции.

Автооператор содержит счетчик 1 энергии с импульсным датчиком,- счетчик 2 импульсов со счетным входом, первый 3 и второй 4 триггеры, первый логический элемент НЕ 5, первый 6 и второй 7 логические элементы: И, исг полнительный блок 8, задатчик 9 цикла, третий 10, четвертый 11 и пятый 12 логические элементы И, второй. 13, третий 14 и четвертый 15 логические элементы НЕ, шестой 16 и седьмой 17 логические элементы И, пятый логичес кий элемент НЕ 18, восьмой логический элемент И 19.

20

25

инвертируется в 1 -элементом НЕ 18, который с его выхода подается на второй вход элемента И 10, на первый : вход которого подана логическая 1 с выхода элемента И 19. Логическая 1 с вьтода элемента И 10 подается на вход элемента НЕ. 13, и логический О с его выхода поддерживает в закрытом состоянии элемент И 7 по четвертому входу и элемент И 11 по первому входу. Одновременно на третий вход элемента И 6 подается логический О с выхода триггера 3.

Если БТП .SO.TO на первом выходе счетчика 2 импульсов появляется сигнал, который попадает на единичный вход триггера 3, и на выходе последнего появляется логическая 1. Поэтому на третий вход элемента И 6

35 подается 1. На первом входе элемента И 6 имеет место 1, которая инвертируется элементом НЕ 15 из О с выхода элемента И 12, закрытого по первому входу, связанному с выходом элемента И 17. На четвертый вход элемента И 6 поступает 1 с выхода элемента НЕ 5, инвертируемая им из О на выходе триггера 5, до тех пор.

30

40

пока S ;. Sf.iC появлением сигнала

пока S ;. Sf.iC появлением сигнала

IIи

Входы счетчика 1 энергии подключе-45 на второй входе элемента И 6, под- ны к трансформатору 20 напряжения, ключенном к выходу второму задат- включенному на напряжение на шйнах чику 9, появляется сигнал на выходе подстанции, и к трансформаторам 21 и 22 тока, первичные обмотки которых

50

включены в цепи соответственно первого 23 и второго 24 силовых транс-, форматоров, а вторичные соединены на сумму токов. Входы исполнительного блока 8 связаны с первым логическим элементом И 6 через диод 25, с вторым элементом И 7 через диод 26. и . четвертым элементом И 11 через диоды 27 и 28, а выходы подключены к шинкам отключения и включения выключа-,

55

элемента; 6, который поступает на вт рой и четвертый входы исполнительно го блока 8. Блок 8 вырабатывает уп- равлянлцее воздействие, которое с второго выхода включает выключатели 31 и 32 второго трансформатора 24 и с четвертого выход;а отключает выключатели 29 и 30 первого трансформатора, переводя нагрузку с первого трансформатора 23 на второй 24 До отключения трансформатора 23 со сто.яние элементов И 7 и 11 не мейяе

телей 29 и 30 трансформатора 23 и . выключателей 31 и 32 трансформатора 24.

Автооператор работает следующим образом.

В исходном состоянии включен первый силовой трансформатор 23, а второй 24 отключен. Если -с Б.то переключение трансформаторов.не произойдет, так как на выходах логических элементов И 6,7 и 11 отсутствует сигнал по следующим причинам., Элемент И 16 закрыт по.первому входу.

Логический О с выхода элемента И 16

Логический О с выхода элемента И 16

инвертируется в 1 -элементом НЕ 18, который с его выхода подается на второй вход элемента И 10, на первый : вход которого подана логическая 1 с выхода элемента И 19. Логическая 1 с вьтода элемента И 10 подается на вход элемента НЕ. 13, и логический О с его выхода поддерживает в закрытом состоянии элемент И 7 по четвертому входу и элемент И 11 по первому входу. Одновременно на третий вход элемента И 6 подается логический О с выхода триггера 3.

Если БТП .SO.TO на первом выходе счетчика 2 импульсов появляется сигнал, который попадает на единичный вход триггера 3, и на выходе последнего появляется логическая 1. Поэтому на третий вход элемента И 6

подается 1. На первом входе элемента И 6 имеет место 1, которая инвертируется элементом НЕ 15 из О с выхода элемента И 12, закрытого по первому входу, связанному с выходом элемента И 17. На четвертый вход элемента И 6 поступает 1 с выхода элемента НЕ 5, инвертируемая им из О на выходе триггера 5, до тех пор.

пока S ;. Sf.iC появлением сигнала

IIи

на второй входе элемента И 6, под- ключенном к выходу второму задат- чику 9, появляется сигнал на выходе

элемента; 6, который поступает на второй и четвертый входы исполнительного блока 8. Блок 8 вырабатывает уп- равлянлцее воздействие, которое с второго выхода включает выключатели 31 и 32 второго трансформатора 24 и с четвертого выход;а отключает выключатели 29 и 30 первого трансформатора, переводя нагрузку с первого трансформатора 23 на второй 24. До отключения трансформатора 23 со сто.яние элементов И 7 и 11 не мейяет

10

на включение силовых трансформаторов 23 и 24.

Из положения, когда включены оба трансформатора, при уменьшении нагрузки возможен переход к состоянию Б тр а тогда в работе остается только трансформатор 24, а так

5„, тогда в работе остается только трансформатор 23.

ся. После отключения трансформатора 23 на выходе элемента НЕ 13 появляется 1, которая подается на четвертый вход элемента И 7 и первый вход элемента И 11. Но сигналы.на выходе.элементов И 7 и 11 отсутствуют так как на третий вход элемента .. ...... ..„.ф.рма

И 11 подан О с выхода триггера 4, же к состоянию S, а на первый вход элемента И 7 подан

О с выхода элемента НЕ 14. После включения трансформатора 24 и отключения трансформатора 23 на выходе элемента И 17 появляется логическая 1, которая подается на первый вход элемента И 12, а на выходе элемента И 19 появляется логический О, который подается на третий вход элемента И 16 и на его выходе остается логический О. Логическая 1 с выхода элемента НЕ 18 подается на второй вход элемента И 12, который открывается, закрывая элемент И 6 по первому входу, и не пропускает

15

20

В первом случае Sg.S,n S коммутация происходит следующ1ш образом. Сигнал на втором выходе счетчика 2 импульсов исчезает. После сброса с первого выхода задатчика 9 на выходе триггера 4 устанавливается логический О и на выходе элемента НЕ 5 появляется 1, которая подается на четвертый вход элемента И 6. На первом выходе счетчика 2 сигнал не исчезает и с выхода триггера 3 1 подается на третий вход элемента И 6. Одновременно появляется ло.. - - . ..,i s i-jtnrnj нилвлйется ЛО-

c oZZЛГ включение трав-25 гическая 1 на выходе элемента И 16,

сформатора 24.

которая инвертируется элементом НЕ 18 в логический , подаваемый на. второй вход элемента И 12. На выходе элемента И 12 появляется логический

При дальнейшем увеличении нагрузки, когда 5тп Sg., появляется сигнал на втором выходе счетчика 2 импульсов, который поступает на единичный вход триггера 4, На выходе триггера 4 появляется логическая 1, которая подается на третий вход элемента И 11. На первый вход элемента И 11 подается 1 с выхода- элемента НЕ 13,так как трансформатор 23 отключен, а на четвертый вход подается 1 с триггера 3, ак как Vn ,. Поэтому при подаче на вто- рой вход элемента И 11 импульса с второго .выхода задатчика 9 с выхода элемента И 11 поступает сигнал на первый и второй входы исполнитель30

35

40

которая инвертируется элементом НЕ 18 в логический , подаваемый на. второй вход элемента И 12. На выходе элемента И 12 появляется логический

О , который инвертируется элементом НЕ 15 в 1. С выхода элемента НЕ 15 логическая 1 подается на первый вход элемента И б-. При поступлении сигнала с второго выхода задатчика 9 на второй вход элемента И 6 с его выхода походит сигнал на четвертый вход исполнительного блока 8 для., отключения трансформатора 23 и на второй вход блока 8 для подтверж- . дения включения трансформатора 24. Элементы 7 иМ . своего состояния не изменяют, так как на первом входе элемента И 7 остается О, а на

третьем входе элемента И 11 появляетного блока 8. При этом с первого вы- 45 После отключения трансформатора 23 логический О с выхода элемента И 19 подается на третий вход .элемента И 16 и закрывает его. На :второй вход элемента И 12 подается логическая 1, он открывается и элемент И 6 закрывается по первому

хода блока 8 поступает сигнал.на включение трансформатора 23, ас., второго выхода - сигнал, подтверждающий включение трансформатора 24, С . этого момента в работе находятся оба трансформатора 23 и 24. Состояние .. элементов И 6 и 7 не изменяется, так как на четвертый вход элемента И 6 и третий вход элемента И 7 подается логический О с элемента НЕ 5. После включения трансформатора 23 на выходе элемента НЕ 13 появляется О и элемент И 11 закрывается по первому входу, исключая повторные импульсы

50

входу, исключая повторное прохождение сигнала на отключение трансформатора 23.

55 Во втором случае, когда нагрузка от величины S Sg- изменяется сразу до Зтп 5д, коммутация происходит следующим образом. На обоих выходах счетчика 2 импульсов сигналы

..

0

на включение силовых трансформаторов 23 и 24.

Из положения, когда включены оба трансформатора, при уменьшении нагрузки возможен переход к состоянию Б тр а тогда в работе остается только трансформатор 24, а так

5„, тогда в работе остается только трансформатор 23.

.. ...... ..„.ф.рма

же к состоянию S,

В первом случае Sg.S,n S коммутация происходит следующ1ш образом. Сигнал на втором выходе счетчика 2 импульсов исчезает. После сброса с первого выхода задатчика 9 на выходе триггера 4 устанавливается логический О и на выходе элемента НЕ 5 появляется 1, которая подается на четвертый вход элемента И 6. На первом выходе счетчика 2 сигнал не исчезает и с выхода триггера 3 1 подается на третий вход элемента И 6. Одновременно появляется ло- - . ..,i s i-jtnrnj нилвлйется ЛО-

гическая 1 на выходе элемента И 16,

25 гическая 1 на выходе элемента И 16

30

35

40

которая инвертируется элементом НЕ 18 в логический , подаваемый на. второй вход элемента И 12. На выходе элемента И 12 появляется логический

О , который инвертируется элементом НЕ 15 в 1. С выхода элемента НЕ 15 логическая 1 подается на первый вход элемента И б-. При поступлении сигнала с второго выхода задатчика 9 на второй вход элемента И 6 с его выхода походит сигнал на четвертый вход исполнительного блока 8 для., отключения трансформатора 23 и на второй вход блока 8 для подтверж- . дения включения трансформатора 24. Элементы 7 иМ . своего состояния не изменяют, так как на первом входе элемента И 7 остается О, а на

входу, исключая повторное прохождение сигнала на отключение трансформатора 23.

55 Во втором случае, когда нагрузка от величины S Sg- изменяется сразу до Зтп 5д, коммутация происходит следующим образом. На обоих выходах счетчика 2 импульсов сигналы

отсутствуют и на выходах триггеров 3 и 4 устанавливается логический О, С выхода элемента НЕ 5 1 подается на третий вход элемента И 7 и на. второй вход элемента И 16, на выходе которого появляется логическая 1. Поэтому на второй вход элемента И 10 с выхода элемента НЕ 18 подается логический О, на выходе элемента И 10 появляется логический О О, а с выхода элемента НЕ 13 на четвертый вход, элемента И 7 подается 1. При подаче сигнала с второго выхода задатчика 9 на второй вход элемента И 7 сигнал с выхода последнего поступает на третий вход исполнительного блока-8 для отключения, трансформатора 24 и на первый

ческий элемент НЕ подключены к первым входам первого и второго логиче ских элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам исполнительного бл ка, при этом нулевые входы счетчи импульсов и триггеров, а также вто рые входы логических элементов И

0 подключены к выходам задатчшса цик отличающийся, тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем использования т нсформаторов с Любым соотношением

5 мощностей, он снабжен Четырьмя ло ческими элементами НЕ, шестью логи ческими элементами И. и че тырьмя ди дами, причем выход третьего элемен И соединен через второй логический

вход блока 8 для подтверждения вклю- 2о ;элемент НЕ с вторым входом второго

чения трансформатора 23, Элементы И 6, и 11 своего состояния не меняют из-за того, что на третий вход элемента И 6 и на. четвертый вход элемента И 11 подается логический О с выхода триггера 3, После отключения трансформатора 2А на выходе элемента И 17 появляется О,.который подаётся на первый вход элемента И 16. Сигнал на выходе элемента И 16 исчезает и появляется 1 на втором входе элементами 10, который открывается. Так как на выходе элемента НЕ 13 появляется О, то элемент И 7 закрывается по четвертому входу, исключая -повторные сигналы на отключение трансформатора 24.

Таким образом, предлагаемьй автооператор обеспечивает поддержание подстанции в режиме минимума.потерь при любом изменении нагрузки. При этом автооператор способен поддерживать данный режим на трансформаторной подстанции с любым соотношением мощностей трансформаторов.

Формула изо.бретенйя

Автооператор для управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции с.выключателями, содержащий, счетчик энергии с выходами для подключения на ток и напряжение подстанции, подключенный к счет- ,чику импульсов со счетным и нулевым выходами, два выхода которого подключены к единичным входам триггеров, выходы первого триггера непосредственно, а второго через первый логи30

35

логического элемента И и первым вх дом четвертого логического элемент И, выход которого соединен через диоды с третьим и четве1ртым входам 25 исполнительного блока, первый выхо которого соединен с шиной отключен выключателей первого трансформатор второй выход - с шиной отключения в ыключателей второго трансформатор третий выход - с щиной включения выключателей второго трансформатор яетвертый выход - с шиной включени выключателей первого трансформатор а третий и четвертый входы исполни тельного блока соединены через дио с выходами соответственно второго и первого логических элементов И, тий вход второго логического элеме та И соединен через третий логичес элемент НЕ с выходом первого тригг ра, а четвертьй вход - с первым вх дом четвертого логического элемент И, второй вход которого подключен второму выходу задатчика цикла, тр тий вход - к выходу первого тригге а четвертый вход четвертого логиче кого элемента И подкл ючен к входу первого логического элемента НЕ, с диненного выходом с третьим входом первого логического элемента И, че вертый вход которого связан «ерез четвертый логический элемент НЕ с выходом пятого логического элемент И, первый вход которого соединен с вторым входом третьего логического элемента И и через пятый логическ элемент НЕ с,выходом щестого логич ского элемента И, а второй вход пя того элемента И - с выходом седьмо

40

45

50

55

570636

ческий элемент НЕ подключены к первым входам первого и второго логических элементов И, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам исполнительного блока, при этом нулевые входы счетчика импульсов и триггеров, а также вторые входы логических элементов И

0 подключены к выходам задатчшса цикла, отличающийся, тем, что, с целью расширения функциональных . возможностей путем использования трансформаторов с Любым соотношением

5 мощностей, он снабжен Четырьмя логическими элементами НЕ, шестью логи- ческими элементами И. и че тырьмя диодами, причем выход третьего элемента И соединен через второй логический

о ;элемент НЕ с вторым входом второго

0

5

логического элемента И и первым входом четвертого логического элемента И, выход которого соединен через диоды с третьим и четве1ртым входами 5 исполнительного блока, первый выход которого соединен с шиной отключения выключателей первого трансформатора, второй выход - с шиной отключения в ыключателей второго трансформатора, третий выход - с щиной включения выключателей второго трансформатора, яетвертый выход - с шиной включения выключателей первого трансформатора, а третий и четвертый входы исполнительного блока соединены через диоды с выходами соответственно второго и первого логических элементов И, третий вход второго логического элемента И соединен через третий логический элемент НЕ с выходом первого триггера, а четвертьй вход - с первым входом четвертого логического элемента И, второй вход которого подключен к второму выходу задатчика цикла, третий вход - к выходу первого триггера, а четвертый вход четвертого логического элемента И подкл ючен к входу первого логического элемента НЕ, соединенного выходом с третьим входом первого логического элемента И, четвертый вход которого связан «ерез четвертый логический элемент НЕ с выходом пятого логического элемента И, первый вход которого соединен с вторым входом третьего логического- элемента И и через пятый логический элемент НЕ с,выходом щестого логического элемента И, а второй вход пятого элемента И - с выходом седьмо0

5

0

5

го логического элемента И.и первьм входом шестого логического элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого логического элемента НЕ, а третий вход - с вторым входом третьего логического элемента И и выходом восьмого логического элемента И, соединенного входами с замыкающими блок-контактами выключателей первого трансформатора, а замыкающие блок-контакты выключателей второго трансформатора подключены к входам седьмого логического элемента И.

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов на двухтрансформаторных подстанциях. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем использования тр ансформаторов с любым соотношением их мощностей. Указанная цель достигается введением в устройство четырех логических элементов НЕ (13, 14, 15 и 18) и шести логических элементов И (10, 11, 12, 16, 17 и 19), что позволяет в зависимости от нагрузки подстанции и с целью минимизации потерь в трансформаторах автоматически поддерживать во включенном состоянии либо один трансформатор 23 меньшей мощности, либо другой трансформатор 24 большей мощности, либо оба указанных трансформато- -- 3 ил. (Л с сд О) со

Srn

ff $а

.-TL

iT О 2Т

О

М

м

Фие.2

1ДЯ

25 и 24

тп