Устройство для управления режимом работы участка электрической сети Советский патент 1989 года по МПК H02J3/12 

Изобретение относится к электротехнике и используется для регулирования напряжения и реактивной мощно- сти на участке электрической сети.

Цель изобретения - улучшение качества регулирования напряжения на участке электрической сети за счет селективности коммутации реакторов.

На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройства для управления режимом работы участка электрической сети.

Участок электрической сети включает в себя несколько подстанций 1,2, связанных между собой линиями 3 электропередачи. На подстанциях устанавливаются коммутируемые шунтовые реакторы 4, непрерьшно регулируемые блоки 5 компенсации реактивной мощности, роль которых:могут выполнять синхронные машины с автоматическими регуляторами возбуждения, статистические тиристорные компенсаторы со своими автоматическими регуляторами напряжения или шунтовые реакторы.

tsD

О

подключенные к вторичной стороне трансформатора с РПН, снабженного регулятором нанряжения.

Устройство включает схему 6 уп- равления реакторами, трансформатор 7 нянряженйя шин подстанции, датчик 8 Нагрузки регулируемого блока компенсации реактивной мощности, блоки 9 и 10 переключения реакторов, каждый из которьгк выполнен в виде двух элементов сравнения (9.1, 9.2, 10.1 и 10.2) параметра режима (Q и U) соответственно с максимальной и минимальной уставками, функциональный преобразователь I1 активной и реактивной мощности в сигнал, фиксирующий предельные запасы пропускной способности электропередачи по условиям надежности, пороговый элемент 12 на выходе функционального преобразователя 1 1, логические элементы ИЛИ 13-16, логический элемент И 17, блок 18 сравнения, элементы 1.9-22 вьиержки времени, реле 23 и 24, вент ли 25 и 26, компараторы 27 и 28, сумматоры 29 и 30, датчик 31 напряжения шин смежной подстанции, датчики активной 32 и реактивной 33- мощности линии 3 электропередачи.

Вход Включить схемы 6 управления реакторами соединен с выходом логического элемента ИЛИ 15 два входа которого соединены с выходами элементов 19 и 20 вьщержки времени, Входы элементов 19 и 20 соединены соответственно через размыкающий 23 . и замыкающий 23.2 контакты реле 23 с выходами логического элемента ИЛИ 13, два входа последнего соединены с выходами Включить блоков 9 и 21 переключения реакторов.

Вход блока 9 переключения реакторов подключен к-датчику 8 нагрузки регулируемого блока компенсации ре- активной мощности а вход блока 10 - к трансформатору 7 напряжения шин подстанции.

Выход Отключить схемы 6 управления реакторами соединен с выходом логического элемента ИЛИ 16, два входа которого соединены с выходами элементов 21 и 22 выдержки времени, а их входы, соответственно через размыкающий 24 J и замыкающий 24.2 кон- такты реле 24 соединены с выходом логического элемента И 17. Один из двух входов элемента 17 соединен с выходом логического элемента ИЛИ 14,

два входа которого соединены с выходами Отключить блоков 9 и 10 переключения реакторов, а третий г с выходом порогового элемента 12 уста- новленного на выходе функционального преобразователя 1 1 .Два входа фун кпионального преобразователя 1 1 подкл чены к датчикам активной 32 и реактивной 33 мощности линии 3 электропередачи.

Второй вход логического элемента И 1 7 соединен с выходом блока 18 сравнения, вход которого соединен с выходом разности элемента сравнения, входящего в состав блока 10 переключения реакторов.

Обмотка реле 23 через вентиль 25 положительной полярности соединена с выходом компаратора 27, установленного на выходе сумматора 29, один из входов которого соединен с трансформатором 7 напряжения шин подстан . ции, а второй - с датчиком 31 напряжения шин смежной подстанции.

Обмотка реле 24 через вентиль отрицательной полярности подключена к выходу компаратора 28, установленного на выходе сумматора 30, два входа которого также соединены с трансформатором 7 напряжения и датчиком 31 напряжения.

Предлагаемое устройство устанавливается на нескольких подстанциях управляемого участка электрической сети, в частности на электрически .близких энергообъектах, и предназначено для работы во всех нормальных эксплуатационных режимах, которые характеризуются изменением в широких пределах потоков мощности по линиям электропередачи,связьюающие указанные подстанции.

Одновременно с изменением загрузки линии 3 электропередачи под воздействием автоматических регуляторов напряжения, входящих в установленные на подстанциях блоки 5 компенсации реактивной мощности, изменяется нагрузка последних, а также уровни напряжения на шинах подстанций, так как его регулирование производится с определенным статизмом, зависящим как от нас-тройки указанных регуляторов (статизм, установка, по напряжению) , так и от схемы подключения источников реактивной мощности к шинам подстанций (непосредственно или через реактивное сопротивление).

При этом могут происходить как исчер пан ие регулировочных диапазонов устновленных на подстанциях регулируемы блоков, компенсации реактивной мощности, так и достижение предельно допустимых уровней напряжения на шинах подстанций. Высвобождение указанных регулировочных диапазонов с одновременным возвратом уровней напряжения на шинах подстанций в допустимые пределы достигается коммутацией шунтовых реакторов 4.

Поскольку перечисленные нарушения допустимого режима могут возникать одновременно на нескольких подстанциях, например, при резких изменениях потоков мощности по линиям электропередачи, коммутация шунтовых реа:кторов большей единичной мощности одновременно на нескольких подстанциях по этому фактору может привести к перерегулированию и возникновению автоколебательного режима с попеременным включением-отключением указанных реакторов. С другой стороны, из-за электрической близости сменных подстанций рассматриваемого участка сети может оказаться достаточной коммутация всего одного шунтового реактора на одной подстанции,

Устройство работает следующим образом.

Блоки 9 и 1 О переключения реакторов и,функциональный преобразователь 11 контролируют нагрузку (О) блока 5 компенсации реактивной мощности, уровень напряжения на шинах 1 и нагрузку линии 3 электропередачи и вырабатывают команды Включить или Отключить очередной шунтовый реактор. Одновременно на входы сумматоров 29 и 30 поступают напряжения шин данной подстанции Щ и шин смежной подстанции Цг. (последнее со знаком - ) и корректирующие поправки мокс мчн

Сигналы на выходах сумматоров 29 и 30 соответственно равны

ли

мокс

тт тт вмакс /,, т, максч U -UgTc - (. U/I ) - (U, +

.А и

мин

и,-и, (и,- иГ ) - (иг - Ue ) - ,

где

и.

- и.

+1

- ах6

суммн - . - корректирующие поправки, учитывающие разницу граничных значений напряжений на смежных подстанциях J Si - на- ° строечный параметр.

Коммутаторы 27 и 28 на выходе сумматоров 29 и 30 формируют нормированные сигналы, полярность которых

.- определяется полярностью сигналов дуичсе ди соответственно.

При иди ди 0 вентили 25 и 26 остаются закрытьми; реле 23 и 24 обесточены, и команды

15 Включить и Отключить, выработанные блоками 9-11, поступают на соответствующие входы схемы 6 управления реакторами через замкнутые контакты 23.1 и 24.1 и элементы 19

20 и 21 вьдержки времени Т1, ТЗ, реализующими минимальные задержки по времени (в частном случае.может быть принято Т1 ТЗ 0)

Если ипн О,

25 соответственно открьшаются вентили 25 ипи 26 и реле 23 ипи 24 переключают свои контакты. Это приводит к тому, что указанные команды Включить - Отключить поступают на

30 входы схемы 6 управления реактором через 20 и 22 вьщержки времени Т2 и Т4, реализующими большую задержку (Т2 Т1 и )

Срабатьшания реле 23 и 24 при условиях О или О обеспечивается выбором величины настроечного параметра.

Напряжение шин смежной подстанции постзшает на входы сумматоров 29 и 30 с выхода датчика 31, в качестве которого может быть применен либо телемеханический датчик, либо функциональный преобразователь наЦряжения шин-данной подстанции I, активной и реактивной мощности линии 3 электропередач, в напряжение на шинах смежной подстанции 2, например, по формуле

-тт - I/Pi - 10з - Ut (b,, - b. )f

и. - - I/ ,

где Pj и

Qj - активная и реактивная мощ- ность линии электропередачи 3,

be - поперечная проводимость в П-образной схеме замещения линии 3 у шин подстанции 1 ,

YSиbj - соответственно модуль продольной проводимости и реактивной, составляющей продольной проводимости линии 3 в П-образной схеме замещения.

При необходимости управлять участком электрической аети, охватьшающем несколько смежных подстанций, в устройство должны быть введены дополнительные датчики 31 по числу смежных подстаниий и связанные с ними цепочки-элементов 29, 27, 25 и 30, 28, 26 с подключением их к обмоткам реле 23 и 24 соответственно. Однако указанное увеличение элементов в предлагаемом устройстве не изменяет принцип его действия.

Формула изобретения

Устройство для управления режимом работы участка электрической сети из связанных линией электропередачи подстанций с реакторами и регулируемыми блоками компенсации реактивно мощности, содержащее схему управления реакторами, трансформатор напряжения шин подстанции, датчик нагрузки регулируемого бло- .ка компенсации реактивной мощности, функциональный преобразователь активной и реактивной мощности в сигнал, фиксирующий предельные запасы пропускной способности электропередачи по условиям надежности,-пороговый элемент на выходе функционального преобразователя, два блока переключения реакторов, вьшолненные каждый в виде двух элементов сравнения соответственно с максимальной и минимальной уставкой, блокi сравнения, два логических элемента ИЛИ, логический элемент И и датчики активной и реакт1 вной мощности лини электропередачи, соединенные с входами функционального преобразователя, выход которого через пороговый элемент и первый логический элемент ИЛИ соединен с входом элемента И,

датчик нагрузки регулируемого блока компенсации ре-активной мощности через первый блок переключения реакто- ров соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ и входом второго элемента ИЛИ, трансформатор напряжения шин подстанции через второй блок переключения реакторов соеди- нен с третьим входом первого элемента ИЛИ и вторым входом второго элемента ИЛИ, выход разности элемента сравнения с максимальной уставкой, второго блока переключения реакто- ров через блок сравнения соединен

с вторым входом элемента И, о т л и- чающееся тем, что с целью улучщения качества регулирования напряжения на участке электрической сети за счет селективности коммутации реакторов, в него введен датчик напряжения шин смежной подстанции, два сумматора, два компаратора, два вентиля, два реле, четыре элемента вьщержки времени, третий и четвертый логические элементы ИЛИ, причем вход Включить схемы управления реакторами через третий элемент ИЛИ соединен с выходами первого и второ- го элементов вьщержки времени, входы которых соединены соответственно через замкнутый и разомкнутьй контакты первого реле с выходом второго элемента ИЛИ, вход Отключить схемы управления реакторами через четвертый элемент ИЛИ соединен с выходами третьего и четвертого элементов выдержки времени, входы которых соединены соответственно через замкнутьм и разомкнутый контакты второго реле с выходом элемента И, обмотка первого реле через вентиль положительной полярности, первьй компаратор и первьй сумматор, а обмотка второго реле через вентиль отрицательной полярности, второй компаратор и второй сумматор, соединены с трансформаторами шин подстанции, вторые входы сумматоров соединены с датчиком напряжения щин смежной подстан

ции.

-Ион

lET

ir

Ib.Xbi

r

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - улучшение качества регулирования напряжения на участке электрической сети за счет селективности коммутации реакторов. Селективность достигается тем, что устройства, установленные в каждом узле сетей, контролируют не только "свое" напряжение (U_I), но и напряжение в смежных узлах (U_J). При условии (U_I-U^MAX)*98(U_J-U^мах) (1), или (U_I-U^MIN)*98(U_J-U^MIN) (2), где U^MAX, U^MIN, U^MAX, U^MIN -предельно допустимые уровни контролируемых напряжений, устройство коммутирует шунтовые реакторы в "своем" узле с меньшей выдержкой времени (τ_I1). Если условия (1) или (2) не выполняются, то коммутация реакторов производится с большей выдержкой времени (τ_I2*98т_I1). Одновременно выдержки времени в отдельных узлах участка сети выбираются различными(τ_I1 ≠ τ_J1 и τ_I2 ≠ τ_J2 ). Таким образом предотвращается перерегулирование напряжения из-за одновременной коммутации нескольких реакторов в разных узлах сети и связанная с этим возможность возникновения автоколебательного режима. 1 ил.