Устройство для автоматического регулирования напряжения линии электропередачи Советский патент 1989 года по МПК H02J3/12 

в 17

Изобретение относится к электротехнике и может найти широкое применение в протяженных линиях электропередачи, снабженных автоматическими регуляторами-стабилизаторами напряжения. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и устойчивости работы линии электропередачи в динамических режимах. Устройство содержит питающий трансформатор 15, вторичная обмотка которого разделена на три дискретные и аналоговую гальванически развязанные секции, многодиагональный тиристорный мост с искусственной коммутацией 14, вольтодобавочный трансформатор 16, а блок управления 18 включает преобразователь тока в напряжение 1, пороговый блок 2, источник регулируемого напряжения 3, блок синхронизации 4, блок защиты 5, адресный регистр 6, блок квантования 7, генераторы пилообразного напряжения 9, 10, фазосдвигающие устройства 11 и 12 и формирователь синфазной коммутации 13. Устройство регулирования, построенное на логических элементах, и искусственная коммутация тиристорных ключей способны при сверхперегрузках запретить регулирование и перевести устройство в режим закорачивания обмотки возбуждения вольтодобавочного трансформатора. 3 ил., 1 табл.

С

4

СО

держит питающий трансформатор 15, вторичная обмотка которого разделена на три дискретные и аналоговую гальванически развязанные секции, многодиагональный тиристорный мост с искусственной коммутацией 14,вольтодо- бавочный трансформатор 16, а блок управления 18 включает преобразователь тока в напряжение 1, пороговый блок 2, источник регулируемого напряжения 3, блок синхронизации 4, блок защиты 5, адресный регистр 6, блок

1

Изобретение относится к электро- технике и может н,айти пшрокое применение в протяженных линиях электропередачи, снабженных автоматическими регуляторами-стабилизаторами напряжения.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и ус- тойчивости работы линии электропередачи в динамических режимах.

На фиг.1 изображена схема-блок устройства; на фиг.2 - схема вьшол- нения блока регулирования возбуждения и питающего трансформатора; на фиГоЗ - диаграммы, иллюстрирующие работу устройства. Таблица иллюстрирует переключение секций питающего трансформатора.

Устройство для автоматического регулирования напряжения состоит из преобразователя 1 тока в напряжение, порогового блока 2 включающего семнадцать однотипных порогов, источника 3 регулируемого напряжения, блока 4 синхронизации, блока 5 защиты, адресного регистра 6 блока 7 квантования, усилителя 8 мощности, первого 9 и второго 10 генераторов пилообразного напряжения, первого-11 и второг 12 фазосдвигающих блоков, формирователя 13 синфазной коммутации, блок 1 регулирования возбуждения, выподнен- ньш в виде многодиагонального тирис- торного моста- с искусственной коммутацией, питающего трансформатора 15, вторичная обмотка которого разделена на три дискретно-регулируемые и

квантования 7, генераторы пилообразного напряжения 9, 10, фазосдвигаю- щие устройства 11 и 12 и формирователь синфазной коммутации 13. Устройство регулирования, построенное на логических элементах, и искусственная коммутация тиристорных ключей способны при сверхперегрузках запретить регулирование и перевести устройство в режим закорачивания обмотки возбуждения вольтодобавочного трансформатора..3 ил., 1 табл. .

10

15

0

20

25

5

одну плавнорегулируемую гальванически развязанные секции, вольтодобавочного трансформатора 16 и трансформаторов тока 17. Элементы схемы с 1 и по 13 образуют блок 18 управления.

В устройстве трансформаторы 17 тока соединены с преобразователем то- 1 тока в напряжение, который своими выходами соединен с пороговым блоком 2, блоком 4 синхронизации и через источник , 3 регулируемого напряжения, с фазосдвигающими блоками 11 к 12„ Пороговый блок 2 одним вьпсодом соединен через адресный регистр 6 с блоком квантования 7, вторым выходом через блок 5 защиты соединен с бло- - ком синхронизации 4, который в свою очередь соединен первым и четвертым выходами с блоком 7 квантования, вторым - через генераторы 9 и 10 пилообразного напряжения - с фазосдвигающими блоками 11 и 12, а третьим выходом - через формирователь 13 синфазной коммутации - с блоком 7 квантования. , , сдвигающие блоки 11 и 12 соединены через блок 7 квантования и усилитель 8 мощности с многодиагональным тирис- торным мостом 14 с искусственной коммутацией. Потенциально разделенные секции вторичной обмотки питающего трансформатора 15 соединены через мост 14 с обмоткой возбуждениявольтодобавочного трансформатора 16, втог ричная обмотка которого соединена последовательно с линией электропередачи. Блок регулирования возбуждения liMeeT тиристоры 19-58,

Устройство автоматического регулирования напряжения работает следующим образом.

Изменение напряжения линии, напри- мер, на 3% в сторону понижения увеличивает соответственно ток в трансформаторах тока 17. Вторичные обмотки ю трансформаторов тока нагружены преобразователем 1 тока в напряжение, выходное напряжение которого изменяется пропорционально входному току. При этом одновременно включаются nor 15 роговый блок 2, источник 3 регулируемого напряжения и блок 4 синхронизации.

Пороговый блок 2 включает I0-й порог в ,соответстБии с таблицей и с помощью адресного регистра и первого выхода блока 4 синхронизации подготавливает блок 7 квантования для включения усилителя 8 мощности.

торов 37, 38 и искусствекное выклю- чение тиристоров 57, 58 управления плавно регулируемой секции 1 питающего трансформатора 15. .Секция плавного регулирования 1, обеспечгшая в пределах ступени необходимую добавку &Ujr к сумматорному напряжению 11, IV секций дискретного регулирования IIj, , IV ,; увеличивает насьще- ние магнитопровода вольтодобавоч- ного трансформатора и, соответственно, напряжение на вторичной обмотке вольтодобавочного трансформатора,

20

В аварийной ситуации на линии или в режиме недопустимых перегрузок в зоне автоматического регулирования напряжения ток, протекающ1-1Й lepes первичные обмотки трансфорьшторов 17 тока, резко возрастает. Соотввтственно на выходе преобразователя 1 появляется потенциал, достаточный для включения семнадцатого порога блока 2,

Блок синхронизации 4 формирует им- 25 ко торый включает блок 5 залдаты с фикг пульсы, которые с третьего выхода . сированной вьщержкой времени, равной поступают на формирователь 13 синфаз- 0,5 Т. В.ыдержка времени необходима ной коммутации, напряжение ,U которо- для завершения работы узла искусственной коммутации, которая прекраща30

35

40

- -., .- . -

го (фиг.З) обеспечивает через блок 7 квантования включение усилителя 8 мощности. Последние напряжением Ug,,™, включают синфазно тиристоры 19-22, 43-52; 33, 34, 55-58 секций 11, IV :фиг.2 дискретного регулирования и добавляют U иjj. , к напряжению линии Uj,. Комбинация секций И. , IV, определена рабочим состоянием десятого порога блока 2 и адресного регистра 6.

Сигналами второго выхода блока 4 синхронизации запускаются генераторы линейно нарастающего U, 9 и линейно- падающего и , 10 пилообразных напряжений. Их выходные напряжения поступают на первые входы фазосдвигающих блоков 11 и 12 и служат опорными в формировании регулируемых сигналов. На вторые входы блоков 11 и 12 подается напряжение от источника 3 регулируемого напряжения Наложение опор- него и регулируемого напряжений определяют фазу включения ci, и выключения 5 плавно регулируемой секции

45

ет .работу секции раньше завершения полупериода и переводит устройство автоматического регулирования па- пряжения в синфазный режим. Начиная со второго полупериода блок 5 защиты запрещает синхронизацию по второму и третьему выходам блока 4, а четвертый вьтход разрешает блоку 7 квантования через усилнтель мощности 8 включить обмотку возбз ждения вольтодобавочного трансформатора 16 в режим короткого замыкания. При этом прекращается подпитка места короткого замы- ;кания вольтодобавочным трансформато- |ром и исключается его дроссельный режим. Этот режим реализуется включением тиристоров 39-58 многодиагонального моста 14„ Обесточенная и включенная последовательно с линией :вторичная обмотка вольтодобавочного (трансформатора, увеличивая реактив- ное сопротивление линии, ограничива- ет ток короткого замыкания в зоне регулирования и повьшает устойчивость работы отправного конца линии. После ликвидации или самоликвидации аварийной ситуации на линии устройство для автоматического регулирования напряжения автоматически вводится в работу.

торов 37, 38 и искусствекное выклю- чение тиристоров 57, 58 управления плавно регулируемой секции 1 питающего трансформатора 15. .Секция плавного регулирования 1, обеспечгшая в пределах ступени необходимую добавку &Ujr к сумматорному напряжению 11, IV секций дискретного регулирования IIj, , IV ,; увеличивает насьще- ние магнитопровода вольтодобавоч- ного трансформатора и, соответственно, напряжение на вторичной обмотке вольтодобавочного трансформатора,

20

30

35

40

45

5

ет .работу секции раньше завершения полупериода и переводит устройство автоматического регулирования па- пряжения в синфазный режим. Начиная со второго полупериода блок 5 защиты запрещает синхронизацию по второму и третьему выходам блока 4, а четвертый вьтход разрешает блоку 7 квантования через усилнтель мощности 8 включить обмотку возбз ждения вольтодобавочного трансформатора 16 в режим короткого замыкания. При этом прекращается подпитка места короткого замы- ;кания вольтодобавочным трансформато- |ром и исключается его дроссельный режим. Этот режим реализуется включением тиристоров 39-58 многодиагонального моста 14„ Обесточенная и включенная последовательно с линией :вторичная обмотка вольтодобавочного (трансформатора, увеличивая реактив- ное сопротивление линии, ограничива- ет ток короткого замыкания в зоне регулирования и повьшает устойчивость работы отправного конца линии. После ликвидации или самоликвидации аварийной ситуации на линии устройство для автоматического регулирования напряжения автоматически вводится в работу.

Формул -а изобретен и- я

Устройство для автоматического регулирования напряжения линии элек- тропередачир содержащее вольтодобавоч- ный трансформатор, вторичная о бмотка которого включена последовательно в линию электропередачи, питающий трансформатор, первичная обмотка которого подключена на напряжение линии, блок регулирования возбуждения вольто- добавочного трансформатора, силовой вход которого соединен с питающим трансформатором, блок управления.

1473004

6

10

вольтодобавочного трансформатора, а блок управления вьтолнен в виде преобразователя тока в напряжение, вход которого соединен с трансформатором тока, а выходы - с пороговым блоком, источникам регулируемого напряжения и блоком синхронизации соответственно, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первьпч и вторым входами блока квантования, , третий выход через первый и второй генераторы пилообразного напряжения соединен с первыми входами первого

выход которого соединен с блоком ре- g и второго фаз сд ви гающих бло ковГвы- гулирования возбуждениявольтодобавоч- ходы которых соединены соответственного трансформатора, трансформатор ----- тока, включенный в цепи нагрузки линии, что.

отличающееся тем, с целью повышения быстродействия устройства и устойчивости работы линии электропередачи в динамических режимах, вторичная обмотка питающего трансформатора выполнена в виде трех дискретно-регулируемых и одной плавно регулируемой гальванически развязанных секций, к которым через блок регулирования возбуждения, вьшолнен- ный в виде многодиагонального тирис- торного моста с искусственной коммутацией, подключена первичная обмотка

но с третьим и четвертым входами блока квантования, а вторые входы фазо- сдвигающих блоков объединены и сое20 динены с выходом источника регулируемого, напряжения, четвертый выход блока синхронизации через формирователь синфазной коммутации соединен с пятым входом блока квантования, пер25 вый выход порогового блока соединен через адресный регистр и блок квантования с усилителем мощности, вькод которого является выходом блока уп равления, а второй выход порогового

30 блока через блок защиты соединен с вторым входом блока синхронизации.

3004

6

10

вольтодобавочного трансформатора, а блок управления вьтолнен в виде преобразователя тока в напряжение, вход которого соединен с трансформатором тока, а выходы - с пороговым блоком, источникам регулируемого напряжения и блоком синхронизации соответственно, первый и второй выходы которого соединены соответственно с первьпч и вторым входами блока квантования, , третий выход через первый и второй генераторы пилообразного напряжения соединен с первыми входами первого

g и второго фаз сд ви гающих бло ковГвы- ходы которых соединены соответствен-----и второго фаз сд ви гающих бло ковГвы- ходы которых соединены соответствен-----

но с третьим и четвертым входами блока квантования, а вторые входы фазо- сдвигающих блоков объединены и соединены с выходом источника регулируемого, напряжения, четвертый выход блока синхронизации через формирователь синфазной коммутации соединен с пятым входом блока квантования, первый выход порогового блока соединен через адресный регистр и блок квантования с усилителем мощности, вькод которого является выходом блока уп равления, а второй выход порогового

блока через блок защиты соединен с вторым входом блока синхронизации.

Фиг.г

ас

Кф

%/x.pf р

fe.J