Устройство для управления нагрузкой трансформаторной подстанции Советский патент 1989 года по МПК H02J13/00 

лр;,

1

Изобретение относится к электроэнергетике ,в частности, к устройствам автоматического управления электрической нагрузкой. Цель изобретения - повышение надежности электроснабжения потребителей. Устройство содержит автоматический регулятор напряжения под нагрузкой 19, три умножителя 11-13, пять сумматоров 6-10, два делителя 14, 15, блок учета отключенной нагрузки 16. При превышении величины нагрузки заданного значения устройство формирует сигналы на снижение напряжения для уменьшения мощности или одновременно также и на отключение части нагрузки, обеспечивая при этом выполнение задания и минимума ущерба у потребителей. 2 ил.

РЗ.

он

17

N{

СО

15

Г1

00

i2./

го

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам автоматического управления электрической нагрузкой,

Цель изобретения - повышение на - дежности электроснабжения потребителей.

На фиг.1 представлено устройство, общая схема,- на фиг. 2 - графические зависимости удельных ущербов потребителей.

Устройство состоит из датчика 1 и задатчика 2 активной нагрузки 3, сумматоров 4-8, умножителей 9-11, де лителей 12 и 13, блока 14 учета отключенной нагрузки, исполнительного органа 15 отключения наг рузки, трансформатора 16 с регулятором 17 напряжения, содержащим блок 18 авто- матического регулирования, датчик 19 и задатчик 20 напряжения.

Выход датчика 1 нагрузки подключен к одним из выходов сумматора 4 и умножителей 9 и 10. Второй вход сум- матора 4 подключен к выходу задатчика 2 нагрузки, а третий вход - к выходу блока 14 учета отключенной нагрузки. Выход сумматора 4 подключен к одному из входов умножителя 1 1 и сумматора 5. Вькоды умножителей 9 и 11 подключены к входам сумматора 6. Последовательно соединенные умножитель 10, сумматор 7, делители 12 и 13, сумматор 8 подсоединены к одно- му из входов блока 18 регулятора 17 напряжения, второй вход которого соединен с датчиком 19 напряжения« Блок 18 осу1цествляет регулирование напряжния вторичной обмотки трансформато- ра 16, питающего нагрузку 3. Второй вход сумматора 8 подключен к задат- чику 20 напряжения. Выход сумматора соединен с вторым входом делителя 12, выход которого подключен к второ му входу сумматора 5. Вход исполнительного органа 15 отключения нагрузки подключен к выходу сумматора 5, Орган 15 отключения осуществляет управление приводами нагрузки 3, инфор нация об отключении которой поступает в блок 14 учета. На вторые входы умножителей 9-11,сумматора 7, делителя 13 и третий вход сумматора 6 подаются постоянные сигналы ..

Устройство работает следующим образом.

В нормальных режимах работы энер- 1 осистемы или работы потребителей

не в часы максимума нагрузки энергосистемы, величина потребляемой активности мощности Р нагрузки 3 как правило не превышает предельно допустимой P.jj , поступающей с задатчика 1 . В этом случае на выходе делителя 13 нет управляющего сигнала и регулятор 17 осуществляет управление уровнем напряжения у потребителя в соответствии с заданным значением U.g, определяемым задатчиком 20 напряжения. Поскольку на вход органа 15 не поступает положительного управляющего сигнала, то отключение потребителей не происходит.

При превышении активной мощности нагрузки предельно допустимой величи.- ны Р Р .jj устройство .должно устра- .нить возникший дефицит мощности

Рдеф Р Рдоп )

(1)

т.е. выполнить условие при минимальном ущербе для потребителей

Y Y, (ьи) + Y, (ЛР„ ) , (2) где Y;,(vU) ущерб у потребителей от снижения напряжения на величину uU,

Y,(uP,) -ущерб у потребителей от отключения части нагрузки Л Р, .

Для значительной части нагрузок составляющие ущерба (2) можно оценить по формулам

Y C/iil) Р(а„+а, (3)

Y2(UPJ b. APJ ; (4) где a,a,...,b - коэффициенты, учи- тываюо(ие ущерб от внезапности снижения напряжения и отключения нагрузки величины ее отключения и глубины снижения напряжения,

Взаимосвязь величины снижения, напряжения ли и уменьшения при этом активной мощности нагрузки Л Р.. определяется уравнением ли йР,д/Кц,(5)

где Кц - регулирующий эффект нагрузки по напряжению.

Поскольку величина дефицита мощности А-Рдля, может быть устранена

Wf

путем отключения части нагрузки йР и снижения напряжения, то необходимый объем отключаемых потребителей определяется из уравнения

АР„ &V9

-о - ре ср -ц .. Подставляя уравнение (5) в (3), а формулы (4) и (5) в (2), минимизируя которое с учетом (7:) j находим оптимальную величину уменьшения нагрузки путем снижения напряжения

&Рм

b b W I 2К + 2

Р Si К

U

,Р ,Р

2a. i

C-j+Cjj

гдес,-Ч C,f-; ,;,C,b,

Таким образом, если активная мощность нагрузки в каком-либо режиме станет больше предельно допустимой (. величины Р Рдоп то на выходе сумматора 4 появляется сигнал, пропорциональный возникшему дефициту мощности йР

Леф

Умножение этой величины на постоянный сигнал Cj в множителе 11, а затем суммирование полученной величины в сумматоре 6 с постоянным сигналом С и сигналом, пропорциональным величине (-CjP), дает сигнал, равный , uPieq, Деление данного сигнала в делителе 12 на величину , полученную путем умножения С на Р в умножителе 10 и суммирование в сумматоре 7 с сигналом С , дает значение сигна,g , уменьшение активной мощности нагрузки устройство осуществляет тол ко путем снижения напряжения, что приводит к уменьшению мощности ДРу Ь. Р величине дефицита мощ

ности йР

Aeqpa

устройство дает управ20 :ляющие сигналы на отключение нагрузки на величину Л.РО и снижение напряжения, что приводит к у еньшению мощности на величину Рц. Тем самым ликвидируется возникший дефицит мощности .ЛРдео,, &РО. + uPuj . Как в . первом, так и во втором реж1Ф1е ограничения мощности обеспечивает минимум ущерба у потребителей.

Таким образом, предлагаемое уст25

ла, пропорционального оптимальной ве-ЗО ройство за счет снижения напряжения

личине уменьшения нагрузки путем снижения напряжения ЛР . Делитель . в соответствии с уравнением (5)

8

осуществляет операцию деления на сигнал Cj. -Ку и на выходе делителя 13 появляется сигнал, пропорциональный величине уменьшения напряжения - &U, Поэтому на вход блока автоматического регулирования с сумматора 10 поступает новое заданное значение напряжения и,ц и - &U, в соответствии с которым регулятор 9 снижает уровень напряжения у потребителей на величину ди, тем самым уменьшая мощность потребителей на величину ЛР. Если этой величины не достаточно для ликвидации возникшего дефицита мощности iP. , то сумматор 5 в соответствии с уравнением (6) осуществляет определение необходимой величины отключения нагрузки ДРд. Полученный сигнал с сумматора 5 поступает в орган 15, который отключает нагрузку на величину ЛРд. Блок 14 осуществляет учет отключенной нагрузки для получения сумматором 4 информации о величине фактического дефицита мощности для нагрузки 3, при выполнении условия (1) путем воздействия устройства на

73008

отключение части потребителей и снижения уровня напряжения.

Графические зависимости фиг.2 работы устройства, имеют следующие обозначения: а - удельный ущерб потребителей при снижении напряжения; б - удельный ущерб потребителей при отключении нагрузки; с 10 общий удельный ущерб потребителей при снижении напряжения и отключении нагрузки.

При величине дефицита мощности

ЬР

15

,g , уменьшение активной мощности нагрузки устройство осуществляет только путем снижения напряжения, что приводит к уменьшению мощности ДРу Ь. Р величине дефицита мощности йР

Aeqpa

устройство дает управ20 :ляющие сигналы на отключение нагрузки на величину Л.РО и снижение напряжения, что приводит к у еньшению мощности на величину Рц. Тем самым ликвидируется возникший дефицит мощности .ЛРдео,, &РО. + uPuj . Как в . первом, так и во втором реж1Ф1е ограничения мощности обеспечивает минимум ущерба у потребителей.

Таким образом, предлагаемое уст25

у потребителей в режимах ограничения их мощности позволяет уменьшить количество отключаемой нагрузки и тем самым повысить надежность электроснабжения потребителей

Предлагаемое устройство может быть вьшолнено из разработанных и изготовленных блоков, элементов и датчиков, в том числе блок учета отключенной

нагрузки, представляющий собой набор регистров памяти.

Формула изобретения

Устройство для управления нагрузкой трансформаторной подстанции, содержащее датчик и задатчик нагрузки, исполнительный орган отключения нагрузки, отличающееся тем

что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителей, оно снабжено автоматическим регулятором напряжения под нагрузкой, соединящим блок автоматического регулирования,

задатчик напряжения, датчик напряжения, пятью сумматорами, тремя умножителями, двумя делителями, блоком учета отключенной нагрузки, источниками постоянного сигнала, причем датчик напряжения подключен к входу блока автоматического регулирования, выход датчика нагрузки подключен к первым выходам первого сумматора, первого и второго умножителя, второй вход первого сумматора подключен к выходу задатчика нагрузки, а третий вход - к выходу блока учета отключенной нагрузки, выход первого сумматора подключен к первым входам третьего умножителя и второго сумматора, выходы первого и третьего умножителей подключены к входам третьего сумматора соответственно, последовательно соединенные второй умножитель, четвертый сумматор, первый и

У

aPffe(pi 6Риг л Рог ЛРа1

Фиг. 2

730086

второй делители , пятый сумматор подключены к второму входу блока автоматического регулирования, выход

g третьего сумматора соединен с вторым входом первого делителя выход которого подключен к второму входу второго сумматора, вход исполнительного органа отключения нагрузки подключен

10 к выходу второго сумматора, к вторым входам умножителей, четвертого сумматора и второго делителя, и к третьему входу третьего сумматора подключены источники постоянного сигнала со15 ответственно, к второму входу пятого сумматора подключен выход задатчика напряжения.

Р.

ffeipz