Устройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции Советский патент 1990 года по МПК H02J3/46 

Т

Изобретение касается управления режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом работающих однотипных силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции, каждый из которых может работать как на свою, так и на общую нагрузку. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. В устройство, содержащее исполнительный блок 7 на выходе, выполненный в виде параллельно соединенных элементов включения 5 и отключения 6 управляемого трансформатора, делитель 1 и нуль - орган 4, выполненный в виде двухпорогового компаратора, введены два блока умножения 2 и 3, входы первого из которых через делитель подключены к напряжению подстанции, а выход подсоединен к первому входу нуль - органа, входы второго блока умножения подключены к датчикам токов нагрузок подстанции, а его выход подсоединен к второму входу нуль - органа. 6 ил.

Т1

iPn

ТТ1

сд

со

;О СО 00 05

Фиг.

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено, для автоматического управления .числом работающих однотип- ных силовых трансформаторов двухтранс форматорной подстанции, каждый из которых может работать как на свою, так и на общую нагрузку.

Цель изобретения - расширение функ циональных возможностей устройства

На фиго 1 изображены графики зависимостей потерь активной мощности 0Р) в трансформаторах от величины произведения токов нагрузок подстан- ции (I . I) при включенном одном (Т1) и двух трансформаторах (Т1 и Т2)J на фиго2 - зависимости потерь мощности в функции величины произведения токов нагрузок подстанцииj на фигоЗ а и б - суточный график величины- произведения токов нагрузок подстанции и график работы силовых трансформаторов соответственно; на фиго4 - функциональная схема устройстна; на фигоЗ - выходная характеристика мостового двухпорогового компаратора (нуль-органа); на фиг о 6 - временные диаграммы выходных сигналов функциональных блоков о

Потери электроэнергии в трансфор-, маторе, несущем нагрузку, определяются двумя составляющими

,и

Р

PYJ.+ РКЗ Р

сх(н|

- PKifH,(0

,-«-2

(н) потери ХоХ трансформатора зависящие от вели- чинь напряжения подстанции

.(2)

и

К

(3)

При этом потери, зависящие от тока трансформатора (параметры номинального режима обозначены индексом Но

Р Р -1 КЭ К5(Ц1

При наличии на подстанции двух однотипнь1х трансформаторов, каждый из которых работает на свою нагрузку, суммарные потери мощности равны

2РххСн) Ркз.г1Г

+ Р

(и1

-I

2

(4)

где

It

Птоки нагрузок трансформаторов о

Условие, при котором целесообразно отключать или включать один из двух трансформаторов, определится, если приравнять выражения (1) и (4)

1(г

2Р

XX

+ Р

кз(н)

.1 +р

г

Учитывая, что I 1 f + I, ношение (5) можно представить дующем виде:

rrCHi U Р

Г 2

+ Рн5(н,-1Г Ркз(нг21Т It +

kiCHJ

, т ,+ 1

2P.v,,,

РкМнг1 Р

КЗ(Н)

П

(6)

После некоторых преобразований вы- j ражение (6) принимает вид

2Р

1

КЗ(Н)

Величины 2Р

т - ри

г хх(н)

(7)

кз(Н1 хк(н) соответенно обозначим через коэффициенты и Kj, тогда соотношение (7) можпредставить так

К,

аГI.)

Ко- и

2

(8)

j- .

На первые и вторые входы нуль-органов следует подавать сигналы, пропорциональные соответственно правой и левой частям соотношения (8)о

Включение второго трансформатора происходит при условии, когда левая часть соотношения (8) становится рав ной или более правой части, т.е. когда

5

0

5

0

5

К

(If- I )

, Ч-v., -.- 2

а его отключение происходит при условии

К.(1. I) .

При величинах () и (1.1) происходит переключение трансформатора

На фиго абсцисса точки q представляет собой значение И величины произведения токов нагрузок подстанции (I ,- I)q, которое соответствует режиму минимума активных потерь Абсциссы точек б-в соответствуют значениям величины (I 1, при которых происходит включение (точка в) и отключение (точка б) силовых тран- сформаторово Значение величины ( 1) д используется в качестве опорного сигнала в компараторе.

На фигд2 показаны зависимости левой и правой частей соотношения (8) в функции величины ( I)„ Линия А построена для напряже шя подстанции, равного номинальному значению и,.„ Абсцисса точки пересечения зависимости А и линии Б представляет собой величину (I 1)(

I fas

соответствующая

режиму минимальных потерь в транс- форматорахо

На фигоЗ показаны суточньш график величины (If 1),значение (линия) величины (I 1)р, соответствующее режиму минимальных потерь, значения (линии) величины (I . I) ,у и (I к xlp соответствующие моментам переключения трансформаторов, и интервалы времени (Ц - t), соответствующие точкам пересечения линий величины

I)- с кривой велиIt),

и (17

N

(I

ЧИНЫ (I -I), на фиг о 36 - суточный график работы силовых трансформаторов

Согласно схеме двухтрансформатор- ной подстанции (фиго4) каждый из силовых трансформаторов работает на свою нагрузку с указанием цепей тран- сформаторов тока и трансформатора накомпараторИсполнительный блок предназначен для преобразования входных управляющих сигналов в команды Включить и. Отключить

С выхода двухпорогового компаратора 4 двухполярное напряжение подводится на входы элементов включения 5 и отключения 6 исполнительного блока 7 о

Предлагаемое устройство работает следующим образомо

На двухтрансформаторной подстанции к выходу устройства подключен трансформатор Т2с, Допустим, что в исходном положении (t 0) работает только неуправляемый трансформатор ТК

На первый вход компаратора 4 через последовательно соединенные делитель 1 и умножитель 2 поступает синал, пропорциональный квадрату текущго значения напряжения подстанции К Сигналы, пропорциональные текупщм значениям токов нагрузок подстанции I и I, подаются на входы умножителя 3, с выхода которого сигнал, пропорциональный величине произведения К, (I I), подается на второй вход компаратора 4, которьм осуществляет сравнение сигналов в соответствии с условиями (9)о

999366

пряжения о Функциональная схема устройства включает дапит&пь , умножитель 2-3, 1туль--орган 4, выполнен1№п в виде двухпорогового компаратора, состоящий из элементов включения 5 h отключения 6 ci-шового трансформатора Т2, исполнительньм блок 7 о

При изменении напряжения на входе

10 компаратора (фиг„5) состояние его выхода изменяется два раза, причем в начале выходное напряжение имеет положительное постоянное значение, выходное напряжение имеет положитель55 ное постоянное значение, затем возникает нулевая пауза, далее полярность постоянного напряжения изменяется.

Двухпороговый компаратор 4 настра- 20 ивают.в режимах, удовлетворяющих следу условиям:

I

ф, к.и

2

г

i)K,.(i; - 1)

Т К .11

В момент времени t О, а также

30 в интервалах О t t

t 4 t

5

0

5

«i t сигнал, пропорциональный текущeмv значению величин произведения

F.

(I IJ), меньше, зна чения верхнего порогового напряжения компаратора 4, Тоео К,- (1. и| S поэтому выходной сигнал блока 4 х. равен единице или нулю (фиго5)оПри этих условиях на выходе компаратора отсутст вует отрицательное напряжение и поэтому сигнал на включение трансформатора Т2 не возникает о По мере роста величины произведения (1, 1 наступает момент времени t(t), начш1ая с которого сигнал, пропорт.щональный величине произведения (I I) находится в пределах К (1, .К dV I)7K.,

-и

2 J 1

II

) 1

В момент времени t( на выходе компаратора 4 возникает отрицательный импульс напряжения (х -1), ко торый подается на входы элементов включения 5 и отключения 6 исполнительного блока 7 (фиго4}, при этом на выходе элемента 5 включения вырабатывается управляющее воздействие на включение трансформатора Т2о С момента времени t(t) в работе находится два трансформатора;

В момент времени t.,(t,,) на вь&оде

т в

компаратора 4 появляется сигнал который подается на вход элемента 6 отключения исполнительного блока 7, на выходе которого вырабатывается управляющее воздействие х на отключение трансформатора Т2о Вначале отключается выключатель ВЗ, который затем своими контактами отключает выключатель В4, контакты которого включают секционный выключатель В5о Работа устройства Иллюстрируется временной диаграммой (фигоб) и графиком работы трансформатора Т2 (фиг.36 Как видно из фиг о6 задержка на включение и отключение трансформатора Т2 определяется не только выбором значений пороговых напряжений компаратора 4, но и скоростью изменения текущих значений величины произведения (I х

f I). I

При отклонениях напряжения подстанции от величины номинального значения меняется уровень линии Б и наклон зависимости А (фиго2), что приводит к изменению точек пересечения зависимости А с лившей Во В результате текущая величина произведения (I 1), соответствующая режиму минимальных потерь, автоматически изменяется Соответственно меняется и величина произведения (I,- Г),при которой происходит переключение трансформатора Т2о Включение трансформатора Т2 происходит после появления сигнала на выходе элемента 5 включения исполнительного блока 7, который отключает секционный выключатель BJf контакты которого включают выклюАР Кдт

f/r//; y

(/,«//)а Фие. I

10

15

0

25

30

35

40

чат-ель В4, который в свою очередь включает выключатель ВЗо

Предлагаемое устройство может работать не только при параллельной работе, но и при совместной раздельной работе двух трансформаторово Таким образом, применение предлагаемого устройства на практике значительно увеличит число двухтрансформаторных подстанций, на которых можно автоматически поддерживать режимы работы, оптимальных с точки зрения потерь активной мощности в трансформаторахо Формула изобретения

Устройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двух- трансформаторной подстанции, снабженной выключателями на вводе и выводе трансформаторов, а также секционным выключателем, содержащее нуль- орган, выход которого соединен с исполнительным блоком, выполненным в виде параллельно соединенньк элементов включения и отключения, выходы которых подключены к выводам для подключения к выключателям трансформаторов и к секционному выключателю, делитель напряжения, вход которого соединен с клеммой для подключения к измерительному трансформатору напряжения, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено двумя блоками умножения, выходы которьгх подклю- чены к нуль-органу, входы первого сое«- динены с выходом делителя входы второго блока умножения подключены к выводам для подключения на ток нагрузки первого и второго трансформаторов

Г7; -1/;а Фиг.2