Устройство для автоматического управления числом силовых двухобмоточных трансформаторов двухтрансформаторной подстанции Советский патент 1991 года по МПК H02J3/46 

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом раздельно работающих силовых двухобмоточных трансформаторов двухтранс- форматорных подстанций

Цель изобретения - уменьшение потерь активной мощности путем раздельного учета токов нагрузок трансформаторов и определения минимума потерь мощности в трансформаторах.

На фиг.1 представлены диаграммы для определения экономического режима подстанции с двумя раздельно работающими двухобмоточными трансформаторами; на фиг.2а - суточные графики нагрузок трансформаторов; на фиг.26 - суточный график включения трансформаторов; на фиг.З - принципиальная схема устройства; на фиг.4 - временные диаграммы выходных сигналов функциональных блоков.

На фиг.1 приведена линия граничного сочетания нагрузок раздельно работающих двухобмоточных трансформаторов, разделяющая зоны их экономичных нагрузок, которым соответствует минимум активных потерь в трансформаторах подстанции. Граничному сочетанию нагрузок трансформаторов соответствует равенство активных потерь в трансформаторе большей мощности (режим а) и двух раздельно работающих трансформаторов (режим б), На фиг.2а показаны суточные графики нагрузок трансформаторов, линии I, II, III, IV, соответствующие их граничному сочетанию, а также интервалы времени tKiv, соответствующие совпадению граничных и фактических сочетаний нагрузок трансформаторов подстанции; на фиг.2б - график работы трансформаторов 1Т, 2Т, которые управляются устройством (для случая настройки блоков выдержки времени на нуль). На фиг.З приведены принципиальная схема подстанции с двумя раздельно работающими трансформаторами с указанием вторич- ных цепей трансформаторов тока, к которым подключаются предлагаемое устройство и функциональная схема устройства, которая имеет блоки 1,2 преобразования тока в напряжение, вычислительные блоки 3-5, которые содержат квадраторы 3.1, 4.1, 5.1, блоки умножения 3.2,4.2, 5.2 и задатчи- ки сопротивления трансформатора 1Т 3.3 и трансформатора 2Т 5.3, два сумматора 6 и 7, задатчик потерь холостого хода трансформатора 2Т 8, блок сравнения 9, логический элемент НЕ 10, элементы выдержки времени 11, 12 и исполнительный блок 13. На-фиг.4 показаны временные диаграммы выходных сигналов (Xg-Xia) функциональных блоков устройства, показывающие его действие за интервалы суток 0-ti, t|-tn, til-tin, tm-tiv, , которые соответствукгшередованию зоны экономических режимов работы подстанции, где AtB иД to -уставки по времени на включение и на отключение соответственно.

Блоки преобразования 1,2 служат для преобразования сигналов токов нагрузки двух трансформаторов в напряжение (Xi(2) h(2)). Суммирующий блок 6 предназначен для суммирования сигналов пропорциональных токам нагрузки Хб(Н2).

Квадраторы 3.1,4.1, 5.1 позволяют получить на выходе сигналы, пропорциональные квадрату входных сигналов этих схем (Хз.1 (H-l2)2, Хл.1 И2. X51 I22. а блоки

умножения 3.2,4.2,5.2 - сигналы, соответственно, равные Хз.2 ()2 X42 И2, . Величины сигналов, пропорциональные сопротивлениям трансформаторов IT, 2T, устанавливаются задатчиками сопротивления 3.3 и 5.3 соответственно (Хз., ХБ.З R2), а сигнал, пропорциональный потерям холостого хода трансформатора 2Т, устанавливается задатчиком 8(Xe Рс2). Сумматор 7 предназначен для сложения поступающих на его входы сигналов X - l22 R2 Pea). Блок сравнения 9 выполняет операцию сравнения двух аналоговых сигналов, пропорциональных потерям мощности в режиме работы одного

трансформатора 1Т Хз.2 Ri(f H2)2 и потерям мощности в режиме раздельной работы двух трансформаторовX(h Ri-lz ). Блок сравнения выполняется на аналогово- дискретных устройствах и настраивается в

режиме, удовлетворяющем следующим условиям:

Хд 1 Хз.2 Х7 Хэ 0 Хз.2 X Логический элемент НЕ 10 выполняет

операцию логического отрицания путем генерирования на выходе дискретного сигнала, равного единице при нулевом потенциале входного сигнада и наоборот. Элементы выдержки времени 11, 12 предназначены для

задержки на регулируемый интервал (Ate, Ato) времени выходных сигналов управления. Исполнительный блок 13 преобразовывает входные управляющие сигналы в команды Включить и Отклюи ть.

Устройство работает следующим образом.

В определенный момент времени t включены раздельно два силовых трансформатора. При подаче на вход блока 1 сигнала

тока нагрузки трансформатора 1Т h(t), а на вход блока сигнала тока нагрузки трансформатора 2Т i2(t), на выходах блоков 1,2 получают напряжения, пропорциональные этим токам, которые в блоке 6 суммируются.

Сигнал, пропорциональный сумме токов нагрузки трансформаторов Хе, а также сигналы, пропорциональные токам нагрузки трансформаторов Xi и Ха, поступают на входы вычислительных блоков 3-5, где над ними производятся арифметические действия (возведение в квадрат и перемножение с сигналом, пропорциональным сопротивлению соответствующего трансформатора). С выхода блоков 4,5 и 8 сигналы поступают на

блок 7, где происходит их сложение. С выхода блока сигнал, пропорциональный величине (И2 Rt + 2 R2 + Рс2), поступает на вход блока 9, который осуществляет его сравнение с сигналом Хз.2, пропорциональ- ным величине (Н + te) Ri. В интервале времени 0-ti. tii-tm, (см. фиг.2) сигнал Хз.2 меньше сигнала X, поэтому в соответствии с системой неравенств выходной сигнал блока 9 равен нулю (Хд 0). При нулевом потенциале входного сигнала логический элемент НЕ 10 на выходе генерирует диск- ретный сигнал 1 (Хю 1), соответствующий отключению одного трансформатора. В элементах 11, 12 эти сигналы претерпевают временное смещение и с выхода исполнительного блока 13 на подстанцию воздействует управляющий сигнал на отключение одного трансформатора и последующее включение секционного выключателя (Уоткл. 1). При росте нагрузки подстанции Sn или Sia. т.е. когда (h+te)2 Ri (И2 RI+ + 22 R2+PC2) интервалы времени t|-tii, tui-tiv в соответствии с системой неравенств на выходе блока сравнения 9 генерируется дискретный сигнал Хэ 1, соответствующий включению другого трансформатора, а на выходе блока 10 Хю 0. Претерпев временное смещение в элементах 11, 12, эти сигналы попадают на вход исполнительного блока 13, с выхода которого управляющий сигнал воздействует на включение другого трансформатора и последующее отключение секционного выключателя. Управляющий сигнал на включение другого трансформатора может поступить и от устройств защиты трансформатора от перегрузки в случае, если длительность и величина тока нагрузки трансформатора превышает допустимые зна- чения (см. фиг.1) линия допустимой нагрузки Здоп вместе с линией граничного сочетания нагрузок трансформаторов разделяют зоны экономической работы подстанции).

Использование в предлагаемом устрой- стве двух преобразователей тока в напряжение, трех вычислительных блоков, задатчиков сопротивлений трансформаторов и потерь холостого трансформатора 2Т, двух сумматоров позволяет с высокой точ-

ностью реализовать алгоритм определения ; граничного сочетания нагрузок раздельно работающих двухобмоточных трансформаторов с последующим указанием экономичных режимов их работы, отвечающих минимуму потерь активной мощности и характеризующихся различным числом включенных трансформаторов.

Формула изобретения Устройство для автоматического управления числом силовых двухобмоточных трансформаторов двухтрансформаторной подстанции, содержащее блок преобразования, соединенный с датчиком тока нагрузки трансформатора, сумматор, блок сравнения, выход которого соединен с логическим элементом НЕ, два элемента выдержки времени, выходы которых соединены с входами исполнительных блоков, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь активной мощности путем раздельного учета токов нагрузок трансформаторов и определения минимума потерь мощности и в трансформаторах, оно снабжено вторым блоком преобразования, подключенным к датчику тока нагрузки второго трансформатора, тремя квадраторами, тремя блоками умножения, на входы которых включены за- датчики сопротивления трансформаторов, вторым сумматором, к входу которого подключен задатчик потерь холостого хода трансформаторов, причем блоки преобразования выполнены с функцией преобразования тока в напряжение, выходы первого блока преобразования соединены через первый сумматор с первым квадратором и непосредственно с вторым и третьим квадратором соответственно, выходы второго блока преобразования соединены с первым сумматором и с третьим квадратором, выходы трех квадраторов соединены с входами трех блоков умножения соответственно, выходы первого блока умножения непосредственно, а второго и третьего через второй сумматор подключены к входам блока сравнения, второй выход которого соединен с элементом выдержки времени, а выход логического элемента НЕ соединен с входом второго элемента выдержки времени.

8-Л

100

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом раздельно работающих силовых двухобмоточных трансформаторов двух- трансформаторных подстанций. Цель изобретения - уменьшение потерь активной мощности путем раздельного учета токов нагрузок трансформаторов и определения минимума потерь мощности в трансформаторах. Управление числом раздельно работающих силовых двухобмоточных трансформаторов осуществляется при помощи устройства, реализующего алгоритм определения минимума потерь мощности в трансформаторах подстанции в смежных режимах ее работы и содержащего два преобразователя тока в напряжение 1 и 2, на входы которых поступает сигнал отдатчиков тока нагрузки двух трансформаторов, а с выходов через первую и вторую цепочки из последовательно соединенных квадраторов 3.1,4.1 и 5 1 и блоков умножения 3.2, 4.2 и 5.2.Сигналы, пропорциональные потерям мощности в первом и втором трансформаторах, поступают на первый и второй входы блока суммирования 7, а на третий вход поступает сигнал от задатчика параметра трансформатора 8, с выхода блока суммирования сигнал, пропорциональный потерям мощности в двух раздельно работающих трансформаторах, поступает на второй вход блока сравнения 9 для сравнения с сигналом, поступающим с выхода первой вычислительной схемы и пропорциональным потерям мощности в одном трансформаторе, причем на выходе блока сравнения (в зависимости от соотношения сравниваемых сигналов) получают нулевой или единичный дискретный управляющий сигнал, который непосредственно и через логический элемент НЕ 10 поступает на выходы элементов выдержки времени 11 и 12, где претерпевает временное смещение и поступает на вход исполнительного блока 13, вырабатывающего команду Включить, Отключить. 4 ил. О 4 4 Ю ЧЭ

100200 300WD 50О 600700Хб А

.к6Л wo350500 250

гао

150

IOD so О

Ф(/г/

i ч

ю нг « °)

Ч Л . . v

Фяг.2

№ го

21 14

U,

6кл2Т

,/,

,

,/0