Способ регулирования напряжения в линии электропередачи Советский патент 1991 года по МПК H02J3/12 

О

VI VI

VI XI СО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения в высоковольтных линиях электропередач. Цель изобретения - упрощение способа регулирования напряжения за счет определения приращений потерь мощности на корону и потерь мощности в проводах в зависимости от напряжений и тока в линии электропередачи. Потерь мощности на корону определяют как произведение сигнала от датчика 1 напряжения линии на заранее определенный коэффициент, характеризующий скорость изменения потерь мощности на корону от напряжения линии, а потери мощности в проводах получают в блоке 8 как произведение ушестеренного сопротивления фазы линии, с учетом сигнала датчика 5 температуры и квадрата сигнала датчика 3 тока. Если сигнал, полученный в блоке деления 9 и пороговом устройстве 10 от отношения потерь мощности в проводах к потерям мощности на корону, больше единицы, то с помощью формирователя 11 формируют сигнал на повышение напряжения, а если меньше единицы, то с помощью формирователя 12 на понижение напряжения. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулированию напряжения в высоковольтных линиях электропередач.

Целью изобретения является упрощение способа регулирования напряжения 8 линии электропередачи путем определения приращений потерь мощности на корону и потерь мощности в проводах в зависимости от напряжений и тока в линии электропередачи.

Известно, что потерти в линии электропередачи можно приближенно представить в виде сепарабельной функции от напряжения и протекающего тока

ГЫ(1фиН1(1фИ2(и),

где П - потери активной мощности в линии электропередачи;

ф - модуль тока, протекающего в фазе линии электропередачи;

U - модуль напряжения в линии электропередачи.

Для поиска минимума потерь составим целевую функцию Лагранжа при ограничениях в виде заданного (измеряемого) значения перетока активной мощности:

Ф П+АР, где Я-множитель Лагранжа;

F - ограничение в виде

F(,UHH | cosy-P,

где у - угол, определяемый углом сдвига фаз тока и напряжения линии и соотношением активного и реактивного продольного сопротивлений линии;

Р - реальный переток активной мощности по линии электропередачи.

В точке минимума целевой функции, определяющей значение тока и напряжения соответствующие минимуму суммарных потерь активной мощности в линии электропередачи, выполняются условия:

ЭФ эп

ЭР

из которых вытекает зависимость i - дП ., ЭП

|ф и эи

определяющая условия оптимального регулирования напряжения в линии электропередачи при ограничениях

UMVIH 5 U U макс. /1ф/ 1макс.

Зависимость активных потерь в проводах линии электропередачи от протекающего фазного тока можно выразить формулой 10ФН Ф2-КФ.Ъ

0

5

где Вфд - активное сопротивление фазного провода ЛЭП с учетом температуры. Тогда

1ф-|Я.61Ф2.НфД.

Линеаризация экспериментальных зависимостей активных потерь мощности на корону в зависимости от напряжения линии дает выражение

f2(U)a U+b,

где а и b - известные коэффициенты, зависящие от типа погоды на линии электропередачи, причем коэффициент а характеризует скорость изменения потерь на корону в зависимости от напряжения

Тогда

ЭП

U

эи

a«U.

Таким образом, регулирование напряжения в линии электропередачи производится согласно выражению

6 l| Вфд

К

aU

5

0

5

0

5

0

5

На чертеже представлена функциональная схема устройства, реализующего предлагаемый способ регулирования.

Устройство состоит из датчика 1 напряжения, множительного устройства 2, датчика 3 тока линии, квадратирующего устройства 4, датчика 5 температуры провода фазы линии, сравнивающего устройства 6, преобразователя 7 сопротивления, множительного устройства 8, делителя 9, порогового устройства 10, реализующего зону нечувствительности схемы регулирования, и формирователей 11 и 12.

Регулирование напряжения устройством, реализующим предлагаемый способ, осуществляется следующим образом.

Сигнал с датчика 1 напряжения умножают в множительном устройстве 2 на установленный коэффициент а, соответствующий типу погоды в районе линии электропередачи. Сигнал с т датчика 3 тока линии возводят в квадрат в устройстве 4, а сигнал от датчика 5 температуры провода фазы линии электропередачи в сравнивающем устройстве б преобразуют в значение разность (t, °C - 20°С) и в устройстве 7 преобразуют в значение сопротивления фазы линии путем умножения на температурный коэффициент и сопротивление фазы линии при температуре 20°С

Нф.еВфДоП +0,004{t°C-20°C).

В множительном устройстве 8 перемножают квадрат тока линии и ушестеренное сопротивление фазы линии электропередачи. Полученное таким образом значение делят в делителе 9 на напряжение в линии.

умноженное на коэффициент, соответствующий данному типу погоды. Если частное от деления

6l|R.t 1+A|i

где Ai - предварительно рассчитанное превышение единицы частного от деления, то сигнал проходит через пороговое устройство 10 и поступает в формирователь 11, где формируют сигнал, воздействующий на РПН и повышающий напряжение в линии электропередачи на одну ступень. В том случае, когда

6 I& Рфд

aU

1-&,

где AU - предварительно рассчитанное понижение от единицы частотного от деления, то сигнал проходит через пороговое устройство 10 и поступает в формирователь 12, где формируют сигнал, воздействующий на РПН и понижающий напряжение в линии электропередачи на одну ступень. Если частное отделения меньше величины 1+ AI и больше величины 1- AI , то регулирование не осуществляется, так как в этом случае эффективность переключения напряжения меньше наперед заданной величины.

Использование изобретения позволяет упростить и удешевить устройства регулирования напряжения в линии электропередачи, так как исключается необходимость в

измерении активных мощностей по концам линии электропередачи, передача одного из значений на длительное расстояние и определении разности этих значений. Кроме того, количество коэффициентов приращения потерь, определяемых предварительно, уменьшается до одного, прямо зависящего от погодных условий в районе линии электропередачи.

Ф ор мул а и зо б рете н и я

Способ регулирования напряжения в линии электропередачи, согласно которому измеряют напряжение и ток линии электропередачи, по измеренным параметрам формиру ют величины приращений потерь мощности на корону в зависимости от напряжения и определяют отношение первой величины приращения к второй и в случае, если полученное отношение больше единицы, напряжение в линии повышают, а если меньше единицы - понижают, отличающийся тем, что, с целью упрощения, величину приращения потерь мощности в проводах определяют как ушестеренное

произведение квадрата тока на сопротивление линии, а величину приращения потерь мощности на корону определяют как произведение напряжения линии на заранее определенный коэффициент, характеризующий скорость изменения потерь на корону в зависимости от напряжения линии.