Устройство противоаварийной автоматики Советский патент 1992 года по МПК H02J3/24 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийной автоматике энергосистемы.

Известны принципы централизованной адаптивной противоаварийной автоматики энергосистемы, обеспечивающей расчеты устойчивости и параметров противоаварийного управления в управляющем вычислительном блоке по параметрам доаварийного режима и схемы сети в течение времени готовности в виде времени тех- нологического цикла tr с передачей вычисленных параметров противоаварийного управления (дозировки управляющих воздействий, уставки устройств фиксации статической перегрузки) через каналы доа- варийной информации на настроечные входы элементов памяти, расположенных на ряде объектов энергосистемы.

Известно использование комбинированной структуры противоаварийной автоматики энергосистемы в виде устройства, в состав которого входят управляющий вычислительный блок централизованной адаптивной противоаварийной автоматики на базе ЭВМ с элементами памяти на ряде объектов энергосистемы, управляемыми по каналам доаварийной информации от управляющего вычислительного блока централизованной адаптивной противоаварийной автоматики, блоки более грубой локальной противоаварийной автоматики, размещаемые на объектах расположения элементов памяти и используемые в качестве резервных при выводе из действия централизованной адаптивной противоаварийной автоматики (ЦАПА), и органы фиксации отключения на этих объектах.

Однако известное устройство централизованной противоавариной автоматики обладает тем недостатком, что время готовности в виде времени технологического цикла tr, в течение которого выполняются расчеты устойчивости и параметров противоаварийного управления в управляющем вычислительном блоке централизованной

сл

с

-ч

N О Ь- О 1

адаптивной противоаварийной автоматики для значительного числа предполагаемых аварий по способу 1ДО, составляет 30-120 с, Устройство централизованной ПА по способу 11 ДО характеризуется меньшим tr (30-50 с), но обладает таким же недостатком. В частности, если в течение указанного времени tr имеет место значительное увеличение активной мощности по межсистемным линиям связи (например, при пуске генераторов ГЭС в энергосистеме или при переходном электромеханическом процессе, вызванном отключением элементов сети), то в случае маловероятного аварийного отключения линии в конце времени tr вычисленная без необходимого запаса дозировка управляющих воздействий по схемно-ре- жимным условиям предыдущего цикла может быть недостаточной или даже усугубляющей, т.е. недостаточно эффективной для обеспечения в послеаварийном режиме нормативного коэффициента запаса по статической устойчивости Кз 8%, что снижает надежность противоаварийного управления. Специальное увеличение запаса дозировки для маловероятных случаев указанных наложений увеличивает положительную погрешность (передозировку) дозировки в наиболее вероятных условиях несущественного изменения режима за время tr.

Цель изобретения - повышение надежности противоаварийного управления путем автоматического ввода в действие блоков локальной противоавэрийной автоматики с временем готовности tr 5-8 с и вывода централизованной противоаварийной автоматики при исходной активной мощности и скорости изменения режима, снижающей эффективность централизованной противоаварийной автоматики, что соответствует пуску генераторов ГЭС в энергосистеме отключению элементов сети.

Поставленная цель достигается тем, что устройство противоаварийной автоматики, содержащее управляющий вычислительный блок централизованной противоаварийной автоматики энергосистемы с элементами ПАМЯТЬ на ряде объектов этой энергосистемы, управляемыми по каналам доава- рийной информации от управляющего вычислительного блока централизованной противоаварийной автоматики, блоки локальной противоаварийной автоматики, размещаемые на объектах расположения элементов ПАМЯТЬ и используемы е в качестве резервных при выводе из действия централизованной противоаварийной автоматики, органы фиксации отключения линий на этих объектах, на каждом объекте

расположения элемента ПАМЯТЬ блока локальной противоаварийной автоматики и органов фиксации отключения линий, снабжено дополнительно блоком фиксации исходной активной мощности и скорости ее увеличения по одной или нескольким линиям межсистемной связи, отходящим от объекта, элементом времени, двумя элементами И и элементом ЗАПРЕТ, причем

0 выход каждого блока фиксации скорости подключен к входу элемента времени, выход которого подключен к первому входу первого элемента И и к запрещающему входу элемента ЗАПРЕТ, к другому входу пер5 вого элемента И подключен выход блока локальной противоаварийной автоматики данной линии, а разрешающему входу элемента ЗАПРЕТ подключен выход элемента ПАМЯТЬ централизованной противоава0 рийной автоматики, выходы первого элемента И и элемента ЗАПРЕТ объединены и подключены к входу второго элемента И, к другому входу которого подключен выход органа фиксации отключения данной линии,

5 выход второго элемента И является выходом устройства.

В устройстве для повышения надежности автоматически вводится в действие локальная противоаварийная автоматика с

0 существенно меньшим временем готовности при скорости изменения режима, снижающей эффективность централизованной противоаварийной автоматики, и выводится централизованная противоаварийная авто5 матика.

На фиг. 1 представлена структурная схема предлагаемого устройства.

Структурная схема устройства для .одного объекта энергосистемы и одной (дан0 ной) отключаемой линии на объекте содержит управляющий вычислительный блок 1 централизованной противоаварийной автоматики энергосистемы с элементом 2 памяти на объекте, управляемым по каналу

5 доаварийной информации (ДИ) от управляющего вычислительного блока 1, блок 4 локальной противоаварийной автоматики, размещаемый на объекте расположения элементов 2 памяти и используемый в каче0 стве резервного при выводе из действия централизованной противоаварийной автоматики, в том числе и элемента 2 памяти на объекте, п блоков 5 фиксации исходной активной мощности и скорости ее увеличения

5 по одной или нескольким линиям межсистемной связи, отходящим от объекта, элемент 6 времени, элемент 7 ЗАПРЕТ, первый элемент И 8, орган 9 фиксации отключения данной линии (ФОЛ), второй элемент И 10. 3ыход каждого блока 5 фиксации скорости

подключен к входу элемента 6 времени, выход которого подключен к первому входу первого элемента И 8 и к запрещающему входу логического элемента 7 ЗАПРЕТ. К другому входу первого элемента И 8 под- ключей выход блока 4, а к разрешающему входу элемента 7 ЗАПРЕТ подключен выход элемента 2.

Выходы первого элемента И 8 и элемента 7 ЗАПРЕТ объединены и подключены к входу второго элемента И 10, другому входу которого подключен выход органа 9 фиксации отключения данной линии. Выход второго элемента И 10 является выходом устройства на объекте при отключении дан- ной линии.

Управляющий вычислительный блок 1 централизованной противоаварийной автоматики (ПА) предназначен для определения параметров ПА, в частности дозировки уп- равляющих воздействий (УВ) в виде ограничения мощности генераторов (ОГ) и нагрузки (ОН) при аварийном отключении линий. Указанная дозировка определяется на основании вводимой по телеканалам в блок 1 доаварийной информации о схеме и режиме сети данного района ПА. Такая ПА, называемая централизованной, широко известна.

Элемент памяти 2 на объекте, управля- емый по каналу 3 доаварийной информации от блока 1, является неотъемлемой частью централизованной ПА и предназначен для запоминания дозировки УВ, рассчитанной в блоке 1 и переданной по каналу 3 в элемент 2.

Блок 4 локальной автоматики является блоком контроля предшествующего режима (КПР) по данной линии, функционально аналогичен АЗД, но получающий локальную ин- формацию только на объекте установки блока 4.

Блок 5 фиксации исходной активной мощности и скорости ее увеличения широко известен. Элемент 6 времени представляет собой орган времени, уставка которого 1в составляет около 3 мин.

Устройство работает следующим образом.

По параметрам доаварийного режима и схемы сети энергосистемы, вводимым по каналам телеметрической информации в управляющий вычислительный блок 1, в этом блоке в течение времени готовности (технологического цикла) tr 30-120 с выполняют- ся расчеты и определяются параметры противоаварийного управления для возможных аварийных ситуаций. Эти параметры противоаварийного управления (например, величины дозировки управляющих воздействий на случай аварийного отключения линий) по каналу 3 ДИ передаются на настроечные входы элемента 2 на рассматриваемом объекте (подстанции или электростанции). На этом же объекте размещается грубый блок 4 с временем готовности tr 5-8 с, но без телеинформации о схемно-режимных условиях энергосистемы. Поэтому благодаря выходным элементам 7 ЗАПРЕТ и И 8 для наиболее вероятных условий медленного изменения режима постоянно введен в работу элемент 2 памяти и выведен из работы блок 4.

При аварийном отключении данной линии, отходящей от объекта, на выходе блока 9 появляется сигнал, который поступает на вход элементы И 10, и при наличии на другом входе элемента И 10 сигнала с выхода элемента 7 ЗАПРЕТ об опасном по устойчивости исходном режиме, фиксируемом элементом 2 на основании его настройки от блока 1, на выходе элемента И 10, являющемся выходом устройства, появляется сигнал. Этот сигнал подается (за пределами устройства) на исполнительные органы выполнения управляющих воздействий в виде ОГ или ОН или ОГ и ОН для сохранения устойчивости при отключении данной линии.

В менее вероятных условиях при сравнительно быстром изменении режима в сторону его утяжеления с увеличением активной мощности по отходящим от объекта линиям на выходе блока 5 появляется сигнал, поступающий на вход элемента 6 времени, который подхватывает сигнал на выходе блока 5 (цепь подхвата не показана) и начинает отсчет времени te. Подхваченный сигнал с выхода блока 5 поступает на запрещающий вход элемента 7 ЗАПРЕТ и на другой вход элемента И 8. благодаря чему с помощью элемента 7 ЗАПРЕТ выводится из действия элемент 2.

В тяжелом по устойчивости исходом режиме на выходе блока 4 появляется сигнал, который подается на второй вход элемента И 8. В результате на выходе элемента И 8 появляется сигнал, который подается на -вход элемента И 10. В случае аварийного отключения данной линии, отходящей от объекта, на выходе блока 9 появляется сигнал, который подается на второй вход элемента И 10, в результате чего на выходе элемента И 10 появляется сигнал, поступающий на исполнительные органы выполнения управляющих воздействий ОГ или ОН или ОГ и ОН для сохранения устойчивости при отключении этой линии. Через выдержку времени элемента 6 на выходе этого элемента сигнал исчезает (не показано).

благодаря чему вводится в работу элемент 2 и выводится из работы блок 4,

Выдержка времени te элемента 6 определяется возможной длительностью режима, увеличение активной мощности при котором по отходящим линиям (в маловероятных случаях), приводит к недопустимому снижению эффективности централизованной адаптивной противоаварийной автоматики. Параметр срабатывания (уставка) блоков 5 в виде исходной активной мощности в скорости ее изменения по одной или нескольким отходящим от объекта линиям определяется маловероятной скоростью, приводящей к недопустимому снижению эффективности (недопустимой отрицательной погрешности дозировки - недодозиров- ке) централизованной противоаварийной автоматики при принятых запасах на дозировку. В частности, при коэффициенте запаса на дозировку Кд, времени готовности (цикла) tr, минимальной Рмин и максимальной Рмакс активной мощности (по одной или нескольким линиям, отходящим от объекта), при которых соответственно появляется необходимость действия ПА и имеет место допустимый по статической устойчивости режим (с нормативным коэффициентом запаса) допустимое увеличение мощности А Р

и скорости ее увеличения Р1 . в точках

Рмии и Рмакс ориентировочно определяются по выражениям:

АРмин РМИН Кд, АРмакс Рмакс Кд, (1) D А РМИН Рмин Кд

tr

А Рмакс

tr Рмакс

К

. и, г макс г макс д/о

гмакс )

trtr

Прямая, проходящая через две точки с координатами Р МИН, Р мин И Р МЭКС Рмакс. ЯВЛЯСТСЯ характеристикой блока 5. На основании координат этих точек можно получить направление характеристики в виде тангенса угла

наклона

Р-- р - макс - г мин

tg а К -р-р

макс мин

и уравнение характеристики Р1 - КР Ру

Ј И)

(4)

Характеристику по (4) можно реализовать с помощью известного комбинированного органа активной мощности Р и ее производной Р. уравнение сабатывания которого имеет вид(4), где Ру- уставка срабатывания. Например, при Кд 10% 0,1. tr 30 с по (3) К 3,3 х и для условий РМин 1 млн кВт. Рмакс - 2 млн кВт по (2) можно получить Рмин- 1 х 106кВтхЗ.З х 103 3,3 х 103 квт/с, Рмакс - 2 х 106 кВт х 3,3 103 6,6 хЮ3 кВт/с. В общем случае при исходной активной

мощности Р, измеряемой блоком 5, на выходе этого блока появится сигнал при скорости увеличения мощности, ориентировочно определяемой по (2) и (4):

.(5)

Из (5) следует, что чем больше значение К и, соответственно, Кд по (3), тем при большей скорости увеличения мощности Р (для данного значения мощности Р) будет введен

0 блок 4.

Таким образом, использование комбинированной структуры противоаварийного управления на базе централизованной противоаварийной автоматики с временем го5 товности tr 30-120 с, используемой в наиболее вероятных ситуациях незначительной скорости изменения режима, и локальной противоаварийной автоматики с временем готовности tr 5-8 с, вводимой в

0 работу автоматически по исходной мощности и скорости ее увеличения по линиям в маловероятных ситуациях изменения режима со скоростью, приводящей к недопустимому снижению эффективности

5 централизованной противоаварийной автоматики, создает положительный эффект, заключающийся в повышении надежности и устойчивости энергосистемы в аварийных ситуациях.

0

Формула изобретения Устройство противоаварийной автоматики, содержащее управляющий вычислительный блок централизованной

5 противоаварийной автоматики энергосистем с элементами ПАМЯТЬ на ряде объектов этой энергосистемы, управляемыми по каналам доаварийной информации от управляющего вычислительного блока центра0 лизованной противоаварийной автоматики, блоки локальной противоаварийной автоматики, размещаемые на объектах расположения элементов ПАМЯТЬ и используемые в качестве резервных при выводе из действия

5 централизованной противоаварийной автоматики, органы фиксации отключения линий на этих объектах, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности противоаварийного управления путем автомати0 ческого ввода в действие блоков локальной противоаварийной автоматики с временем готовности 5-8 и вывода централизованной противоаварийной автоматики при исходной активной мощности и скорости измене5 ния режима, снижающей эффективность централизованной противоаварийной автоматики, что соответствует пуску генераторов гидроэлектростанций в энергосистеме и отключению элементов сети, на каждом объекте расположения элемента ПАМЯТЬ, блока локальной противоаварийной автоматики и органов фиксации отключения линии, устройство снабжено дополнительно блоком фиксации исходной активной мощности и скорости ее увеличения по одной или нескольким линиям межсистемной связи, отходящим от объекта, элементом времени, двумя элементами И и элементом ЗАПРЕТ, причем выход каждого блока фиксации скорости подключен к первому входу первого элемента И и к запрещающему входу элемента ЗАПРЕТ через элемент времени, к

0

другому входу первого элемента И подключен выход блока локальной противоаварийной автоматики данной линии, а к разрешающему входу элемента ЗАПРЕТ подключен выход элемента ПАМЯТЬ централизованной противоаварийной автоматики, выходы первого элемента И и элемента ЗАПРЕТ объединены и подключены к входу второго элемента И, к другому входу которого подключен выход органа фиксации отключения данной линии, выход второго элемента И является выходом устройства.

Использование: в электротехнике, в противоаварийной автоматике энергосистем. Сущность изобретения: в комбинированной структуре противоаварийного управления на базе централизованной адаптивной противоаварийной автоматики обеспечиваются ввод локальной и запрет централизованной противоаварийной автоматики по скорости изменения активной мощности. 1 ил.