Способ регулирования напряжения в электрической сети Советский патент 1992 года по МПК H02J3/12 

Изобретение относится к электрическим сетям и может быть использовано для регулирования напряжения силовых трансформаторов, питающих линии электропередачи.

Известен способ регулирования напряжения трансформаторов, заключающийся в том, что при выходе напряжения в контролируемой точке за границу зоны нечувствительности выдаетбя сигнал на устройство переключения витков трансформатора, которое, уменьшая напряжение на выходе трансформатора, возвращает его в зону нечувствительности. Если же напряжение в контролируемой точке уменьшится и станет меньше нижней границы зоны нечувствительности, то устройство переключения увеличит напряжение, вводя его в зону нечувствительности,

В известном способе для предотвращения эффекта перерегулирования и создания условий устойчивой работы регулятора зона

нечувствительности принимается больше ступени регулирования напряжения. В некоторых случаях эта зона может достигать 150% от ступени регулирования напряжения. Такая значительная зона нечувствительности по сравнению со ступенью регулирования ухудшает качество регулирования напряжения.

Для повышения качества регулирования напряжения желательно уменьшить зону нечувствительности, при которой регулятор не действует.

Цель изобретения - повышение качества регулирования напряжения путем уме - шения зоны нечувствительности до величины, равной ступени регулирования напряжения, и исключения при этом эффекта перерегулирования.

Указанная цель достигается тем, что в момент увепичения (уменьшения) напряжения создают запрет на уменьшение (увеличение) напряжения и через время,

СП

достаточное для устойчивого срабатывания переключателя витков обмотки трансформатора, дополнительно измеряют не пряжение в контролируемой точке и, если оно больше, чем напряжение после увеличения, или меньше после его уменьшения с помощью переключателя витков обмотки трансформатора, то запрет снимают.

Так, например, при выходе напряжения в контролируемой точке, за верхнюю (ниж- нюю) границу зоны нечувствительности, равную ступени регулирования напряжения трансформатора, подается команда на понижение (повышение) напряжения. По этой команде происходит понижение (по- вышение) напряжения на одну ступень. Одновременно запоминается падение команд на изменение напряжения, в данном случае нэ понижение (повышение) напряжения и создается запрет на выдачу обратной команды, т.е. команды не повышение напряжения,

Если предложить, что исполнения команды на понижение (повышение) напряжения в кон гролируемой точке не вошло в зону нечувствительности и находится еще выше (ниже) верхней (нижней) границы зоны нечувствительности, то появится очередная команда на понижение (повышение) напряжения после исполнения предыдущей. Та- кое понижение (повышение) будет происходить до тех пор, пока напряжение 8 контролируемой точке не войдет в зону нечувствительности. В данном случае созданный Запрет не влияет на исполнение команды на понижение (повышение), тач как он был создан на обратную команду, именно на команду повышений (уменьшения) напряжения. Возможна и такая ситуация, когда по какой-либо причине при выполнении первоначальной команды на понижение (повышение) напряжения, напряжение в контролируемой точке уменьшится (увеличится) и войдет за нижнюю (верхнюю) границу зоны нечувствительно- сти.

В данном случае, поскольку напряжение в контролируемой точке не осталось в зоне нечувствительности и вышло за нижнюю (верхнюю то должна последовать ко- манда на повышение (понижение) напряжения. Однако, поскольку при выдаче первоначальной команды на понижение (повышение) напряжения был введен запрет на понижение (повышение), то коман- да на повышение (понижение) напряжения не последует.

Следующим этапом следует проследить за изменением напряжения в контролируемой точке после выполнения первоначальной команды, т.е. команды на понижение (повышение) напряжения,

Если напряжение в контролируемой точке остается неизменным, то естественно, что команды на изменение напряжения не последует,

Если напряжение начнет возрастать, то не последует и команды уменьшения до тех пор, пока оно (если такое случится) не превысит верхнюю границу зоны нечувствительности.

Если же напряжение после обработки первой команды, в нашем случае команды на понижение (увеличение), станет меньше нижней границы зоны нечувствительности и при дальнейшем контроле за изменением напряжения выяснится, что оно начнет еще дальше уменьшаться, то только тогда созданный запрет снимается и выдается команда на повышение напряжения.

Таким образом, цепь t редлагаемого способа достигается введением запрета на выполнение обратной команды при выдаче соответствующей первоначальной команды в случае выхода напряжения из зоны нечувствительности, и проведением контроля за дальнейшим изменением напряжения после выполнения первоначальной гоманды.

На чертеже представлена схема реализации способа.

По входу 1 ток 8 линии элект ропередачи, D которой производится регулирования напряжения, поступает на датчик 2 тока (ДТ). С выхода этого датчика снимается напряжение, пропорциональное падению напряжения от начала линии электропередачи до точки с неизменным контролируемым напряжением. Напряжение с выхода ДТ 2 поступит на один из входов блока 3 выделения напряжения в контролируемой точке линии электропередами, На второй вход блока 3 по входу 4 поступает напряжение с трансформатора напряжения. Блок 3 выделяет разность между напряжением на шинах питающего трансформатора и падением напряжения в линии электропередачи до контролируемой точки с неизменным напряжением. По существу с выхода блока 3 снимается действительное напряжение в контролируемой точке в зависимости от тока нагрузки линии электропередачи. Это на- пряжение поступает на вход блока 5 сравнение напряжений. Блок 5 сравнивает входное напряжение с напряжением верхней и нижней границ зоны нечувствительности. При этом, если действительное напряжение в контролируемой точке превысят верхнюю границу, сигнал появится на верхнем выходе блока 5. Если же иапряжеиие будет меньше нижней границы зоны нечувствительности, сигнал появится на нижнем выходе блока 5

Сигналы с выходов блока 5 сравнения поступают на элементы б и 7 задержки времени, необходимые для предотвращения регулирования напряжения при кратковременном его изменении. Время задержки появления сигналов на их выходах составляет 1-2 мин. Выходные сигналы элементов б и 7 поступают на элементы 8 и 9 запрета. Если на запрещающих входах запрета элементов 8 и 9 не будет сигналов с соответствующих элементов ПАМЯТЬ 10 и 11, то сигналы будут проходить на исполнительные элементы

12и 13. При этом при срабатывании исполнительного элемента 12 сигнал по входу 14 поступит на угленьшеиие напряжения трансформатора. При срабатывании элемента 13 сигнал по входу 15 увеличит напряжение трансформатора Одновременно сигналы с исполнительных элементов 12 и

13включат соответственно ПАМЯТЬ 11 и 10. Выходные сигналы памяти через элемент ИЛИ 16 поступают нз вход элемента 17 задержки. Время задержки выбирается достаточным для окончательного срабатывания устройства переключения витков обмотки трансформатора с момента появления сигнала на выходе 14 или 15. Оно зависит от привода этого устройства и может составлять несколько секунд.

,Сигнал с элемента 17 задержки поступает на вход блока 18 контроля изменения входного напряжения, поступающего с блока 3. При этом сигналы на выходах а или б могут появиться только при поступлении разрешающего сигнала с элемента 17 задержки. Сигнал на выходе а блока 18 появляется в том случае, если есть разрешающий сигнал с элемен га 17 задержки и если напряжение с блока 3 будет изменяться на входе блока 18 в сторону увеличения. Если же напряжение на входе блока 18, поступающее с блока 3. будет изменяться в сторону уменьшения, то сигнал появится на выходе б. Если напряжение нз выходе блока 18 не будет меняться, то не будет и сигналов и на выходах а и б.

Появляющиеся сигналы на выходах а и б блока 18 возвращают элементы Память 10 и 11 в исходные состояния.

Рассмотрим реализацию способа при встречном регулировании напряжения. Предположим, что в линии электропередачи, а следовательно и по входу 1 произошло увеличение тока. При этом увеличится и напряжение на выходе ДТ 2, пропорциональное падению напряжения до точки с неизменным контролируемым напряжением Если считать, что напряжение с трансформатора напряжения по входу 4 не изменилось, то с блока 3 выделения разности его входнь х сигналов произойдет уменьшение

напряжения Уменьшение напряжения на выходе блока 3 означает и уменьшение напряжения в контролируемой точке линии электропередачи. Напряжение с блока 3 поступает в блок 5, где происходит его срэгше

0 ние с верхней и нижней границами зоны нечувствительности,

Предположим, что напряжение в контролируемой точке линии электропередачи уменьшилось до такого значения, что стало

5 меньше нижней границы зоны нечувствительности.. В данном случае сигнал с нижнего выхода блока 5 поступит на вход элемента задержки 17,

Если в течение одной-двух мин/г (время

0 задержки элемента 7) сигнал на нижнем выходе блока 5 не исчезнет, то появится сигнал нз выходе элемента 9 запрета. Для данного случал будет считать, что запрещающий сигнал с элемента Память 11 отсутствует. Это

5 вызовет появление сигнала нз входе, а следовательно, и на выходе исполнительного элемента 13, подающего команду по входу 15 на увеличение напряжения. Одновременно сигнал с элемента 13 включит Память 10.

0 С выхода элемента Память 10 появится запрещающий сигнал на элементе 8 запрета и сигнал на одном из входов элемента ИЛИ 16. Через время, соответствующее устойчивому срабатыванию устройства переключе5 ния витков обмотки трансформатора, появится сигнал с выхода элемента 17 задержки,

Предположим, что с появлением сигнала по входу 15 произойдет переключение

0 витков обмотки трансформатора и возрастет напряжение трансформатора. Повышение напряжения на выходе трансформатора (по входу 4) вызовет, естественно, и увеличение напряжения в контролируемой точке

5 электропередачи (на выходе блока 5). Допустим, что при увеличении напряжения s контролируемой точке оно выйдет за верхнюю границу зоны нечувствительности. Это вызовет появленив Сигнала на верхнем

0 выходе блока 5. Через время задержки сигнал поступит на вход элемента 8 запрг а. Однако на выходе сигнал не появится, поскольку на запрещающем входе существует сигнал с элемента Память 10. Следователь5 но не будет сигнала по входу 14 на уменьшение напряжения и не последует эффекта перерегулирования.

Далее следует проследить за изменением напряжения на входе блока 18 - блока контроля изменения входного напряжения.

Если напряжение в контролируемой точке после появления сигнала по входу 15 останется неизменным, то не будет сигнглов и из выходах а и б блока 18. Если напряжение на выходе блока 3 (напряжение в контроля- руемой точке) будет уменьшаться и выйдет за нижнюю границу зоны нечувствительности, то сигнал появится на нижнем выходе блока 5 и через элементы 7, 9 и 13 и далее по оходу 15 увеличит напряжение.

Если же напряжение на выходе блока 18 после появления сигнала с элемента 17 задержки начнет возрастать, то произойдет сброс памяти сиг a now г выхода а блока 18. При выполнении команды на увеличение на- пряжение в контролируемой точке вышло за верхнюю границу зоны нечувствительности. Это вызвало появление сигнала на верхнем выходе блока 5 и соответственно на входе элементов запрета 8 и задержки 6, Ранее, когда превышение напряжения в контролируемой точке над верхней границей зоны нечувствительности при выполнении команды на увеличение было обусловлено неточностью работы устройства переключе- ния витков, сигнал через элемент 8 запрета не проходил. Причиной этого является запрет с элемента Память 10.

Сейчас же, когда последующий рост напряжения в контролируемой точке обуслов- лен режимом линии электропередачи и отсутствует запрещающий сигнал с элемента Память 10, сигнал пройдет через элемент 9 запрета. Сработает исполнительный элемент 12 и сигнал по входу 14 пройдет на уменьшение напряжения.

Аналогично способ реализуется, если по причине изменения режима линии электропередачи напряжение в контролируемой точке выйдет за верхнюю границу зоны нечувствительности.

Положительная эффективность от применения предлагаемого способа заключается в повышении качества регулирования напряжения в электрических сетях.

Формула изобретения

Способ регулирования напряжения в электрической сети, содержащей трансформатор с регулированием напряжения под нагрузкой с помощью переключателя витков, заключающийся в том, что измеряют напряжение в контрольной точке сети и сравнивают его с напряжением верхней и нижней границ зоны нечувствительности и, если напряжение больше напряжения верхней границы зоны нечувствительности, то его уменьшают, если напряжение меньше напряжения нижней границы зоны нечувствительности, - увеличивают, отличающийся тем, что, с целью повышения качества регулирования напряжения, в момент увеличения (уменьшения) напряжения создают запрет на уменьшение (увеличение) напряжения и через время, достаточное для устойчивого срабатывания переключателя витков обмотки трансформатора, дополнительно измеряют напряжение в контролируемой точке и, если оно больше, чем напряжение после увеличения или меньше после его уменьшения с помощью переключателя витков обмотки трансформатора, то запрет снимают.

Способ регулирования напряжения в электрической сети. Сущность изобретения: для сокращения зоны нечувствительности до значения, равного ступени регулирования, в способе вводится запрет на выполнение обратной команды при выдаче соответствующей первоначальной команды в случае выхода напряжений из зоны нечувствительности. Затем измеряют напряжение в контролируемой точке и, если оно больше, чем напряжение после увеличения или меньше после его уменьшения, то запрет снимают. 1 ил.