Способ управления электропередачей Советский патент 1992 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для управления электропередачей, содержащей линию электропередач (ЛЭП) переменного тока и ЛЭП постоянного тока.

Известен способ перевода в неполно- фазный режим ЛЭП, в котором для снижения токов обратной последовательности в генераторах энергосистемы заземляют отключенную фазу, отключают от ЛЭП шунтирующие реакторы на приемном конце, соединяют их в параллель и подключают к фазе отстающей от поврежденной на 240° (Авторское свидетельство СССР № 653679, кл. Н 02 J 3/26, 1976).

Недостатком способа является значительное число переключений, которое требуется осуществить на ЛЭП для его реализации.

Известен способ компенсации токов обратной последовательности в .неполнофаз- ном режиме ЛЭП, согласно которому соединяют параллельно конденсаторы СТК и подключают к фазам ЛЭП, отстающей от поврежденной на приемном конце и к опережающей - на отправном конце, непрерывно регулируют проводимость реакторов, подключенных к неповрежденным фазам, в соответствии с принятым законом (Авторское свидетельство СССР № 1001308, кл.-Н 02 J 3/26, 1981).

Недостатком способа является требование большого количества дополнительной коммутационной аппаратуры, необходимой для осуществления способа. Это значительно усложняет схему электропередачи, увеличивает ее стоимость и снижает надежность работы.

XI XI

Јь СО

к

Известен также способ управления электропередачей, содержащий ЛЭП переменного и постоянного тока, согласно которому фиксируют отключение одной из фаз ЛЭП переменного тока, увеличивают ток преобразователя той же фазы ЛЭП постоянного тока и снижают ток других его фаз (Авторское свидетельство СССР № 1531797, кл. Н 02 J 3/26,1988). При этом контролируют ток обратной последовательности генераторов передающей энергосистемы и указанное изменение токов фаз преобразователя осуа1ествляют до уменьшения контролируемоготокаобратнойпоследовательности до допустимого значения или до значения, определяемого максимально допустимым током фаз преобразователя.

Реализация способа позволяет повысить передаваемую мощность ЛЭП переменного тока. работающей в неполнофазном режиме. К недостаткам этого способа следует отнести отсутствие регу- лированиятокаобратной

последовательности в приемной энергосистеме и контроля исходной мощности ЛЭП постоянного тока. Первое приводит к неполному использованию возможностей способа из-за ограничений по передаваемой мощности ЛЭП переменного тока по допустимому уровню тока обратной последовательности в приемной энергосистеме. Регулировочный диапазон выпрямительного преобразователя по снижению тока обратной последовательности определяется исходной загрузкой этого преобразователя. Действительно, при невысокой загрузке ЛЭП постоянного тока перераспределение загрузки фаз преобразователя не может дать заметного симметрирующего эффекта. Напротив, при высокой загрузке такое перераспределение мощности фаз может привести к эффективному регулированию тока обратной последовательности.

Цель изобретения - повышение пропускной способности ЛЭП переменного тока, работающей в неполнофазном режиме, путем управления выпрямительным и инвер- торным преобразователями ЛЭП постоянного тока, направленного на снижение тока обратной последовательности в передающей и приемной энергосистемах.

Для этого в электропередаче, связывающей передающую и приемную энергосистемы и состоящей из ЛЭП переменного тока и ЛЭП постоянного тока, подключенной к энергосистемам через преобразователи, фиксируют отключение одной из фаз ЛЭП переменного тока. Затем увеличивают ток выпрямительного преобразователя той

же фазы ЛЭП постоянного тока и снижают ток других фаз. При этом контролируют ток обратной последовательности генераторов передающей энергосистемы и изменяют

указанные токи фаз выпрямительного преобразователя до момента снижения тока обратной последовательности до допустимого значения или достижения параметрами режима преобразователя предельных знэчений. Дополнительно увеличивают ток фазы инверторного преобразователя приемной энергосистемы, одноименной с отключенной на ЛЭП переменного тока, и снижают ток других фаз этого преобразователя. При

этом контролируют ток обратной последовательности генераторов приемной энергосистемы и изменяют токи фаз инверторного преобразователя до уменьшения контролируемого тока обратной последовательности

до допустимого значения или достижения параметрами режима этого преобразователя предельных значений. В случае недостаточного снижения тока обратной последовательности в энергосистемах при

достижении параметрами преобразователей предельных значений увеличивают уставку регулятора тока выпрямительного преобразователя до момента снижения тока обратной последовательности в энергосистемах до допустимого значения или достижения параметрами режима выпрямительного и инверторного преобразователей предельных значений по загрузке.

На чертеже приведена схема реализации способа.

Схема содержит передающую энергосистему 1, приемную энергосистему 2, линию 3 электропередачи переменного тока, линию 4 постоянного тока, управляемые тиристоры 5 выпрямительного преобразователя, систему 6 пофазного управления выпрямительного преобразователя, регулятор 7 тока, задатчик 8 уставки регулятора тока, блок 9 сравнения, датчик 10 величины

превышения током обратной последовательности допустимого значения, датчик 11 отключенной фазы на ЛЭП переменного тока, блок 12 перераспределения мощности между фазами выпрямительного преобразователя, канал 13 передачи информации, управляемые тиристоры 14 инверторного преобразователя, систему 15 пофазного управления инверторного преобразователя, задатчик 16 уставки регулятора минимального тока, регулятор 17 минимального тока инвертора, датчик 18 величины превышения током обратной последовательности приемной энергосистемы допустимого значения, блок 19 перераспределения мощности меж- ду фазами инверторного преобразователя,

датчик 20 отключения фазы на ЛЭП переменного тока, регулятор 21 угла погасания инверторного преобразователя.

Система работает следующим образом.

В нормальном режиме токи обратной последовательности передающей 2ф и приемной 2ф энергосистем , замеряемые в контролируемых цепях этих энергосистем, не превышают допустимых значений и сигналы на выходах датчиков 10 и 18 равны нулю. Поэтому равен нулю и сигнал на выходе блока 9, производящего сравнение входных сигналов, поступающих от датчиков 10 и 18. Задатчик 8 уставки регулятора тока в этом случае вырабатывает сигнал, пропорциональный заданному значению нагрузки ЛЭП постоянного тока, который поступает на вход регулятора 7. Со второго выхода задатчика 8 сигнал заданной нагрузки ЛЭП передается по каналу 13 на вход задатчика 16 уставки регулятора минимального тока инверторного преобразователя. Регулятор 7 тока выпрямительного преобразователя и регулятор 17 минимального тока инверторного преобразователя поддерживают заданную нагрузку ЛЭП, соответствующую сигналам задатчиков 8 и 16. Регулятор 7 тока воздействует на систему 6 пофазного управления тиристорами 5 выпрямительного преобразователя, а регулятор 17 минимального тока вырабатывает управляющее воздействие на систему 15 пофазного управления тиристорами 14 инверторного преобразователя. В систему управления тиристорами 14 входит также регулятор 21 угла погасания инверторного преобразователя, поддерживающий на неизменном уровне угол погасания этого преобразователя.

В нормальном режиме длительность работы тиристоров всех фаз обоих преобразователей одинакова. Регулятор 7 производит сравнение задаваемого тока нагрузки ЛЭП Idy. значение которого подается с выхода задатчика 8, с фактической величиной этого тока Id. замеряемой на ЛЭП. Управляющее воздействие регулятора 7 а1 , поступающее на вход системы б пофазного управления, обеспечивает одинаковую загрузку всех фаз выпрямительного преобразователя, которая соответствует задаваемому току

Idy .

При возникновении неполнофазного режима на ЛЭП 3 переменного тока фиксируется датчиком 11 отключенная фаза (в передающей энергосистеме), в приемный энергосистеме это производится датчиком 20. По сигналам этих датчиков блоки 12 и 19 перераспределения мощности между фазами выпрямительного и инверторного преобразователей настраиваются на определенный режим работы, который зависит от того, какая фаза отключена на ЛЭП переменного тока. При отключении, например, фазы А блоки 12 и 19 вырабатывают управляющие воздействия на увеличение продолжительности работы тиристоров группы фазы А обоих преобразователей и соответствующее снижение продолжительности работы

0 тиристоров группы фазы В и фазы С. В этом случае будет повышаться загрузка фазы А и снижаться загрузка фаз В и С силовых трансформаторов выпрямительного и инверторного преобразователей, что окажет

5 симметрирующее влияние на передающую и приемную энергосистему при неполно- фазном режиме ЛЭП 3. В процессе перерас- пределения изменяются мощности отдельных фаз преобразователей, мощ0 ность же ЛЭП постоянного тока остается неизменной.

Неполнофазный режим ЛЭП вызывает появление тока обратной последовательности в передающей 2ф и приемной 2ф энер5 госистемах, которые фиксируются и подаются на вход датчиков 10 и 18. На вторые входы этих датчиков поступают допустимые значения токов обратной последовательности для передающей 12 д и

0 приемной 12д энергосистем. На выходе датчиков 10 и 18 образуются сигналы превыше- , ния токов обратной последовательности их

допустимых значений А 2 ад, я i I

12ф-12д.

5 В блоках 12 и 19 по величинам отклонений токов обратной последовательности в передающей А12 и приемной Л 2 энергосистемах формируются управляющие воздействия соответственно а в и ст и ,

0 направленные на перераспределение мощности между отдельными фазами выпрямительногоиинверторногопреобразователей, по выражениям af0 Ка -Л 12 , ст и К27 А 12 , где кЈ , К2 5 коэффициенты пропорциональности, определяющие зависимость уменьшения тока обратной последовательности в генераторах передающей и приемной энергосистемах от степени перераспределения

0 мощности между отдельными фазами преобразователей. Коэффициенты «2 , и величины токов А 12А 2 при неполнофазном режиме ЛЭП определяются схемно-режимными параметрами передаю5 щей и приемной энергосистем. Поэтому управляющие воздействия с/ в и а могут иметь различные значения, что будет определять различную степень перераспределения мощности между отдельными фазами

выпрямительного и инверторного преобразователей.

Перераспределение мощности между отдельными фазами выпрямительного преобразователя производится путем увеличения угла управления группы тиристоров последующей фазы на значение, пропорциональное параметру а в , а предшествующей фазы - на значение, пропорциональное половине параметра о в Если на ЛЭП переменного тока отключена, например, фаза А (особая фаза), то последующей будет фаза 8, а предшествующей - фаза С. Воздействия блока 12 а в и а в /2 вызывают соответствующие изменения углов управления фаз В и С, которые осуществляются системой 6 пофазного управления. Суммарные управляющие воздействия по фаз.ам А, В и С определятся выражениями: адг о , а р а +aj ,7с г о + ofa .где о - воздействие, определяемое регулятором 7 тока ЛЭП постоянного тока. В соответствии с этими выражениями увеличивается продолжительность работы тиристоров группы фазы А и снижается для фаз В и С (на равную величину), что вызывает увеличение потребляемой мощности по фазе А и снижение этой мощности по фазам В и С выпрямительного преобразователя.

Перераспределение мощности между отдельными фазами инверторного преобразователя приемной энергосистемы производится увеличением угла опережения группы тиристоров особой фазы пропорционально величине параметра о и и снижением угла опережения предшествующей пропорционально половине параметра а и, . Воздействия блока 19 а и о лвызывают соответствующие изменения углов опережения фаз А и С, которые реализуются системой 15 пофазного управления инверторного преобразователя. Суммарные управляющие воздействия по фазам А, В и С инверторного преобразователя определя/ется выражениями: CT AZ (Гц , ОВ2

и ifк л

0 , о С2 о , , где а -управляющее воздействие регулятора минимального тока ЛЭП постоянного тока.

Увеличение длительности работы группы тиристоров фазы А и снижения этой дли- тельности для групп фаз В и С, осуществляемые реализацией управляющих воздействий о А2 , а в2 и о са . вызывает увеличение мощности фазы А и снижение мощностей фаз В и С инверторного преобразователя.

При недостаточном снижении тока обратной последовательности в энергосистемах и достижении параметрами режима

преобразователей предельных значений осуществляется увеличение уставки регулятора тока ЛЭП постоянного тока, что приводит к увеличению передаваемой мощности

по этой ЛЭП. Увеличение уставки производится по сигналу блока 9, производящего сравнение параметров А г и А г . поступающих на его входы. Указанная операция осуществляется при достижении

параметрами хотя бы одного из преобразователей предельных значений Из двух значений А 2 и Д 2 блоком 9 выделяется наибольшее значение. В соответствии с этим значением задатчик 8 изменяет уставку регулятора 7 тока. Блоки 12 и 19 будут производить перераспределение мощности между фазами выпрямительного и инверторного преобразователей при новом, увеличенном значении тока ЛЭП постоянного

тока Id. Повышение мощности этой ЛЭП повышает эффективность подавления отклонений токов обратной последовательности Д|2 и А 2 . Изменение уставки Idy производится до момента выполнения условий

Ala О, А 2 0 или в случае достижения параметрами режима преобразователей предельных значений, которые контролируются регулятором 7 тока.

Таким образом, реализация предлагаемого способа позволяет расширить пределы регулирования (подавления) тока обратной последовательности в передающей и приемной энергосистемах при непол- нофазном режиме ЛЭП переменного тока.

При этом повышается пропускная способность этой электропередачи, определяемая уровнем токов обратной последовательности в энергосистемах.

Формула изобретения

Способ управления электропередачей, связывающей передающую и приемную энергосистемы и состоящей из параллельно включенных линий электропередачи переменного и линии электропередачи постоянного тока, подключенной к энергосистемам через преобразователи, согласно которому фиксируют отключение одной из фаз линии переменного тока, увеличивают ток выпрямительного преобразователя той же фазы

линии постоянного тока и снижают ток двух других фаз, контролируют ток обратной последовательности генераторов передающей энергосистемы, изменяют токи фаз выпрямительного преобразователя до момента снижения тока обратной последовательности до допустимого значения или достижения параметрами режима преобразователя предельных значений, отличающийся тем, что, с целью повышения

пропускной способности электропередачи в неполнофазном режиме расширением пределов регулирования тока обратной последовательности при отключении одной из фаз линии переменного тока, дополнительной увеличивают ток фазы инверторного преобразователя приемной энергосистемы и снижают ток двух других фаз этого преобразователя, контролируют ток обратной последовательности генераторов приемной энергосистемы, изменяют токи фаз инверторного преобразователя до уменьшения контролируемого тока обратной последова0

тельности до допустимого значения или достижения параметрами режима этого преобразователя предельных значений, при недостаточном снижении тока обратной последовательности в энергосистемах при достижении преобразователями предельных значений увеличивают уставку регулятора тока выпрямительного преобразователя до момента снижения указанного тока до допустимого значения или достижения параметрами режима выпрямительного и инверторного преобразователей предельных значений по загрузке.

Использование: в электроэнергетике для симметрирования режима энергосистемы. Сущность: увеличивают мощность фазы выпрямительного и инверторного преобразователей, одноименной с отключенной фазой линии переменного тока. Одновременно с этим снижают мощности остальных фаз преобразователей. Если указанные операции недостаточно эффективны, то производят увеличение мощности линии постоянного тока. При большей мощности этой линии симметрирующий эффект от перераспределения мощности отдельных фаз преобразователей усиливается. Последнее приводит к снижению уровня токов обратной последовательности в приемной и передающей энергосистемах. 1 ил