Устройство для моделирования городских электрических сетей Советский патент 1977 года по МПК G06G7/62 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРОДСКИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Устройство для моделирования городских электрических сетей содержит блок 1 управления, модели нагрузок 2 и сети 3, логический блок 4, блок 5 контроля загруженности линий, блок 6 контроля качества напряжения и блок 7 индикаторов. В зависимости от режима работы устройства, входы логического блока 4 подключаются: к выходам аналоговой модели 3 сети - при выборе оптимальных разрезов, к выходам блока 5 - при контроле загруженности линий или к выходам блока 6 - при контроле качества напряжения. Блок осуо;ествляет питание всего устройства и управление его блоками согласно заложенной программе.

Модель 2 нагрузок содержит источники ЭДС с дискретными номиналами, выходы которых могут быть подключены к высокоомным резисторам 8 (см. фиг. 2), вторыми концами иодсоединенным к ячейкам 9 аналоговой модели 3 сети. Модель 2 нагрузок осуществляет также питание блоков 5 и 6, питание модели нагрузок обеспечивается от блока 1 управления.

Аналоговая модель 3 сети состоит из моделей питающей и распределительной сетей. Каждая из них представляет собой наборное поле, на котором набираются однотипные ячейки 9 для моделирования питающих и распределительиых пунктов трансформаторных и заводских подстанций с отходягдими от них кабельными и воздушными лиииями. Набор модели питающей и распределительной сетей осуществляется путем электрических соединений указанных ячек в соответствии с топологией реальной сети.

Однотипная ячейка 9 модели сети (фиг. 2) собирается на лицевой панели. Ячейка снабжена контактным кольцом 10, являющимся моделью электрического узла сети. Контактное кольцо 10 соединяется с гнездом И, предназначенным для измерения напряжения узла, и с пятью зажимами 12, предусмотренными для соединений данной ячейки с другими, кроме того, - с высокоомным резистором 8 модели 2 нагрузок, а при необходимости служит и для взаимного соединения моделей питающей и распределительной сетей. Ячейка имеет две пары гнезд 13, которые выполняют роль разъединителей (выключателей) линий при моделировании трансформаторных и заводских подстанций или межсекциоиных разъединителей (выключателей) при наличии многосекциониых щин при моделировании распределительных пунктов. Включение линий или секций осуществляется замыканием пары гнезд 13. Этп же гнезда служат для пропускания тока данной линии через блок 4. В ячейке могут быть размещеиы резисторы 14 для моделирования линий электропередачи. При этом каждый резистор (модель одной линии) подсоединяется одним концом к контактному кольцу 10, а другим - к гнезду пары 13. Другое гнездо этой пары соединяется с ближайшим зажимом 15, предназначенным для

соединений соседних ячеек с зажимами 12. Все элементы ячейки, кроме элемента 14, выходят па лицевую ее сторону. Электрические соединения между зажимами 12, 15, контактным кольцом 10 и гнездами 11 и 13 осуществляются внутри ячейки (и не видны с лицевой стороны), закорачивание же гнезд 13, также как и соединения между ячейками - с лицевой стороны.

10 Логический блок 4 (фиг. 3) состоит из входного трансформатора 16 с двумя входами и одним выходом, предварительного усилителя 17 переменного тока, фазочувствительного выпрямительного усилителя 18, поляризованного реле 19. Один вход трансформатора 16 соединен с измерительной вилкой 20, другой - с измерительной вилкой 21, в корпус которой вмонтирован индикатор 22. Выход трансформатора 16 подключается к входу 0 поляризованного реле 19 через усилители 17 и 18. Выход реле 19 подается на блок 7 индикаторов и на индикатор 22, дублирующий соответствующее показание индикатора блока 7. Питание усилителей 17 и 18 осуществляется от блока 1 управления. В режиме выбора разрезов вилки 20 и 21 вводятся в гнезда 13 ячеек модели сети, при контроле токов линий эти вилки подключаются к выходам блока 5, а при контроле напряжений узлов - к выхо0 дам блока 6.

Блок 5 контроля загруженности линий (фиг. 4) включает в себя источники 23 контрольных токов, коммутационные панели 24 набора линий на контроль по допустимым зна5 чепиям токов загруженпости и блок 25 автоматического опроса лииий. Панели 24 соединены с источниками 23 контрольных токов, питаемых от модели нагрузок. С помощью папели 24 обеспечивается набор соответствующих связей модели сети с блоком 25 автоматического опроса линий, а также соответствующих связей между источниками коптрольцых токов и блоком 25. К выходам блока автоматического опроса линий подключены измерительные вилки 20 и 21 логического блока 4. Сигнализация перегружеиных липни производится блоком 7 индикаторов. Питание и управление блока 5 контроля загруженности линий осуществляется от блока 1 управления.

0 Блок 6 контроля качества напряжения (фиг. 5) состоит из блока 26 установки предела отклопения напряжения, панели 27 набора узлов, подлежащих контролю, блока 28 опроса и усилителя 29 мощности. Блок 26

5 установки предела отклонения напряжения питается от модели нагрузок. Панелью 27 осуществляется связь узловых точек модели сети, подлежащих контролю на допустимое отклонение напряжения, с блоком 28. Выход

0 блока 28 подсоединен на вход усилителя 29, а к выходам усилителя 29 и блока 26 установки предела отклонения напряжения в режиме контроля качества напряжения включаются измерительные вилки 20 и 21 логического блока 4. Индикация номеров узлов, отклонение

напряжения которых выше допустимого, осуществляется блоком 7 индикаторов, пнтаппе п управление блока 6 контроля качества напря. жения - от. блока 1 управления.

. Блок 7 содержит стандартную аппаратуру индикации и обеспечивает индикацию поиска разреза, перегрузки линий и отклонения напряжения от допустимого значения. В зависимости от режима работы устройства (выбор разреза, контроль по току или контроль по

. напряжению) проводится соответствующая индикация согласно программе блока 1 управления. Блокировка и отключение блока индикации также осуществляется от цепей управления блока 1.

На модели сети набирают аналог сети в следующей последовательности. Намечают расположение ячеек моделирования на наборных полях и размещение сопротивлений линий в этих ячейках. Далее осуществляют набор резисторов 14, величины сопротивлений которых пропорциональны сопротивлениям соответствующих линий электропередачи, и соединения внутри ячеек. Подготовленные таким образом ячейки устанавливают на наборных полях модели сети. После этого в соответствии со схемой соединений сети осуществляют электрические соединения отдельных ячеек (путем подлежащей коммутации пар гпезд 13, зажимов 12 и 15 (с лицевой стороны ячеек), согласио топологии моделируемой сети, что одновременно отражает мнемоническую схему сети. В модели нагрузок при помощи соединительных проводов соответствующие вьдходы подключаются через резисторы 8 к контактному кольцу 10, обеспечивая тем самым необходимый отбор тока из контактного кольца. При этом к каждому выходу модели нагрузки может быть подсоединено несколько тезисторов 8.

По предварительно составленным спискам узлов н линий сети, подлежащих соответственно контролю по качеству напряжения и допустимому току загрузкн, необходимые узлы и концы лнпий с помощью проводов присоединяются к панелям 27 и 24. Согласно упомянутым снискам назначаются источники 23 необходнмых величин токов и подаются на панелн 24. На эта1;е поиска измерительная вилка 21 вводится в разрез контура, замыкая его. Независимо от положения вилкп в гнездах ветви индикатор 22, вмоитироваппый з вилку, показывает папразлсине тока в зтой ветви, что указывает направление перемсщсчшя внлки для нахождения токораздела. Последующие перемещения вилки 21 в соответствии с индикацией приводят к переходу токораздел, о чем cигнavTизнpyeт изменение направления сигнализации в инднкаторе 22. Таким образом, определяется узел токораздела, в одной из нримыкающих к нему ветвей которого находится вилка 21. Затем следует перейти ко второму этану - нахождению ветви с минимальным током, для чего в гнезда другой нримыкающей к токоразделу ветви вводится вилка 20.Пртг этом индикатор 22 определяет ветвь с минимальным током данного контура. Если этот индикатор показывает в стороиу вилки 20, то подлежит размыканию ветвь, в которой расноложена вилка 20. В иротивном случае разрезается ветвь, в которой находится вилка 21. Поиск онтимального места разреза во всех контурах последовательно производят в несколько циклов до такого расположения разрезов, когда перемещение любого из них запрещается логикой устройства. После нахождения оптимального расположения разрезов нроверяют загруженность линий сети по допустимым токам. Для этого вилки 20 и 21 вставляют в выход блока 5 контроля загрул енности линий и блок 5 запускается от блока 1 управления. Блок 7 осуществляет индикацию перегруженных линий. При наличии перегруженных линий происходят соответствующие перемещения разрезов, после

чего спова запускается блок 5 контроля загруженности линий с установкой в блоке 1 управления соответствующей зоны опроса.

Выбор послеаварийной эксплуатационной схемы на устройстве проводят следующим образом.

На модели сети размыкается поврежденная линия сети. Намечают варианты питания обесточеииых в результате аварии нагрузок. Последовательно воспроизводят режим сети для

каждого варианта с проверкой качества напряжения иитересующих узлов с помощью блока 6. После сравнения режимов по нанряжению намеченных вариантов выбирают вариант с наименьщими отклонениями наиряжеПИЯ от допустимых значений. Проверяют качество наиряжепня в следующем порядке: вилки 20 н 21 вводят в выходы блока 6 контроля качества напряжения, который запускается от блока 1 управления для опроса соответствующей зоны. Блок 7 осуществляет ннднкацию узлов, понижение нанряженнй которых выходит за пределы установленных операторов отклонений в блоке 26 установки нре.юла отклонения нанряження.

Логический блок 4 работает следующим образом. Токн, ноступающпе посредством вилок 20 и 21 на входы трансформатора 16, создают в его сердечнике противоположные МДС, тем самым нпдуцнруя на выходе ЭДС, пропорциональпую разности входных токов. Эга ЭДС после нредварнтельного уснлення уснлителем Г/ подается на уснлнтель 18, который выдает на унраБл.чющую обмотку реле 19 сигнал определенной полярности, соответствующий наг;рг1.) вскюра разности входных токов. В зависимости от этой полярности реле 19 замыкпет свой сосгветствующпй контакт. Поскольку полярность выходного сигнала завиC:;Y or аапряження вектора разности двух токов, ноданных на вход трансформатора 16, то положснне контактов указывает большую из сравннваемых токов. В случае подачи на вход трансформатора одного тока (одной из измерительных внлок) ноложение контактов реле

указывает направление вектора этого тока.

В виду того, что направление сигнала индикатора 22 вилки 21 отражает положение контактов реле 19, изменение положения этой измерительной вилки в данном гнезде поворотом ее на 180° сохраняет индикацию прежнего направления тока объекта, так как с поворотом вилки изменяется как положение стрелок индикации, так и срабатывание освещения этих стрелок.

Формула изобретения

Устройство для моделирования городских электрических сетей, содержащее модель сети, блок контроля загруженности линий, логический блок, блок индикаторов, блок управления и модель нагрузок, вход которой соединен с первым выходом блока управления, первый выход - с входом модели сети, а второй выход - с первым входом блока контроля загруженности линий, к второму входу которого подключен второй выход блока управления, а к третьему входу - первый выход модели сеФиг.1

ти, причем первый вход логического блока соединен с третьим выходом блока управления, а выход - с первым входом блока индикаторов, соединенного вторым входом с четвертым входом блока управления, отличающеес я тем, что, с целью повышения точности моделирования, в него введен блок контроля качества напряжения, первый вход которого соединен с пятым выходом блока управления, второй вход - с третьим выходом модели нагрузок, третий вход - с вторым выходом модели сети, причем выход блока контроля загруженности линий, третий выход модели сети и выход блока контроля качества напряжения подключены к второму входу логического блока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.«Опыт проектирования систем электроснабжения городов. Сборник статей. Л., Энергия, 1973, с. 115-118.

2.Авторское свидетельство СССР № 368621, кл. G 06G 7/62, 1970 (прототип).

iS

Фи,2