Способ автоматического регулирования напряжения в электрических сетях Советский патент 1979 года по МПК H02J3/12 

Изобретение относится к области автоматизации режимов работы энергосистем и используется для автоматического регулирования напряжения трансформатора связи энергосистем.

Известен способ регулирования напряжения трансформаторов в замкнутых электрических сетях, в соответствии с которым их напряжение регулируют в зависимости от напряжения сети и их активного и реактивного тока 1. При таком способе регулирования возможно значительное увеличение как активного, так и реактивного тока в линиях распределительной сети, связывающих трансформаторы.

Наиболее близким к предлагаемому способу и поэтому принятым за прототип является способ регулирования напряжения трансформатора связи, описанный в 2.

По этому способу используется сочетание программного устройства регулирования напряжения под нагрузкой и последовательно с ним включенного функционального преобразователя. Функциональный преобразователь вводит в цепь измерительного органа автоматического регулятора напряжения

трансформатора связи дополнительное папряжение, пропорциональное реактивному току линии связи, идущей в сторону ближайшего узла с генерирующими источниками или другими трансформаторами связи сети энергосистемы высоких напряжений (например, 110 и 220 кВ). Это напряжение, пропорциональное реактивному току линий связи, вводится последовательно наиряжению сети в цепь измерительного органа регулятора трансформатора связи.

Известный способ может быть успеппю применен в тех случаях, когда от узла энергосистемы с регулируемым трансформатором связи отходят лини связи, идуп1,ие непосредственно в соседние питающие узлы, с незначительными промелчуточными нагрузками. Однако при наличии на отходящих линиях больших по величине и меняющихся во времени промежуточных нагрузок известный способ использован быть не может, так как автоматический регулятор, выполненный по известному способ}, ие будет реагировать на значительные изменения мощности нагрузочных элементов энергосистемы, что существенно снижает экономичность режима работы электрической сети. Таким образом, описанный способ имеет достаточно ограниченное применение.

Для регулирования в качестве контролируемых параметров используют реактивный ток трансформатора связи и реактивные токи потребителей нагрузки, присоединенных к П1инам упомянутого трансформатора связи, причем фаза ЭДС, пропорциона.шная реактивному току трансформатора , еовнадает, а фазы ЭДС, пропорциональных реактивному току упо.мянутых потребителей нагрузки, противоположны фазе ЭДС, пропорциональной напряжению сети. Коэффициенты пропорциональности упомянутых ЭДС определяют из оптимизационных расчетов электрической сети.

Цел|,ю изобретения является повышение экономичности режима электрической сети.

Это достигается за счет того, что измеряют реактивный ток трансформатора связи и реактивный ток элементов нагрузки, нриеоединенных к узлу электрической сети, носле чего ЭДС, пропорциональную им с коэффициентами пропорциональности, определенными из онтимизационных расчетов электрической еетн, суммируют с ЭДС, пропорциональной напряжению сети, причем фаза ЭДС, пропорциопальпая реактивному току трансформатора связи, совпадает, а фаза ЭДС, нропорциональная реактивному току уно.мяпутых элементов нагрузки, иротивопо/южна фазе напряжения сети, н в зависимости от иолученной суммы осуществляют ре1улирова1 ие нанряжения траисформатора связи.

На чертеже изображена, схема узла электрической сети и блок-схема, пояеняющая реализацию предлагаемого способа регулирования.

Она содержит трансформатор связи 1 электрических сетей двух напряжений, регулятор нанряжения с измерите.льны.м органо.м наиряжения 2, функциональный преобразователь 3, преобразующий в ЭДС реактивный ток, например, одного потребителя пагрузки в дапном узле, функциональный преобразователь 4, нреобразующий в ЭДС реактивный ток трансформатора связи 1.

Коэффициенты пропорциональности между ЭДС на выходе функциональных преобразователей и реактивными токами выбираются в соответствии с величиной коэффициентов уравнения, между элементами которого существует линейная зависимость, определенная из оптимизационных режимов на ЦВМ:

р и-клг1 с: )

где: и - напряжение,- пропорциональное напряжению сети;

Up - напряжение, вводимое в измерительный орган напряжения 2;

К,; К - ностоян|Ц51е коэффициенты регрессни, определяемые статпческим анализом большого числа оптимизационных режимов;

:,

- реактивный ток трансформатора

связи;

I

- реактивные токи нагрузочных элементов. нрисоединенных к узлу электрической сети.

Действие автоматического регулироваиия трансформатора связи в соответствии с предлагаемы.м способом осунгествляется следующим образом.

Если нагрузка трансфор.матора связи ио реактивной мощности становится слишком больиюй, ианряжение на выходе нреобразователя 4 еовнадает по фазе с напряжением сети. Измерительный орган регулятора 2 воспримет это как иовьинсние нан|)яжения и обесиечит отработку управляющего воздействия, направленного на увеличение коэффициента трансформации трансформатора связи 1. Это приведет к снижению напряжения на щипал сети энергосистемы и к разгрузке трансформатора -связи.

Если нагрузка потребителей узла увеличивается, то фаза ианряжсния на выходе функционального нреобразователя 3 становится иротивопо.южной фазе напряжения сети. Это восиримется измерительным opiaHOM регу.пятора 2 как снижение напряжения, в результате последует изменение коэффициента транс(|1ормации трансформатора связи 1 в сторону у 1епьц сния, напряжения на шинах питающей сети энергосистемы повысятся и трансфор.матор загрузится дополнительной реактивной мощностью. Таким образом, загрузка трансформатора связи будет приводиться в соответствие с нагрузкой потребителей узла.

Кроме того, в дапном снособе каждый узел является ведущим по отношению к своим соседним узлам. Так, наиример, если в каком-то узле напряжение в riHTaiomeA сети понижается, то его трансформатор связи дополнительно загрузится реактивной мощностью и измерительный орган регулятора напряжения 2 воспримет это как несоответствие загрузки реактивной мощностью трансфор.матора связи 1, информация о которой поступает с функционального нреобразователя 4 и с функционального преобразователя 3. В результате регулятор напряжения 2 придет в действие и обеспечит снижение загрузки трансформатора связи, то есть снижение нанряжения в узле питающей сети энергосисте.мы. Противоположное действие в соседнем узле приведет к aнaлoгичнoJvIy действию в данном узле. Это дает возможность, осунхествляя специальное управление одним узлом, одновременно приводить в соответствие с ним ряд прилегающих к нему узлов без специального управления.

I редла аемый способ позволяет обеспечить режим работы узла электрической сети близкий к оптимальпому.

Формула изобретения

(люсоб а irro мат II чес ко го регулирования папряжепия в э.и-ктрических сетях трапс(1)()1)маторами связи в фупкппп регулирующего воздействия, представляющего собой суммироваппе Э/Ц;. в котором одио из слаiae ii,i. проиор;|.и()па,:ы1о иапряжеипю сети, а другие ирппорцпоиальны контролируемым параметрам режима работы сети, отличаюminlr; тем, что, с целью повышения экономичности режима работы электрической сечи, в качестве контролируемых параметров исио.пьзуют реактивный ток регулируемого

трансформатора связи и реактивные токи потребителей нагрузки присоединенных к шинам упомянутого трансформатора связи, а cooTHonienne (Ьаз поддерживают таким образом, чтобы фаза ЭДС, пропорциональной реактивному току трансформатора связи, совпадала, а фазы ЭДС, пропорциональные реактивному току упо.мяпутых потребителей нагрузки были противоположны фазе ЭДС, пропорциональной нанря/ксмшю сети, иричем коэффициенты проп1)|)ционал1,пости уиомянутых ЭДС определяют ич оитп.п1:и1ционных расчетов электричсской ccin.

Источники информации, принятые во Biniмание при экспертизе

1.«Новое в электрическом оборудовании стапций и сетей - ГЭИ, 1961. с. 202-224.

2.Авторское свидетельство СС(Д Л 432633, кл. Н 02 J 3/12,