Устройство для регулирования потоков мощности в кольцевой сети Советский патент 1980 года по МПК H02J3/06 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в замкнуть электрических сетях. Известны устройства для регулирования потоков мощности в кольцевой сети с неоднородными линиями, которые включают вольтодобавочный трансформатор, исполнительный элемент и орган управления. Уставки органов управления этих устройств выбираются после предварительного вьто№ нения серии расчетов режичтов сети, а затем выставляются 1 учную н.ти по з анее подготовленной программе 1 В н которых случаях для расширения пределов регулирования используются специальные схемы присоединения вольтодобавочных трансформаторов 2 . При осуществлении автоматизации регу лирования известньпу1И средствами требуются сгожные вьгчислителып 1е устройства, с помощью которых выполняются расчеты режимов сети и выдаются необходимые управляющие сигналы. В основном в настоящее время во многих энергоснстемах процесс регулирования осуществляется вручную. Известно также устройствЪ для автоматического регулирования потоков мощности з , в функции органа управления и вычислительного устройства несет блок, выполненный на основе двухэлементного ваттметра. Это позволяет измерять уравнительную мощность и в зависимости от ее величины автоматически устанавливать наиболее экономичное потокораспределение. Однако использование двухэлементного ваттметра для измерения уравнительной мощности возможно только в простейшей кольцевой сети, содержащей две параллельные линии без промежуточных отборов мощности, поэтому область применения такого устройства ограничена. Известно устройство для осуществления автоматического регулирования потоков мощности в кольцевой сети 4. Устройство содержит вольтодобавочный трансформатор с поперечным регулированием, ко3738торый управляется от исполиитольного органа. Кроме того устройство содержит измерительный орган потерь активпой мощнг ти и управляаощий орган. Автоматическое регулирование потоков MoiuHbcTH по такой схеме осуществляется после HacipciteH исполнительного органа на заданную величину разности относительных приростов потерь активной мощности. Эта величина должна определяться для каждого релояма сети путем предварительного электрического расчета на вы числительных машинах. При частьтхйзмерениях режима в сети заданная величина разности относительных приростов должна кажДьгй раз изменяться. Кроме того, предварите л Ы1ые расчеты проводятся по npoi нозйруемьгм режимным параметрйм ипоэто му заданная величина относительных прироста является приблил енной. Эти недо« статки снижают эффективность схемы уст ройства и ограничивают область его применения. Цель изобретения заключается в повь шении эффективности устройства регулирования потоков активной мощности в кольцевой сети, а также в расшгфении области его применения. , . Поставленная пель достигается тем,что в известном устройстве,содержа1цемвольто добавочный трансформатор , измерительный орган потерь активной мощности, управля- - ющий и исполнительный органы, управляющий bpraii вьшолнен в виде блока оценки режима, блока запуска и блока минимиза пии-пЬтбрь„ включенными между измери„ тельным и исполнительньтм органами, причем блок оценки режима первым входом Присоединен к измерительному органу, вто рым входом - к первому выходу блока MHнимизации потерь, а третьим - кпервому выхосо блока запуска, блок минимизации потерь первым входом соединен с измерительньпи органом, вторым - с выходом . блока оценки режима, а третш М1и четвёр тым входами - со вторым и третьим.выходами блока запуска, второй выход блока минимизации потерь соединен с первым входом исполнительного органа, а третий и четвертый выходьт. - с двумя входами блока зЖпуска, четвертый выход блока з пуска соединен со вторым входом исполн тельного органа. Кроме того блок оценки |)ежйма содержи три комйутируютих элемента, соединенные в блоке последователь но, причем первый из них подключен к пе вому входу блока, второй - ко второму и третьему входам, а третий - к выходу бл ка и к его второму входу. Блок минимизации потерь содержит последовательно соединенные дифференциатор, усилитель, коммутирующий элемент и два элемента сравнения, в каждый из которых включены диоды, линия задержки, схема И, причем дифференциатор подключен к первому входу блока, коммутирующий элемент - ко второму и четвертому входам, к третьему входу подключена одна из линий задерхски, к первому выходу блока подключена одна из схем И, второй, третий и четвертый выходы блока минимизации потерь подютючены к коммутирующему элементу, а третий выход подключен к усилителю. Блсяс запуска содержит источники питания силовых цепей и коммутирующий элемент, включенные последовательно, и источник, питания цепей управления, подключенный к первому выходу блока, а коммутирующий элемент подключен ко второму, третьему и четвертому выходам и к первому и второму входам блока. Введенны.е в устройство блоки позволяют автократически определить для каж- дого установившегося режима электричеокой сети минимум потерь активной мощноо ти. Это исключает проведение предварив тельных расчетов, режима сети и нахождения минимума потерь. На чертеже приведена блок-схема уст ройства, на которой измерительный орган 1 состоит, из квадраторов 2, делителей напряжения 3 и сумматора 4, соединенных п оследовательно, входами подключен к трансформаторам тока 5. Выход измерительного органа 1, к которому присое.динен выход сумматора 4, соединен с первым входом блока 6 оценки режима и с первым входом блока 7 минимизации потерь. Блок б оценки режима вторым входом подключен к первому выходу блока 7 минимизации потерь, а третьим входом - к первому выходу блока 8 запуска. В блоке 6 оценки режима первый вход соединен с входом элемента 9 фиксации изменения режима через замкнутый ключ коммутирующего элемента 10. Второй вход блока 6 соединен с входом коммутирующего элемента 11 и через разомкнутые ключи коммутирующих элементов 9 и 11 он подключен к третьему входу, который через разомкнутый ключ коммутирующего элемента 11 соединен с входом коммутирующего элемента 10, а через замкнутые ключи элементов 9 и 11 с вьгходом названного Блок 7 минимизации потерь вторым входом подключен к выходу блока 6 оценки , режима, а третьим и четвертым входами ко второму и третьему выходам блока 8 запуска. Вторым выходом блок 7 минимизаций-потерь подключен к первому входу исполнительного органа 12, а третьим и четвертым к входам 8 запуска. Первый вход блока 7 минимизации потерь соединен через дифференциатор 13с -входом усилителя 14,выход.которого под ключен к первому выходу этого же блока через разомкнутый ключ коммутирующего элемента 15, диоды 16 и 17, линию эагдержки 18, схему И 19 и к третьему вь ходу названного блока, Второй вход блока 7 минимизации потерь подключен к его третьему входу через разомкнуТьУй ключ коммутирующего эл мента 15, схему И 20, диоды 21, 22, линию задержки 23 и через тот же разом нутьтй ключ он соединен с входом элемента 15, а через замкнутый ключ названного коммутирующего элемента соеданен с четвертым выходом этого блока. Блок 8 запуска соединен первым и вто рым входами, а также вторым и третьим выходами с блоком 7 минимизации потерь Первым выходом он соединен с блоком 6 оценки режима, а четвертым выходом - со вторым входом исполнительного органа 12. Первый вход блока 8 запуска подключен к входу коммутирующего элемента И4Е, вто рой вход подключен через разомкнутый ключ элемента 24 ко второму выходу этого же блока. Первый выход блока 8 запус ка подключен к источнику 25 питания цепей управления. Третий выход подключен к источнику питания 26 силовых цепей и к четвертому выходу через разомкнутый ключ коммутирующего элемента 24. Устройство работает следующим . В каждом режиме информация о величи н ах токов в линиях кольцевой сети поступает от трансформаторов тока 5 на квадраторы 2 измерительного органа 1, С выходов KBac5 3TopoB 2 .сигнал, пропорциональ ный ква{фатам токов, vzonaeTCH на делители напряжения 3, а.с выхода делителей снимаются сигналы, пропорциональные потерям активной мощности соответствующих ветвей. Эти сигналы подаются в сумматор 4, на вьгходе которого формируется сигнал, пропорциональный суммарным потерям активной мощности замкнутой сети, и подается на дифференциатор 13 блока 7 минимизации потерь. В исходном состоянии схемы от источника питания 25 блока запуо:ка 8 подается сигнал на включение элемента 24, который при срабатывании замыкает цепь между источником 26 питания и исполнительнь№л органом 12. Исполнительный орган 12 осуществляет пробное регул1фова11ие коэффициента трансформации вольтодобавочного трансформатора 27, Если при этом потери активной мощности в сети уменьшаются, то с выхода усилителя 14 блока 7 минимизации потерь снимается дифференцированный и усиленный сигнал отрицательного знака и подается в линию 23 задержки. Дальнейшему прохождению сигнала препятствуют диодь1 21, 22. В этом случае процесс регуПйроййния продолжается в том же направлении до тех пор, пока потери активной мощности не достигнут минимального значения. После прохождения минимума даль нейшее изменение коэффициента трансформации в .ТОМ же направлении приведет к возрастанию Потерь, а, следовательно, к смене знака сигнала с дифференциатора 13. Таким образом, на нход линии 23 задержки п оступит положительный .сигнал, который, проходя через диоДы и схему И, включает элемент 15. При этом разомкнется цепь питания элемента 24 к к источнику 26 питания силовь Х . пошслючится: исполнительный орган 12 таким образом, чтобы регулирование продолжалось в противоположном направлении. После повторного прохождения ми1шмального значения потерь положительный сигал на вьгходе дифференциатора проходит ерез диоды 16, 17 и включает элемент 1, Затем от источника 25 включается лемент 10, который размыкаетцепь пианця элемента 9 фиксации измерения реима. Элемент 9 включает разомкнутый люч и обеспечивает самоподпитку эле . ента 11, выключает замкнутый ключ и азмыкает цепь регулирования траисформаора-27, осуществляет оценку состояния ежима в течение определенного интернала времени. Если рехсим в .течение заанного интервала меняется незначительо, то положение ключей элемента 9 не меняется и продолжается дальнейшая оценка состояния режима. В случае существенного изменения режима положения ключей элемента 9 вновь приводится в исходное и устройство вновь осуществляет регулирование. Автоматическая установка минимума потерь мощности предпожегшым устройств |вом позволяет иметь максимальную экономшо энергии в каждом релсиме работы

кольцевой сети. Экономическая эффёкти иость устройства определяется однознач°г1 но лишь Б каждой конкретной схеме неоднородной электрической кольцевой сети.

Наибольший эконоМ1«еский эффект предлагаемое устройство даст в зам1шутой сети с большой степенью неоднородности, например, в перспективных схем.зх Единой энергетической системы Союза, содержащих настроенные электропередачи.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования пото-15 ков мощности в кольцевой сети, содержащее вольтодобавочньш трансформатор, измерительный орган потерь ш тивной мощности, управляющий и исполнительный органы, отличающееся тем, что 20 с целью повышения эффективности устройс-рва и расширения области его применения, управляющий орган выполнен в виде блока запуска, блока мщ1имизации потерь и блока оценки релшма, блок оценки режима 25 первым входом присоединен к измерительHCHviy органу, вторым входом к первому выходу блока минимизации потерь, а трет ;им - к первому выходу блока запуска, блок минимизации потерь первым иходом 30 соединен с измерительным органом, вторым входом соединен с выходом блока оценки режима, третыоЛ и четвертым входами - со вторым и третьим выходами блока за пуска, второй выход блока минимизации по- 35 терь соединен с первьтм входом исполнительного органа, а третий и четвертый выходы - с двумя входами блока запуска, четвертый выход блока запуска соединен со вторым входом исполнительного органа,40

2. Устройство по п. 1,отличаю щ е е с я тем, что блок оценки режима содержит три коммутирующих эл&мента, соединенных в блоке последовательо, причем первый из них подключен к - ервому Еходу блока, второй - ко второму третьему входам, а третий - к выходу лока и к его второму входу.

3. Устройство ноп.1,отлича юе е с я тем, что блок минимизации отерь содержит последовательно соединеные диффере1щиатор, усилитель, коммут рующий элемент и два элемента сравнения, в каждой из которых -включены диоды, линия задержки, схема И, причем дифференциатор подключен к первому входу блока, коммутирующий элемент - ко вторсму и четвертому входам, к третьему входу подключена одна из линий задержки, к первому выходу блока подключена одна из схем И, второй, третий и четвертый выходы блока минимизации потерь подключены к коммутирующему элементу, а третий выход подключен к усилителю.

4. Устройство поп. l,oтличa ю щ е е с я тем, что блок запуска содержит источники питания силовых цепей и коммутирующий элемент, включенные последовательно, и источник питания цепей управления, подключенный к первому вы ходу блока, а коммутирующий элемент подключен ко второму, третьему и четвертому выходам и к первому и второму входам блокам.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Ненчев С. Регулирование переключиНИИ трансформаторов в замкнутых электррьческ О. сетях с высокой степенью неоднородности. Электричество, № 9, 1965.

2.Авторское свидетельство СССР № 439049, кл. Н 02 J 3/О6, 1Э73.

3.Доклады на Всесоюзной конференции по качеству напряжения в электрических сетях и системах. М., Энергия, с. 485490.

4.Авторское свидетельство СССР № 144542, кл. Н 02 У 3/06, I960.

2