Способ повышения устойчивости электрических систем Советский патент 1981 года по МПК H02J3/24 

1

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к противоаварий ной автоматике энергосистем, и может быть использовано для повышения динамической устойчивости генератора (электростанции) при возникновении короткого замыкания на линии электропередачи, связывающей генератор с приемной энергосистемой, отключении ее устройствами релейной защиты и последующем автоматическом повторном включении АПВ.

Известен ряд способов повышения устойчивости электрических систем путем скачкообразного изменения фазы напряжения, согласно которым изменение фазы осуществляют путем поочередного переключения генераторов к смежным трансформаторам с заранее выбранной группой соединения обмоток или путем переключения фаз на поврежденной линии электропередачи в цикле АПВ, .а затем и на других шун- тирующих линиях электропередачи Ш

и 2.

Недостатком этих способов является их сложность и необходимость установки дополнительного дорогостоящего оборудования и коммутационной аппаратуры.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ повышения устойчивости путем фазового управления, заключающийся в увеличении возможной площадки торможения генератора в переходном процессе при отключении и последующем АПВ одной из линий, связывающих передающую и приемную энергосистемы по10средством изменения группы соединения обмоток тра-цсформа торов З .

Недостатком этого способа (как и предьдущих) является дискретность воздействия и связанное с этим снижение эффективности фазЬвого управ15ления переходным процессом.

Цель изобретения - повышение эффективности фазового управления,

20 Поставленная цель достигается путем установки угла фазового смещения фазорегулирующего трансформатора, отключенного в предаварийном режиме от сети, в положение, ветствуквдее текущей величине нагрузки генератора, и включения его в сеть в период бестоковой паузы АПВ. После окончания переходного продебса фазорегулятор постепенно пе30 реводят в положение нулевого фазового смещения-, а затем отключают от сети. Фазорегулирующие трансформаторы с механической системой переключения отпаек .регулировочных обмоток имеют ютносительно большое (по сравнению с врегченем бестоковой паузы АПВ) время переключения. Время, необходимое для перевода трансформатора из положения нулевого фазового сдвига в тре буемое положение, может превысить время паузы АПВ. Поэтому система управления непрерывно следит за величиной нагрузки генератора и в соответствии с ней устанавливает фазорегулятор в требуемое положение, В результате предлагаемой последовательности операций устройство с отно сительно большим собственным врилене действия становится элементом быстродействующей системы управления. На фиг. 1 показан график, характеризующий условия устойчивости при о.тсутствии фазового управления; на фиг. 2 - то же, с фазовнм управленйем; на фиг. 3 - один из возможных вариантов схемы реализации способа , Исходный режим характеризуется углом , соответствующим точке пере сечения угловой характеристики мощности Р f() с нагрузочной прямой Р PQ (фиг.1 и 2). Моменту автомати ческого повторного вкдаочения соответ ствует угол 5 . При режим устой чив. При SfSnp устойчивость режима нарушается. Площадь фигуры abed характеризует энергию ускорения ротора ), площадь фигуры bef - энерги торможения ( ) . Угол (Упр определяет предельное в момент АПВ угловое рассогласование оси ротора, пр котором система находится на границе устойчивости. Критический угол dLj Т, - tf-o . Запас динамической устойчивости рассматриваемой системы увеличиваетс если повторное включение осуществлять с фазовым сздвигом (фиг, 2) , Граничные условия устойчивости пр этом вытекают из следукщего равенств

i V PmSinS )dS

Интегрирование и последующие алгебраические преобразования этого равенства дают

np.

Угол 0 фазового смещения в зависимости от исходного угла- (Jg (фиг,2) выражается следующим образом

9-%p-V tvl gf o)

После отключения выключателя 1 и включения выключателя 2 схема фазового управления готова к работе, в момент повторного включения линии выключателем угловая характеристика

мощности оказывается сдвинутой на

угол 9.

По .окончании переходного процесса переключаклдие контакты фазорегулятора постепенно переводятся в положение в 0°, после чего включается выключатель 1 и отключается выключатель 2. Система управления переключающими контактами 4 и 5 вновь начинает отрабатывать функцию В f ( ) и подготавливает схему фазового управления

к очередному циклу действия. Из сопоставления фиг. 1 и 2 видно, что ,p в случае оптимального фазового управления всегда больше. Благодаря этому может быть увеличена пауза АПВ и снижены требования к быстродействию релейной защиты по условию устойчивости послеаварийного режима. Схема фазового воздействия (фиг.З) включает в себя выключатель 1, являющийся выключателем механизма переключения, выключатель 2, являющийся выключателем схемы, фазорегулирующий трансформатор 3 с переключающими контактами 4 и 5. Фазовое управление динамическим переходом осуществляется следукицим образом, В нормальном режиме линейный выключатель находится во включенном состоянии. При этом выключатель 1 включен, а выключатель 2 отключен. Таким образом, фазорегулирующий трансформатор 3 из действия выведен, а его переключающие контакты зашунтированы контактами выключателя 1, При этом, однако,работает механизм управления переключающими контактами 4 и 5, обеспечивающий такое их положение, которое соответствует углу фазового смещения & . Тем самым фазорегулятор в любой момент времени подготовлен к включению с углом© , соответствующим конкретному значению нагрузки генератора. При возникновении короткого замыкания на линии линейный выключатель отключается, в бестоковую паузу АПВ выключатель 1 отключается и дешунтирует контакты 4 и 5, а вык вoчaтeль 2 включается и подготавливает схему фазового управления к работе с установленным в предшествующий аварии момент времени углом ©. Включение выключателя 2 допустимо только после отключения выключателя 1, так как фазорегулирующий трансформатор с зашунтированными переключающими контактами, установленными в положение, обеспечивающее угол Э , отличный от 0°f представляет короткозамкнутую цепь. Таким образом, предложенный спосо обеспечивает эффективное управление переходным процессом генератора с целью повышения устойчивости с использованием фазорегулирукщего транс форматора. Формула изобретения 1. Способ повышения устойчивости электрических систем путем создания фазового смещения для компенсации угла вылета ротора генератора в период бестоковой паузы АПВ, отли чающийся тем, что, с целью повьаиения эффективности фазового управления, указанное фазовое смевяе ние обеспечивают путем установки угла фазового смещения фйзорегулиующего трансформатора, отключенного в прёдаварийном режиме от сети, в положение, соответствующее текущей величине нагрузки генератора, и включения его в сеть в период бестоковой паузы АПВ. 2, Способ по п.1, о т л и ч а ющ и и ся тем, что после окончания Переходного процесса фазорегулирующий трансформатор постепенно пере-, водят в положение нулевого фазового смещения, а затем отключают от сети. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 449419, кл. Н 02 J 3/24, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР 508856, кл. Н 02 J 3/24, 1973. 3. Авторское свидетельство СССР (И 176624, кл. Н 02 J 3/24, 1964.

PmStnf оfo .„$tn()

/yV7

cz