Устройство противоаварийной автоматики энергосистем Советский патент 1981 года по МПК H02J3/24 

. Изобретение относится к области, электротехники, и в частности к противоаварийной автоматике энергосистем. Известно устройство для фиксации нарушения устойчивости энергосистем при углах расхождения, эквивалентных ЭДС систем на угол О , близкий к критическому, содержащее элемент сопротивления, элементы фиксации активной мощности и элементы фиксации активной мощности предшествующего режимам 1. Это устройство обеспечивает фиксацию нарушения устойчивости энерго систем на начальной стадии, однако с его помощью нельзя выполнять резер вное деление энергвсистем при отключений линий межсистемной связи и отк зе основного устройства. Наиболее близким техническим реше нием к предлагаемому является устР9ЙСТВО для прекращения асинхронного хода в энергосистемах, .содержащее два выявительных органа угла, в котором в условиях нарушения устойчивости при достижении взаимным углом Q первой уставки срабатывает первый выявительный орган, этот факт фиксируется и при достижении углом более высокой второй уставки срабатывает второй выявительный орган, после чего выдается управляющее воздействиеГ21. Однако устройство, выполненное по этому принципу, не может иметь более одной-ступени противоаварийного управления, так как большей уставке по углу предшествующего нагрузочного режима должна соответствовать меньшая уставка по критическому углу, а при., .соблюдении этого требования невозможно обеспечить селективность действия нескольких ступеней, что существенно снижает точность противоаварийного .управления. 3 Цель изобретения - повышение точности противоаварийного управления энергосистем. Указанная цель достигается тем, что в устройство противоаварийной автоматики .энергосистем, содержащее элемент фиксации угла текущего режи ма и элемент фиксации критического угла, выходы которых подключены ко входам исполнительного органа по схе ме И , дополнительно введены один или несколько элементов фиксации угл текущего режима и соответствующие им элементы фиксации критических углов, элементы задержки и логические элементы И- по числу элементов фиксации углов текущего режима и исполнительный орган по схеме ИЛИ , при чем выход каждого элемвнта фиксации угла текущего режима связан с одним входом соответствующего элемента И через элемент задержки, ко второму входу каждого элемента И подключен выход соответствующего элемента фиксации критического угла, а выходы всех элементов И соединень с выходами исполнительного органа по схеме ИЛИ. На фиг. 1 представлена схема устройства на элементах логики для двух уставок элементов сГц cf} ; на фиг. 2 - характер изменения электрических величин, иллюстрирующий с помощью площадок торможения и ускорения работу устройства.для эквивалентной двухмашинной схемы сети при индуктив ном сопротивлении линии связи с характеристикой мощности P iiCCr/B виде N в исходной схеме и в виде N , N в послеаварийной схеме при отключ НИИ линии межсистемной связи.; на фиг. 3 - зависимостьсС/ f (с) критического угла 0| от угла предшест..вующего нагрузочного режима (Гц в усло виях предельного нарушения устойчи вости при аварийном отключении линии связи при равенстве площадок ускорения авс;. и торможения ed на фиг. 2; на фиг. А - характер изменения зави-г симости О - f(t) при отключении линии (N-) и отказе основного устройства на ОГ, ОП, сопровождаемого нарушением устойчивости (1), а также при работе основного устройства, соп ровождаемого сохранением устойчивости (2,3). Основная структурная схема рассматриваемого устройства применительно для двух уставок ее элементов в одном направлении предшествующего перетока состоит из элементов 1 и 2 фиксации угла текущего нагрузочного режима cfj., с первой уставкой l(fj и второй уставкой 2сГц , элементов 3 и 4задержки, элементов 5 и 6 фиксации угла, близкого к критическому (Д( , с первой уставкой 1 сГц и второй уставкой 2 OK , логических элементов 7и 8 И, и исполнительного органа 9 ИЛИ. Выход каждого элемента 1 и 2 фиксации угла текущего нагрузочного режима OK подключен ко входу своего элемента 3 и 4 задержки, выход которого подключен по входу соответствующёга элемента 7 и 8 И, ко второму входу которого подключен элемент , 5и 6 фиксации угла, близкого к критическому (fj/ в даннрм исходном режиме с углом (Гц . Выходы элементов 7 и 8И подключены к входам исполнительного органа 9 ИЛИ. Уставка каждого элемента 5 и 8 фиксации угла, близкого к критическокому 1 сГц. 2 С1к , настраивается на срабатывание при угле (f , несколько превьш1ающем критический в соответствующем нагрузочном режиме с углом dj , который принимается в качестве уставки элемента , и 2 фиксации угла текущего нагрузочного режима I (Гц , 2 dj . В каждом нагрузочном режиме с углом О и характеристикой мощности N , критический угол сГн соответствует предельному уменьшению характеристики мощности до N при отключении линии связи, когда площадка ускорения авс равна площадке торможения cd (фиг. 2). Указанное предельное значение определяется из выражения т . . о;75;о;25 . откуда (фиг. 2) можно получить зависимость, связывающую критический угол сГк с углом предшествующего нагрузочного режима сГц в двухмашинной схеме сети „ Т Ок 1аО-агс sin-j TT 180-агс sin(0,75-f +0,25ТО 180-агс sin (0,75+0,(н)(2) Зависимость (Гк f (dj|) по (2) приведена- на фиг. 3 для О (. На основании указанной зависимости могут быть заданы уставки срабатывания элементов 10к, 2 Ок и 1 Оц, 20H. Аналогичные по характеру зависимости могут быть получены в сложной сети на основании соответствующих расчетов устойчивости. Устройство работает следующим образом. В предшествукщем нагрузочном режиме с углом сГц, превьшающем уставку соответствующего элемента 1 фиксации угла текущего нагрузочного режима 1 S , срабатывает элемент 1 и подает сигнал на вход элемента 3.. Элемент 3 срабатывает с вьщержкой времени и на его выходе появляется сигнал. При возникших качаниях в этом наг рузочном режиме, когда угол сГ колеблется, в окрестности угла (ц , эле мент 5 фиксации угла, близкого к критическому 2 OK , не срабатывает, так как его уставка превышает значение критического угла (Г|(при превышении которого уже происходит нарушение устойчивости,(фиг. 4), При отключении линии в этом нагру зочном режиме с уменьшением характе ристики мощности до N предельное снижение перетока при действиях дру гих устройств противоаварийной автоматики должно- характеризоваться вели чиной Тп, когда площадка ускорения а в с равна площадке торможения (фиг. 2). . При этом угол о достигает критич ского значения (fj при предельном .сох ранении УСТОЙЧИВОСТИ (зависимость 2 фиг. 4). При воздействиях основногр быстродействующего устройства, выполняемых с некоторым запасом к предельному ограничению перетока Тд, т.е. при воздействиях, обуславливающих переток Tg, более низкий, чем предельный переток Tg, максимальньй угла d существенно меньше; oi; (зависиуказанного значения мость 3 фиг. 4). Поэтому предлагаемое устройство с уставкой элемента 5 l(fu, несколько превьшгающей указанный критический угол ц , работать не будет в рассматриваемых случаях огII I)) раничения перетока Т0, сохранении устойчивости. В тех случаях, когда основное устройство откажет ил его воздействия недостаточно эффективны, имеет место нарушение устойчивости и угол и превысит указаник. (зависимость 1 фиг.4 ное значение и уставку Icf, элемента 5, сработает элемент 5 1 d при предварительно сработавшем элементе 3,, на выходе элемента И 7 появится сигнал и предла гаемое устройство в качестве резервного правильно сработает на деление энергосистемы. При рассматриваемом возрастании угла (р и срабатывании элемента 2 2dH элемент 4, благодаря вьщержке времени не срабатывает. Поэг тому при срабатывании элемента 6 2 OK сигнал на выходе устройства сутствует. Аналогично работает устройство в предшествующем нагрузочном режиме с углом (f , превьшхающем уставку элемента 2 2 0ц . Выдер.жка времени каждого из элементов 3 и 4 должна превьш1ать время переходного процесса до момента достижения угдом О критического значения cf. Формула изобретения Устройство противоаварийной автоматики энергосистем, содержащее элемент фиксации угла текущего реж11ма и элецент фиксации критического угла, выходы которых подключены ко входам исполнительного органа.по схеме И, отличающееся тем, что, с целью повьш1ения точности про-г тивоаварийного управления, в него введены один или несколько элементов фиксации угла текущего режима и соответствующие им элементы фиксации критических углов, элементы задержки и логические элементы И по числу элементов фиксации углов текущего режима, а исполнительный орган выполнен по схеме ИЛИ, причем выход каждого элемента фиксации угла текущего .режима соединен с одним входом , соответствующего элемента И через элемент задержки, ко второму входу каждого элемента И подключен выход соответствующего элемента фиксации критического угла, а выходы всех элементов И соединены со входами схемы-ИЛИ. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 546057, кл. Н 02 J 3/24, 1974. 2.Дроздов А. Д. и др. Автоматизация энергетических систем. М., Энергия, 1977, с. 356, рис. 8-16.

т/