Устройство для предотвращения асинхронного хода в энергосистеме

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРА1ЦЕНИЯ АСИНХРОННОГО ХОДА В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ, содержащее блоки моделирования напряжений первой и второй энергосистем, входы которых подключены к трансформаторам напряжения и тока, а выходы соединены с соответствующими преобразователями синусоидального напряжения в,прямоугольное, выпрямитель, включенный на разность выходных Ha пряжений указанных преобразователей, блок угла со стабилизированным источником питания, примем выход блока уг .ла соединен с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона углов срабатывания , упрощения устройства и повышения его быстродействия, входы блока моделирования напряжения первой энергосистемы подключены к одноименным фазам трансформатора тока и трансформатора напряжения, входы блока моделирования напряжения второй энергосистемы подключены к другим одноимен- g ным фазам трансформатора тока и транс- (Л форматора напряжения, выпрямитель выполнен двухполупериодным, причем к выходу выпрямителя подключен вход бло ка.угла.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) 02) Я1522 02 J 24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЬГП Й (21) 3359264/24-07 (22) 20.10.81 (46) 30.06.83. Бюл. и 24 (72) Ю.С.Беляков и К.А.Бринкис (71) Карельское районное энергетическое управление "Карелэнерго" (53) 621. 316. 925 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У 300925; кл. Н 02 J 3/24, 1971, 2. Патент США У 4079434, кл, Н 02 Н 3/28, 1979.

3. Авторское свидетельство СССР 843096, кл. H 02 J 3/24, 1978, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ АСИНХРОННОГО ХОДА В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ, содержащее блоки моделирования напряжений первой и второй энергосистем, входы которых подключены к трансфор" маторам напряжения и тока, а выходы соединены с соответствующими преобразователями синусоидального напряжения в, прямоугольное, выпрямитель, включенный на разность выходных на пряжений указанных преобразователей, блок угла со стабилизированным источником питания, причем выход блока угла соединен с исполнительным органом, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона углов срабатывания, упрощения устройства и повышения его быстродействия, входы блока моделирования напряжения первой энергосистемы подключены к одноименным фазам трансформатора тока и трансформатора напряжения, входы блока моделирования напряжения второй энергосистемы подключены к другим одноимен- а ным фазам трансформатора тока и транс ф фррматора напряжения, выпРямитель вы- (/) полнен двухполупериодным, причем к выходу выпрямителя подилюиен вход ол Сы ка угла.

1026

3 ным фазам трансформатора тока и транс; форматора напряжения, выпрямитель выполнен двухполупериодным, причем к выходу выпрямителя подключен вход блока угла.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг,2 - принципиальная схема устройства; на фиг.3 - векторная диаграмма и угловая характеристика устройства при включении на фазы

А и В; на фиг.4 - при включении на фазы А и С.

Трансформатор 1 напряжения на выходе дает симметричное трехфазное напряжение, каждая фаза которого сдви- 5 нута на 120 относительно другой.

Трансформатор 2 тока на выходе дает симметричный ток, каждая фаза которого сдвинута на 120О относительно другой. Используя одноименные напряжения и ток фазы А, блок 3 моделирования напряжения первой энергосистемы формирует напряжение Е, относящееся к первой системе

= UA+ iä (1) 25

Блок 4 моделирования напряжения второй энергосистемы, используя одноименные напряжение и ток, но другой фазы, например фазы В, взятые в противофазе (с обратным знаком), или фазы С, формируют напряжение Е, относящееся к второй энергосистеме

Е = -И + 1В2К (2) или

E = Бс 1 Zк,(3) 35

В этих формулах 0А 0, О - напряжения, подаваемые на вход блоков 3 и 4 от измерительных трансформаторов напряжения; 1ь, 1, 1 - токи, подаваемые на вход блоков 3 и 4 от измеритель40 ных трансформаторов тока; Z сопротивление компенсации в сторойу первой энергосистемы; Z - сопротивление компенсации в сторону второй энергосистемы. Выходы блоков 3 и 4 подключены к 45 входам преобразователей 5 и 6 синусоидального выходного напряжения Е„ и

Е в прямоугольное одинаковой амплитуды. Блок 7 представляет собой двухполупериодный выпрямитель. В резуль- 50 тате к блоку 8 угла подводится, разность напряжений Е„ и Е прямЬугольной формы, Эта разность представляет собой однополярное напряжение прямоугольной формы, ширина импульсов ко- 55 торой пропорциональна углу сдвига Е относительно 1 . Чем шире импульс, тем до большей амплитуды заряжается

232

4 конденсатор ° Напряжение на конденсаторе получается по форме, близкой к пилообразной и амплитудой, пропорциональной углу сдвига Е относительно

Е . Двухполупериодное исполнение повышает быстродействие по сравнению с известным устройством, так как в течение одного периода промышленной частоты блок 8 угла срабатывает два раза. Блок 8 угла, кроме того, подключен к стабилизированному источнику 9 питания. К блокам формирования

Е и Е подключен блок 10 блокировки устройства при коротких замыканиях в сети. Если сработает блок 8 угла, то он подает импульсы на исполнительный орган 11, который срабатывает после появления второго импульса, чем производит необходимую операцию отключения, разгрузки и т.п.

На фиг.-2 показан пример выполнения устройства. На первичную обмотку трансформатора 12 подается сумма двух напряжений: непосредственно напряжение фазы А, снимаемое с измерительного трансформатора 1 напряжения и снимаемое с вторичной обмотки трансреактора 13, моделирующего падение напряжения от тока фазы А на требуемом участке электрической сети. В результате на первичной обмотке трансформатора 12 реализуется формула (1). Конденсатор 14 служит для компенсации индуктивного сопротивления вторичной обмотки трансреактора 13.

На первичную обмотку трансформатора 15 также подается сумма двух напряжений: напряжения фазы В с обратной полярностью и напряжения, снимаемого с вторичной обмотки трансреактора 16, моделирующего падение напряжения на требуемом участке электрической сети в противоположном направлении. В результате на первичной обмотке трансформатора 15 реализуется формула (2).

Конденсатор 17 служит для компенсации индуктивного сопротивления вторичной обмотки трансреактора 16.

Трасформатора 12, резистор 18, стабилитроны 19 и 20 преобразуют синусоидальное напряжение Е в напряже1 ние прямоугольной формы. Аналогичное преобразование Е осуществляют трансформатор 15, резйстор 21, стабилитроны 22 и 23. Напряжения прямоугольной формы необходимы для исключения погрешностей, зависящих от амплитуды при фазовых измерениях.

6232

102

На резисторе 24 образуется разность

Е<-Е (если идти по контуру), представляющую собой знакопеременное напряже" ние прямоугольной формы с шириной импульсов, зависщей от угла между Е и

Е . RC-цепочка, образованная резистором 25 и конденсатором 26, преобразует входные импульсы прямоугольной формы в пилообразные знакопеременные импульсы, амплитуда которых зависит в конечном итоге от угла между Е и Е, Двухполупериодный выпрямитель 7 преобразует напряжение прямоугольной формы разной полярности в однополярные, которые выделяются на нагрузочном резисторе 24 и подводятся к упомянутой RC-цепочке. При достижении амплитуды напряжения на конденсаторе

26 определенной величины однопереходный транзистор 27 открывается и через импульсный трансформатор 28 запускает йсполнительный орган 11, который при появлении второго импульса примерно через 10 мс приводит к срабатыванию устройства.

На фиг.3 и 4 приняты следующие обозначения . 29 - вектор напряжения

Е1, сформированный из напряжения фазы А, величина которого определяется формулой (1); 30 - напряжение фазы В, иэ которого может быть сформировано

E, 31 - Ez, сформированное из напряжения фазы В, взятого с противоположным знаком согласно формуле (2);

32 и 33 - углы срабатывания, расположенные симметрично относительно Е, 5 величины этих углов определяются чувствительностью блока 8 угла и могут изменяться в широких пределах; 34основной угол срабатывания, при приближении к которому вектора Е< сраба1О тывает устройство. При движении вектора Е в противоположном. направлении устройство срабатывает при достижении резервного угла 34 срабатывания. Если для формирования Е используется на15 пряжение фазы С, как показано на фиг.4, то образуются следующие углы: 29вектор напряжения Е„, 35 - вектор Е образованный из напряжения фазы С, согласно формуле (2); 36 и 37 - углы

20 срабатывания, расположенные симметрично относительно Е . В результате образуется основной угол 38 срабатывания и резервный угол 39.

С помощью предлагаемого устройства возможно предотвратить асинхронный . ход на ранней стадии его развития, т.е. когда уже сформировались условия его возникновения, Но углы напряжений еще не дости гли критических значений. Это зо позволит сохранить устойчивую работу электростанций и нормальное электроснабжение потребителей.

f026232

1026232

Составитель K.Ôoòèíà

Редактор С.Юско Техред А.Ач Корректор r.Огар

Заказ 4570/45 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР, по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж 35, Раушская наб,, д. 4/g

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4