Устройство для автоматического регулирования напряжения на шинах подстанции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ ПОДСТАНЦИИ под нагрузкой, содержащее ведсяиые и ведуищй параллельно включенные трансформаторы, автоматич ческий регулятор напряжения, измерительный вход которюго через измерительный трансформатор подключен к шинам подстанции, датчики положения и приводы трансформаторов, повторитель сигнала ПрФгбавить, повторитель сигнала Убавить , отличающееся тем, что, с це;1ью повышения надежности работы при регулировании разнотипными трансформаторами , имекицими различное число и величины ступеней регулирования, оно снабжено элементом контроля начала ,и окончания цикла переключения ведущего трансформатора и блоками управления ведомыми трансформаторами, каждый из которых содержит повториталь запрещенных положений, повторитель разрешенных положений, элемент) контроля начала и окончания цикла переключения и элемент фиксации направления переключения, при этом первый выход повторителя запрещенных положений подключен к первому входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения, второй выход повторителя запрещенных положений подключен к первому входу Элемента фиксации направления переключения. первый выход элемента контроля начала и окончания цикла переключения подключен к выходу повторителя разрешенных положений, образуя первый выход блока управления ведомь трансформатором , первый выход привода ведомого трансформатора подключен к второму входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведомого трансформатора, образуя первый вход блока управления ведомым трансформатором, первый выход датчика положения подключен к входу повторителя запрещенныхположений, образуя второй вход блока управления ведомым трансформатором, второй выI ход датчика положения подключен ко входу повторителя разрешенных поло (Л жений, образуя третий вход блока управления ведомым трансформатором, выход Прибавить элемента фиксации направления переключения подключен к первому входу привода ведомого трансс форматора, образуя второй выход блока управления ведомого трансформатора, выход Убавить элемента фиксации направления переключения подключен со to к второму входу привода ведомого трансформатора, образуя третий выход блока управления ведомого трансформаел тора первые выходы блоков управления to to ведомых трансформаторов соединены между собой и с первьв выходом элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора и подключены к первому входу автоматического регулятора напряжения , второй выход элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора подключен к последовательно соединен ным элементам контроля начала и окончания цикла переключения ведомых грансфориаторов, которые подключены к второму входу автоматического регулятора напряжения, третий выход элемента контроля нагчала и окончания

СОЮЗ СоаЕТСХИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

32522 A (19) (П) З(Я) Н 02 3 12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3377393/24-, 07 (22) 07.01.82 (46) 30.07.83. Вюл. Р 28 (72) Ю.В. Артемьев и В.М. Коршунов (71} Ордена Ленина Свердловское районное энергетическое управление Свердловэнерго (53) 621.316.728(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 514412, кл. Н 02 Р 13/06, 1976..

2. Авторское свидетельство СССР

В 526982, кл. H 02) 3/12, 1976. (54) (57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ ПОДСТАН(СИИ под нагрузкой, содержащее ведомые и ведущий параллельно включенные трансформаторы, автоматич ческий регулятор напряжения, измерительный вход которого через измерительный трансформатор подключен к шинам подстанции, датчики. положения и приводы трансформаторов, повторитель сигнала Прибавить, повторитель сигнала Убавить, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежйости работы при регулировании разнотипными трансформаторами, имеющими различное число и величины ступеней регулирования, оно снабжено элементом>контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора и блоками управления ведомыми трансформаторами, каждый из которых содержит повтори тель запрещенных положений, повторитель разрешенных положений, элемент) контроля начала и окончания цикла переключения и элемент фиксации направления переключения, при этом первый выход повторителя запрещенных .положений подключен к первому входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения, второй выход повторителя запрещенных положений подключен к первому входу элемента фиксации направления переключения, первый выход элемента контроля начала и окончания цикла переключения подключен к выходу повторителя разрешенных положений, образуя первый выход блока управления ведомым трансформатором, первый выход привода ведомого трансформатора подключен к второму входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведомого трансформатора, образуя первый вход блока управления ведомым трансформатором, первый выход датчика положения подключен к входу повторителя запрещенных.положений, образуя второй вход блока управления ведомым трансформатором, второй выход датчика положения подключен ко входу повторителя разрешенных положений, образуя третий вход блока управления ведомым трансформатором, выход Прибавить элемента фиксации направления переключения подключен к первому входу привода ведомого транс- Я форматора, образуя второй выход блока управления ведомого трансформатора, выход - Убавить элемента фиксации направления переключения подключен к второму входу привода ведомого трансформатора, образуя третий выход блока управления ведомого транс(рорматора первые выходы блоков управления ведомых трансформаторов соединены между собой н с первым выходом элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора и подключены к первому входу автоматического регулятора напряжения, второй выход элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора подключен к последовательно соединен иым элементам контроля начала и жончания цикла переключения ведомых трансформаторов, которые подключены к второму входу автоматического регулятора напряжения, третий выход элемента контроля начала и окончания

1032522

10 цикла переключения ведущего трансформатора подключен к третьему входу автоматического регулятора напряжения, выход Прибавить автоматичес. кого регулятора напряжения через повторитель подключен к первым входам приводов всех трансформаторов и к второму входу элемента фиксации направления переключения каждого ведомого трансформатора, образуя четвертый вход блока управления ведомого трансформатора, выход Убавить .автоматического регулятора

Изобретение относится к автоматическому регулированию напряжения в электрических сетях и может быть использовано на электроподстанциях для автоматического регулирования напряжения разнотипными параллельно

Ъключенными трансформаторами с регулированием под нагрузкой (РПНJ

Известен автоматический регуля-. тор напряжения для силовых транс- . форматоров, содержащий тракт регулирования, .состоящий из датчика то-. ка, переключателя входов, сумматора, элемента .изменения зоны, элемента изменения уставки, измерительного .органа и двух каналов управления, которые выполнены на интеграторах, элементах выдержки времени и выходных реле, блок управления и контроля и генератор тактовых импульсов, Блок управления и контроля включает в. 20 себя элемент переключения входов, элемент фиксации дополнительного параметра, элемент контроля исправности регулятора и элемент контроля исправности электроприводов. Для управ- 25 ленни однотипными и разнотипными (в часности длительности переключения устройств РПН) электроприводами генератора выполнен с элементом изме нения периода следования импуль- 30 сов 1 J, Недостатком описанного устройства является то, что оно непригодно для автоматического регулирования напряжения под загрузкой на разнотипных параллельно. включенных трансформаторах с РПН, имеющих различное число и величины ступеней регулирования, вследствие ограниченности пределов регулирования напряжения, так как 40 у трансформатора с меньшим количест-., вом ступеней и у трансформаторов с большим количеством ступеней происходит рассогласование при переключении электроприводов РПН и блокинапряжения через повторитель подключен к вторил входам приводов всех трансформаторов и к третьему входу элемента фиксации направления, переключения каждого ведомого трансформатора, образуя пятый вход блока

1 управления ведомого трансформатора, второй выход привода ведомого трансформатора подключен к входу датчика положения, а выход привода ведущего трансформатора подключен к входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора.

2 руется дальнейшая работа автоматического регулятора напряжения.

Наиболее близким по технической сущности и схемному решению к предлагаемому является устройство для автоматического регулирования .напряжения на шинах подстанций, содержащее параллельно включенные трансформаторы, регулятор напряжения, измерительный вход которого подключен через трансформатор напряжения к шинам подстанции, блоки контроля рассогласования, датчики положения ступеней устройств РПН и приводы, логические элементы типа И и Запрет {2 1.

Недостатком известного устройства является то, что оно ненадежно при регулировании разнотипными параллельно включенными трансформаторами с РПН, имеющими различное число и величины ступеней регулирования, вследствие ограниченнОсти пределов регулирования напряжения, так как у трансформаторов происходит рассогласование при переключении электроприводов

РПН и блокируется дальнейшая работа автоматического регулятора напряжения. Кроме того, ненадежность обусловлена тем, что при переключении . электроприборов РПН у всех трансформаторов каждый раз только на одну ступень появляются недопустимые уравнительные токи, дополнительно загружающие трансформаторы, а при значительных. Уравнительных токах может произойти срабатывание защиты трансформаторов и их отключение. цель изобретения — повышение надежности работы устройства при регулировании разнотипными параллельно включенными трансформаторами, имеющими различные число и величины ступеней регулирования, ПОставленная цель достигается тем, что устройство для автоматического регулирования напряжения на шинах подстанции под нагрузкой содержащее

1032522 ведущий,и ведомые параллельно включеннйе трансформаторы, автоматический регулятор напряжения, измеритель ный вход которого через измерительный трансформатор подключен к шинам подстанции, датчики положения и при5 воды трансформаторов, повторитель сигнала Прибавить, повторитель сигнала Убавить, дополнительно содержит элемент контроля начала и окончания цикла переключения ведущегс трансформатора и блоки управ,ления ведомыми трансформаторами, каждый из которых содержит. повторитель запрещенных положений, повторитель разрешенных положений, элемент контроля начала и окончания цикла переключения 15 и элемент фиксации направления. переключения, при этом первый выход повторителя запрещенных положений падключен к первому входу элемента конт-. роля начала и окончания цикла пере- 20 ключения, второй выход повторителя запрещенных положений подключен к первому входу элемента фиксации направления переключения, первый выход элемента контроля начала и окончания 25 цикла переключения подключен к выходу элемента разрешающих положений, образуя первый выход блока управления ведомым трансформатором, первый выход привода ведомого трансформатора подключен к второму входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведомого трансформатора, образуя первый вход блока управления ведомым трансформатором, первый выход датчика положения подключен к входу повторителя запрещенных положений, образуя второй вход блока управления ведомым трансформатором, второй выход датчика паложения подключен к входу повторителя разрешенных поло- 40 жений, образуя третий вход блока управления ведомым трансформатором, выход ™Прибавить элемента фиксации направления переключения подключен к первому входу привода ведомого

Трансформатора, образуя второи выход блока управления ведомого трансформатора, выход "Убавить" элемента фиксации направления переключения подключен к второму входу 50 привода ведомого трансформатора, образуя третий выход блока управления ведомого трансформатора, первые выходы блоков управления ведомых трансформаторов соединены между собой и с первым выходом элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора и подключены к первому входу регулятора напряжения, второй выход элемента контроля начала и окончания цикла 60 переключения ведущего трансформатора подключен к последовательно соединенным элементам контроля начала и окончания цикла переключения ведомых трансформаторов, которые подключены к второму входу регулятора напряжения, третий выход элемента контроля начала и окончания цикла переключе ния ведущего трансформатора подключен к последовательно соединенным элементам контроля начала и окончания цикла переключения ведомых трансфор маторов, которые подключены к второму входу регулятора напряжения, третий выход элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора подключен к третьему входу регулятора напряжения, выход Прибавить автоматического регулятора напряжения через повтори .тель подключен к первым входам приводов всех трансформаторов и к второму входу элемента фиксации направления переключения каждого ведомого трансформатора, образуя четвертый вход блока управления ведомого транс сформатора, выход Убавить автоматического регулятора напряжения через повторитель подключен к вторым входам приводов всех трансформаторов и к третьему входу элемента фиксации направления переключения каждого ведомого трансформатора, образуя пятый вход блока управления ведомого трансформатора, второй выход привода ведомого трансформатора, подключен к входу датчика положения, а выход привода ведущего трансформатора подключен к входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора.

Введение в устройство блоков управления ведомых трансформаторсв и элемента начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора позволило обеспечить надежную работу устройства при регулировании разнотипнычи трансформаторами, имеющими различное число и величины ступеней регулирования.

Элемент контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора позволил определять начало, в сочетании с элементами контроля начала и окончания цикла переключения ведомыми трансформаторами, и окончание, в сочетании с повторителями разрешенных положений, одного полного цикла переключения.

Полный цикл переключения состоит из двух этапов переключения..

Первый этап переключения состоит из переключения на одну ступень всех трансформаторов, с помощью атоматического регулятора напряжения.

Второй этап переключения состоит из переключения с помощью блоков управления на одну или несколько ступеней регулирования только ведомых трансформаторов.

В блоки управления ведомых трансформаторов вводится заданная при монтаже программа посредством двух сигналов датчиков положения ведомых

1032522 трансформаторов разрешенные положения, "запрещенные положения .

Повторители запрещенных положений ведомых трансфоаматооов повторяют сигналы "запрещенные положения",, поступившие от датчиков положения, для того, чтобы подготовить цепи переключения по второму этапу и опреде ляют с помощью элементов контроля начала и окончания циклов переключения ведущего и ведомого трансформаторов 10 начало полного цикла переключения.

Повторители разрешенных положений ведомых трансформаторов повторяют сиг

Налы "разрешенные: положения, поступившие от датчиков положения, для того, чтобы определить, в сочетании с элементами контроля начала и окончания циклов переключения ведомых и ведущего трансформаторов, завершение полного цикла переключения.

Элементы фиксации направления переключения ведомых трайсформаторов подготавливают цепи для осуществления второго этапа переключения в том же направлении:"Прибавить" или "Убавить", что и ат автоматического регулятора напряжения при переключении в первом этапе полного цикла переключения.

На фиг. 1 изображена функциональная схема устройства для автоматичеекого регулирования напряжения на,шинах подстанции; на фиг. 2 — функциональная электрическая схема автоматического регулятора напряжения.

Устройство для автоматического регулирования напряжения на шинах 35 подстанции содержит ведущий трансформатор 1, ведомые . трансформаторы

2 и 3, причем ведущим является транс-,. форматор с меньшим количеством ступеней регулирования, но с большей величиной каждой ступени, а ведомымитрансформаторы 2 и 3 с большим числом ступеней, но с меньшей величиной каждой ступени, автоматический регулятор 4 напряжения, трансформатор 5 напряжения, шины 6 подстанции, датчик 7 и 8 положения ступеней ведомых трансформаторов 2 и 3, электроприводы

9 — 11 трасформаторов 1-3, блоки 12 и 13 управления ведомых трансформа- . торов 2 и 3, повторителя 14 и 15 сиг50 налов" Прибавить "и "Убавить", элемент 16 контроля начала и окончания цикла переключения ведуще го тр ан сфарматара 1 .

Блоки 12 и 13 управления ведомых трансформаторов 2 и 3 содержат аоот- 55 ветственнс повторители 17 и 18, запрещенных положений, повторители 19 и

20 разрешенных положений, элементы

21 и 22 контроля начала и окончания цикла переключения ведомых трансфор- 6() матаров 2 и 3, элементы 23 и 24 фиксации направления переключения.

Автоматический регулятар 4 напряжения {фиг. 1 и фиг. 2) с четырьмя входами: вход А, вход Б, вход В, Измерение и двумя выходами: Прибавить, Убавить содержит сумматор 25, элемент 26 формирования и изменения зоны, элемент

27 установки и изменения уставки напряжения, пороговый орган 28, преобразователи 29 и 30, элементы 31 и

32 времени, элементы 33 и 34 запрета, исполнительные элементы 35 и 36, элемент 37 изменения периода следования генератора 38 тактовых импульсов (ГТИ)„ элемент 39 контроля исправности системы регулирования, содержащего элемент 40 контроля исправ ности регулятора и элемент.41 контра. ля исправности электроприводов, элемент 42 переключения.

Устройство работае- с.ледующим образам.

Для трансформаторов 1-3 выполняется программа переключения злектроприводов 9 — 11, в соответствии с таблицей полах<ения ступеней регулирования, в которой определены допустимые и запрещенные положения ступеней регулирования напряжения из условия допустимости параллельной работы трансформаторов. В тех положениях ступеней, в которых не допускается длительная параллельная работа трансформаторов, осуществляется дополнительное переключение одного или двух злектроприводов на следующие ступени, допускающие длительную параллельную работу трансформаторов, При изменении напряжения на шинах б подстанции, например, в сторону снижения напряжения до величины уставки срабатывания, автоматический регулятор 4:напряжения подает сигнал Прибавить и через повторитель

14 сигнал Прибавить " поступает на электроприводы 9 — 11. Производится запуск электроприводов 9 — 11. Одновременно сигнал Прибавить от автоматического регулятора 4 напряжения поступает на элементы 23 и 24 фиксации направления переключения, которые становятся в положение Прибавить" и подготавливают цепи для дополнительного переключения злектропривадов 10 и 11 ат блоков

12 и 13 управления в то же направление, что и от автоматическога регулятора 4 напряжения. Запустившись электроприводы 9-11 становятся на самаудерживание по цепям электроприводов для заканчивания цикла пере— ключения на одну ступень. С запускам и включением на самоудерживание всех электроприводов 10-11, на,"вход Б" и вход В автоматического регулятора 4 напряжения в элемент 42 переключения поступает сигнал о начале цикла переключения всех злектроприводов от последовательно соединенных элементов 16, 21 и 22 контроля начала и окончания циклов переключения

1032522 соответствующих электррпринодон 9-11. результате н автоматическом регу,ляторе 4 напряжения с помощью элемента 42 перекл>счения произойдет "Увеличение зоны нечувствительности тие сигнала Прибавить

Ес.-и после цикла переключения злектроприводов 9 — 11 от автомати-., ческого регулятора 4 напряжения на одну ступень даТчики 7 и 8 положения ступеней у электропринодон 10 и 11 )О ведомых трансформаторов 2 ч 3 зафик . сировали запрещенные положения, согласно таблице положения ступеней, то сигналы запрещенных положений ступеней от датчиков 7 и 8 поло>кения )5 ступеней поступают.н блоки 12 и 13 управления соответствующих ведомых трансформаторон 2 и 3, на вход повторителей 17 и 18 запрещенных поло>KeHHH c B6IxoJJB. которых сигнал61 20 поступают на входы элементов 23 и

24 фиксации направления переключения и с учетом зафиксированного от автоматического регулятора 4 переключения, например, Прибавить, сигналы поступают на электроприноды 10, 11 и происходит дополнительное переключение электроприводов 10, 11 без выдержки времени еще на одну или несколько ступеней до тех пор, пока датчики 7 и 8 положения ступеней не зафиксируют разрешенные положения, согласно таблице положения ступеней для электроприводов 9-11. В этом случае сигналы разрешенных положений ступеней от датчиков 7 и 8 соответствующих электроприводов 10 и 11 поступают в блоки 12 и 13 управления на входы повторителей 19 и 20. разрешен ных пОложений ступеней и на "вход A" автоматического регулятора 4 напря- 4О жения на элемент 42 переключения.

В результате в автоматическом регуляторе 4 напряжения снимается с помощью элемента 42 переключения "увели— чение зоны нечувствительности" и 45 если напряжение на шинах 6 подстанции превышает установку срабатывания автоматического регулятора 4 напряжения на "Прибавить" или на "Убавить", то он снова подает сигнал для переключения электропринодон 9 — 11 B описаиной выше последонательности.

Переключение электроприводов 9-3.1 по заданной программе осуществляется с автоматическим контролем правильности выполнения этой программы следующим образом (фиг.1 и фиг. 2).

Информация о начале одного полного цикла переключения у электроприводов 9 — 11 трансформаторов 1 — 3 формируется при срабатывании всех последовательно соединенных элемен:ов 16, 2? и 21, которые замыкают цепи "вход Б" и "вход В" у автоматического регулятора 4 напряжения. При замыкании цепей "вход Б" и "нх>>д В" н автоматическом регуляторе 4 напряжения срабатывает элемент 42 переключе-.. ния и "увеличивает зону нечувствительности". В результате в автоматическом регуляторе 4 напряжения исполнительный элемент 36(35) снимает сигнал

"Прибавить" (" Убавить" ).

Информация о завершении одного полного цикла переключения у электро« приводов 9 — 11 формируется с помощью параллельно соединенных элементов

16, 21, 22, 19, 20, которые сначала при запуске электроприводон 9 — 11 срабатывают и создают цепь "вход 1" для самоудержания элемента 42 переклю4 ния и автоматическом регуляторе

4 напря>кения, а затем, при завершении всеми электроприводами 9 — 11 одного полного цикла переключения с достиже> ием разрешенных положений ступеней, ноз вращаются н исходное положение и размыкают цепь "вхс>д A" у автоматического регулятора 4 напряжения и снимают самоудерживание у элемента 42 переключения. В результате в автоматическом регуляторе 4 напряжения снима :ется "увеличение зоны нечувствитель ности" и он снова готов к выдаче сигнала "Прибавить" (" Убавить" ).

Если при переключении электроприводан 9 — 11 нарушится программа переключения, например, от появления неисправностей в злектроприводах, в автоматическом регуляторе 4 напряжения или в др гих элементах устройства для автоматического регулирования напряжения на шинах подстанцйи, то в автоматическом регуляторе 4 напряжения элемент 42 переключения не вернется в исходное положение и будет продолжать увеличивать зону нечувствительности .

B этом случае автоматический регулятор 4 напряжения заблокирует (запретит ) выдачу сигналов Прибавить (Убавить ) и у него появится сигнал неисправности.

Использование изобретения позволит осуществить надежное автоматическое регулирование напряжения под нагрузкой на параллельно работающих разнотипных трансформаторах, имеющих различное число и величины ступеней регулирования напряжения за счет применения в. устройстве блоков управления трансформаторами, а также повысить качество электроэнергии и экономичность в работе энергосистемы за счет снижения потерь энергии в электросети. озгьгл

1032522

Составитель О. Наказная

Редактор В. Пилипенко Техред В,далекорей Корректор В Гирняк

Заказ 5414/56 Тираж б17 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул, Проектная, 4