Устройство для фиксации перегрузки электропередач при небалансах мощности

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ПЕРЕГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ ПРИ НЕБАЛАНСАХ МОЩНОСТИ, связываюших узлы энергосистемы, включающие в себя генедаторы и нагрузку, содержащее блок измерения разности фаз напряжений узлов и блоков реагирующих органов на его выходе, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения селективности противоав рийного управления, устройство снабжено блоком фиксации меота возникновения аварийных избытков и Ьтаитов мощности с количеством вхо .дов по числу связей между узлами и количеством выходов, вдвое большим ко личества узлов в энергосистеме, логическими элементами Запрет по числу выходов блока фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов MOI ности , выполненными с числом информационных входов, равным числу выходов бпока реагирующих органов, и одним управляющим входом, логическими элементами НЕ по числу, элементов Запрет, а блок измерения разности фаз напряжедий вьшолнен с числом входов по узлов в энергосистеме и выходов )по чиспх связей между узлами, при этом выходы блока измерения разности фаз соединены ё входами блока фиксации места возникновения аварийньпс избыт ков или дефицитов м ханости, выходы блока реагирующих q raHOB соединены с инфсфмационными входами всех элемевтов Запрет, а каждыйвыход блокафиксации места возникнов шя аварийных СП избытков или дефицитов мощности.соеди а: нен через дополн льно введенный эле со ел ел мент НЕ с управляюышм входом одного элемэнта Запрет.

СОНИ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (!1) Зсм) Н 02 3 3/24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

FlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ- ИЗОБРЕТЕНИЯ:

H АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

- (21) 3420626/24 07 (22) 12.04.82 (46) 23.11.83. Бюл. № 43 (72) И. 3. Глускин .. (71) Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно-изыокательский и научно- исследовательский институт энергетических систем и элект-рических сетей Энергосетьпроект". (53) 621.316.728 (088.8) . (56) -1. Авторское свидетельство СССР № 479196, кл. Н 02 3 3/24, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР № 536983, кл; Н 02 У 3/24, 1974.

3. Иофьев Б. И. Автоматическое аварийное упраиление мощностью энергосистем. Энергия", 1974, с. 212-247. (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАБИИ ПЕРЕГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ

° ПРИ НЕБАЛАНСАХ МОШНОСТИ, связывающих узлы энергосистемы, включающие в себя генераторы и нагрузку, содержащее блок измерения разности фаэ напряжений узлов и блоков реагирукицих органов на его выходе, о т л и ч а ю щ e ес я тем, что, с целью повышения селеи тивности противоаварийного управления, устройство снабжено блоком фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов мощности с количеством вхо.,дов по числу связей между узлами и ко личеством выходов, вдвое большим ксьличества узлов. в энергосистеме, логичеокими элементами Запрет" по числу выходов блока фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов мощности, выполненными с числом информационных входов, равным числу выходов блока реагирующих органов, и одним

"управляющим входом, логическими элементами HE по числу. элементов. Запрет, а блок измерения разности фаз напряжений выполнен с числом входов цо числу узлов в энергосистеме и выходов

iso числу связей между узлами, при этом. выходы блока измерения разности фаз соединены с входами блока фиксации места возникновения аварийных избыт- С ков или дефицитов мощности, выходы блока реагирующих органов соединены с информационными входами всех элементов Запрет, а каждый выход блока фиксации места возникновения аварийных избытков или дефицитов мощности,соединен через дополнительно введенный эле мент НЕ с управлмощим входом одного

1 элемэнта Запрет"

56355

lO

2. Устройство по и, 1, о т л и ч а ю-

I щ е е с я тем, что блок фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов содержит элементы эадержФ ки по числу входов, реагируюшие органы по два на каждый вход> элементы И, каяедый из которых выполнен с числом входов по числу связей узла, по два на каждый узел, элементы "Запрет, "Память" и выдержки времени по числу элементов И, при этом входы реагирующих органов соединены с выходами блока измерения разности фаз непосредственно и через элемент задержки, выход каждого первого реагирующего органа из пары, соответствующей входу и этому входу связи, соединен с входом первого элемента И из пары, соответствующей первому узлу из двух, соединяемых связью и с входом второго элемента И из пары, соответствуюшей второму узлу из двух, соединяемых связью, а выход каждого второго реагирующего органа иэ пары соответствуюшей связи соединен с входом второго элемента И иэ пары, соответствующей первому узлу из двух, соединяемых связью, и с входом первого элемента И иэ пары, соответствующей второму узлу из двух узлов, соединяемых связью, выходы каждого элемента И соединены с информационным входом элемента Запрет", выход каждого из которых соединен с информационным входом элемента "Память", выход каж ного элемента "Память" соединен через элемент выдержки времени с своим управляюшим входом и с управляющими входами всех элементов Запрет", кроме элемента, присоединенного к входу этого элемента "Память", причем выходы эле»ментов памяти являются вьиодами блока, 1.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем.

Известны устройства фиксации aepev руэки, содержашие измерительную часть и реагирующие органы.

Известно устройство для фиксации дина мической перегрузки электропередачи, содержашее измерительную часть в виде нескольких датчиков мошности и несколько реагирующих органов, включенных на их выходе $1)

Известно также устройство фиксации динамической перегрузки электропередачи, содержащее измерительный блок в виде дагчика разности фаэ и реагирую: щие органы, включенные на его ssrxoaef23.

Наиболее близким к изобретению явля ется устройство для фиксации перегруз-. ки электропередач цри небалансах мощности, связывающих узлы энергосистемы,. включающие в себя генераторы и нагруз-,. ку, содержащее блоки измерения разности фаэ напряжений узлов и блок реагирующих органов на его выхоце 31.

Однако известные устройства не определяют место возникновения небаланса, вызывавшего перегрузку, и его вид30

25 зультате выполнения отключения генераторов или отключения нагрузки не в том узле, в котором возник небаланс.

Бель изобретения - повышение селективности устройства путем получения сигнала о перегрузке электропередачи, содержашего информацию о месте возникновения небаланса и его вида, т.е, возник аварийнык. дефицит или избыток мощности.

Ueab ee ;èãàeòñÿ тем, что устройство для фиксации перегрузки электропередач при небалансах мошности, связывающих узлы энергосистемы, включаюшие в себя генераторы и нагрузку, содержашее блок измерения разности фаз напряжений двух узлов и блок реагирующих органов на его выходе,,дополнительно содержит блок фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов мошности с коли2 дефицит в приемной энергосистеме или избыток в передаюшей.

В сложных энергосистемах возможно одновременное и последовательное сра5 батывание устройств фиксации перегрузки, установленных на различных элект-ропередачах, образующих связи между узлами. Возможно также срабатывание устройств фиксации перегрузки в рез 1056 чеством входов по числу связей между узлами и количеством выходов, вдвое большим количества узлов в энергосистеме, логические элементы "Запрет почислу выходов блока фиксации места возникновения . аварийных избытков и дефицитов мощности, выполненные с числом информационных входов, равным числу выходов блока реагирующих органов, и один управляющий вход, логические IO элементы НЕ по числу элементов "Запрет, а блок измерения разности фаз напряжений выполнен с числом вхрдов по числу узлов в энергосистеме и выхо,дов по числу связей между узлами, при 15 этом выходы лока измерения разности фаз соединены с входами блока фиксации места возникновения аварийного изба ка или дефицита мощности, выходы блока реагирующих органов соединены с 20 информационными входами всех элементов "Запрет", а каждый выход блока фиксации места возникновения аварийных избытков или дефицитов мощности соединен через дополнительно . введен- 25 ный элемент НЕ с управляющим входом одного элемента Запрет".

Блок фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов содержит элементы задержки по числу входов, реагирующие органы по два на каждый вход, элементы И, каждый иэ которых выполнен с числом входов по числу связей узла, по два на каждый узел, элементы "Запрет, "Память и вьщерж35 ки времени по числу элементов И, при этом входы реагирующих органов соединены с выходами блока измерения разнос ти фаэ непосредственно и через элемент задержки, выход каждого первого ðåàгирующего органа из пары, соответствую щей входу и этому входу связи, соединен с входом первого элемента И из пары, соответствующей первому узлу из двух, соединяемых связью и с входом второго элемента И иэ пары, соответствующей второму узлу из двух, соединяемых связью, а выход каждого второго реагирующего органа иэ пары соответствующей связи соединен с входом второго элемента И из пары, соответствующей первому узлу из двух, соединяемых связью, и входом первого элемента И из пары, соответствующей второму узлу из двух узлов, соединяемых связью, выходы каждого элемента И соединены с информа-55 ционным входом элемента "Запрет", вы ход каждого из которых соединен с информационным входом элемента "Память", выход каждого элемента "Память, coeaIIIIeII через элемент выдержки времени с своим управляющим входом и с управляющими входами всех элементов

"Запрет", кроме элемента, присоединенного к входу этого элемента Память", причем выходы элементов памяти являются выходами блока.

На фиг. 1 показана cxe; ra энергосистемы; на фиг. 2 и 3 - блок-схема предлагаемого устройства.

Схема электросистемы состоит из узлов 1-3, соединенных связями.

Устройство фиксации перегрузки электропередачи выполнено в виде блж" ка 4 измерения разности фаз напряжений и блока 5 реагирующих органов на его выходе, блока 6 фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов мощности с количеством входов по чйслу связей между узлами и количеством выходов, вдвое большим количества узлов в энергосистеме, логических элементов Запрет" 7 по числу выходов блока фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов .мощности, имеющих информационные входы по числу выходов блока реагирующих органов и один управляющий вход, логических элементов НЕ 8 по числу элементов Запрет" 7, При этом блок 4 измерения разности фаэ напряжений имеет выходы по числу узлов в энергосистеме и выходы по числу связей между узлами, выходы блока 4 измерения разности фаэ соединены с входами блока 5 реагирующих органов и входами блока 6 фиксации мео» та возникновения аварийного избытка или дефицита мощности, выхода блока 5 реагирующих органов соединены с инфор мационными входами всех логических элементов Запрет" 7, а.каждый выход блока 6 фиксации места возникновения аварийных избытков или дефицитов MolQ» ности соединен через элемент НЕ с управляющим входом одного, элемента

"Запрет" 7.

Блок фиксации места возникновения аварийных избытков и дефицитов содержит элементы 9 задержки по числу входов, регистрирующие органы 10-15 по два на каждый вход, элементы И 16-21, каждый из которых выполнен с числом входов по числу связей узла, по два на каждый узел элементы Запрет" 22, "Память" 23 и выдержки времени 24 по числу элементов И, при этом входы реагирующих органов 10-15 соединены выходами блока 4 измерения разности фаз

I непосредственно и через элемент 9 задерж» ки, выход каждого первого реагирующего органа 10«15 из пары, соответствую щей входу и этому входу связи, соединен с входом первого элемента И 16-21 из 5 пары, соответствующей первому узлу из двух, соединяемых связью и с входом второго элемента И 16-21 из пары соответствующей второму узлу из двух, соединяемых связью, а выход каждого 10 второго реагирующего органа 10-15 из пары соответствующей связи соединен с входом второго элемента И 16-21 из пары, соответствующей первому узлу а4

;Из двух, соединяемых связью,и с входом 15 первого элемента И 16-21 из пары, соответствующей второму узлу из двух (узлов, соединяемых связью, выходы каждого элемента И 16-21 соединены с, информационным входом элемента 20

"Запрет 22; выход каждого из которых соединен с информационным входом элемента "Память«23, выход каждого элемента "Память " 23 соединен через элеменг 24 выдержки времени со своим 25 управляющим входом и с управляющими входами всех элементов "Запрет" 22, кроме элемента, присоединенного к входу этого элемента Память" 23, причем вы .." ходы элементов памяти 23 являются вЫхо- 30 дамй блока, Управление срабатывания каждой пары реагирующих органов, входящих в состав блока фиксации места возникновения

35 небаланса, имеют вид для связи 1-2 и ,.Ч „И

8 -8 с, -8„ 8 „ ., где 812 - значение а по связи в р - 40 жиме до возникновения возмущения;

3 - текущее значение угла; о - порог срабатывания реагирую су .щего органа при

3, -8 О; дс - порог срабатывания реагирую щего органа при

Ь „-в„о.

Уравнение срабатывания реагирующих 50 органов, включенных на выход блока из,. мерения разности фаз и фиксирующих выход режима за границу области стати4 ческой устойчивости, имеют вид

Я„ +,3, >8, „

55 од " 23 сg. 2 1

5q + "з И сс q,З >.

3SS Ь где 8 8 о - текущие значения уг»

34 лов электропередач между узлами 1 и 2, 1 и 3, 2 и 3;

k,k,k - коэффициенты;

8() 5,,,б - параметры срабатывания реагирующих органов

Принципиальная воэможность выполнения устройства, фиксирующего место возникновения устройства, фиксирующего место возникновения аварийного небаланса, обусловлена тем, что в первый момент времени после возникновения небаланса начинает изменяться частота лишь того узла, где возник небаланс. При этом частота других узлов неизменна. Она начнет меняться лишь после изменения ! I. углов по связям с узлом, в котором воз.ник небаланс, причем отклонение угла от носитепьно узла, в котором возник небаланс ,по всем этим связям будет иметь один знак: положительный, если возникает аварийный избыток мощности, и отрицательный, если возникает аварийный дефицит мощности в узле.

Для всех других узлов в первый момент углы по связям, соединяющим узлы, в которых же возник небапанс, меняться не будут. Таким образом, одновременное и одного знака изменение углов по всем связям узла может служить признаком возникновения в нем аварийного .небаланса мощности.

Устройство работает следующим образом, При возникновении аварийного дефицита мощности, например в узле 1, эквивалентный генератор узла начинает тормозиться и узль по связям 1-2 и 1-3 начинают одновременно увеличиваться, начинают увеличиваться сигналы на первом и третьем выходах блока и разности фаз 4, что приводит к срабатыванию реагирующих органов 10 и 15.

Появление сигнала на обоих входах элемента И 16 вызывает появление сит нала на его выходе, который через элемент «Запрет«22, так как на его запрещающем входе сигнала нет, проходит на вход элемента "Память" 23, запоминает», ся и поступает на элемент НЕ, который снимает сигнал с,управляющего входа элемента Запрет", если при этом существует перегрузка электропередачи, т.е..реагирующий орган 5 сработал, то устройство выдает сигнал,"Перегрусь ка .электропередачи вследствие дефицита в узле 1.

7 10

Сигналы на выходах элементов И 172l не появляются, так как на входах ни одного из них нет пары сигналов.

Для предотвращения неправильной работы устройства при последующих качаниях элемент памяти, сработавший пер вым блокирует все остальные, подавая сигнал на запрещающий вход элементов запрета, включенных последов тельно с ними. Элементы 24 времени через время снимают память, При возникновении аварийного избытка мощности в узле 1 эквивалентный генератор узла начинает ускоряться и разности фаз по связям 1-2 и 2-3 начинают одновременно уменьшачьс я, начинают уменьшаться сигналы на пер.вом и третьем выходах Ьблока 4 раз/ ности фаз, что приводит к срабатыванию реагирующих органов 11 и 14.

Появление сигнала на обоих входах элемента И 17 вызывает появление сиг нала на его выходе, который через элемент "Запрет" 22, так как íà его запрещающем входе сигнала нет, проходит ,на вход элемента "Память " 23, запоминается и поступает на элемент НЕ, который снимает сигнал с управляющего входа элемента "Запрет, если при этом существуег перегрузка электропередачи

56355 8

1-2, т.е. реагирующий орган 5 сработал, То устройство выдает сигнал: Перегрузка электропередачи вследствие избытка в узле 1".

5 Сигналы на выходах элементов И 16, 18-21 не появляются, так как на входах ни одного из них нет пары сигна- лов.

Одновременно элемент Память" 23, запоминающий сигнал элемента И 17, блокирует оствньные элементы памяти путем подачи сигнала на запрещающие входы элементов запрета, включеннных последовательно с ними.

Аналогично работает устройство при возникновении небаланса в узлах 2 и 3.

Технико-эконаиическая целесообразность устройства обусловлена возможностью экономии отключаемой нагрузки и отключаемых генераторов с целью сохранения устойчивости при аварийной йерегрузке электропередачи за счет выполнения отключения нагрузки лишь в том узле, где возник аварийный дефицит, и отключение генераторов лишь в том узле, где возник аварийный избыток мощности, и предотвращение излишнего отключения генераторов и нагрузки

30, в промежуточных энергосистемах.

3056355

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

Составитель К. Фотнна

Редактор С. Патрушева .. Texyep, M.Êoñòèê

Заказ 9328/51 Тираж 617

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений и открытий

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

Корректор Н. Бутяга

Подписное