Устройство противоаварийной автоматики

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) 3(51) H 02 J 3 24

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

31(,.йу 3; °;г (21 ) 3516726/24-07 (22) 29.11.82 (46 ) 23.01.84. Бюл. Р 3 (72) В,A.Áoðoäåíêo (53) 621.316,925(088.8) (56) 1. Иофьев Б.И. Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем. N. "Энергия", 1977, с. 208-212.

2. Розенблюм Ф.М. Измерительные органы противоаварийной автоматики энергосистем. N., Энергоиздат, 1981, с. 143-146. (54)(57) УСТРОЙСТВО ПРОТИВОАВАРИЙИОЙ АВТО1)ЛТИКИ, содержащее датчик разности фаз, датчик разности частот и реагирующий орган, первый и второй входы которого подключены к выходам упомянутых датчиков, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности выявления аварийной ситуации на подстанции с синхронной нагрузкой, дополнительно введены последовательно соединенные дифференцирующая схема и пиковый детектор, а реагиру:хаий орган состоит иэ сумматора с элементами задания весовых коэффициентов на его входах и компаратора на его выходе, причем вход дифференцирующей схемы подключен к выходу датчика разности фаз, а выход пикового детектора подключен к третьему входу реагирующего органа.

1069066

Изобретение относится к автоматическим средствам выявления аварийной ситуации в энергосистеме по характеристикам "угол-скольжение"синх ронной машины.

Известно устройство противоаварийной автоматики на основе гранич2ЙАх траектОрий в плОскОсти "взаимный угол-скольжение", фиксирующее выход параметров синхронной машины эа правую,, ниспадающую часть той граничной характеристики, которая соответствует исходной величине передаваемой активной мощности по системной связи, представляемой начальным значением угла оо(17 .

При этом скольжение S определяется как производная от текущего значения угла 8, что ведет к неправильному действию устройства в случаях, когда фаза напряжения контролируемой точки сети изменяется скач ком в момент большого возмущения.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее датчик разности фаэ напряжений, датчик разности частот, инвертор, интегратор, реагирующий орган, входы которого годключены к выходам датчиков разности фаз, частот и интегратора.

Устройство реализует зависимость » %48++8 ) Ус и используется для выявления асинхронного хода двух районов энергосистемы. Выбор рабочей граничной траектории осуществля ется по величине 3,, характеризующей тяжесть исходного режима 2).

10.>с, I

Зс

Цель изобретения — повышение точности работы устройства на подстанциях с синхронной нагрузкой путем автоматической самонастройки в функции исходной загрузки двигателей.

При использовании данного устройства для контроля состояния двух секций подстанции с резервируемыми 40 источниками Питания и синхронной нагрузкой j СД (оно теряет эффективность и способность выбора рабочей граничной траектории. Член уран ИЕния Kg8 исчезает, так как обязательным условием оперативных переключений ответственных потребителей с одного источника на другой без перерына питания является синфаэность источников в нормальном режи- 5 ме (возможность параллельной работы-. секций подстанции ) и б = О всег да. В силу этого доаварийный учет тяжести исходного режима (загрузки СД1 в известном устройстве невозможен и оНо контролирует единственную граничную траекторию по уравнению 3+К„S) .. что приводит к су4 / щественной потере селективности и снижению точности его работы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее датчик разности фаэ, датчик разности частот и реагирующий орган, первый и второй входы которого подключены к выходам упомянутых датчиков, введены последовательно соединенные дифференцирующая схема и пиковый детектор, а реагирующий орган состоит из сумматора с элементами задания весовых коэффициентов на его входах и компаратора на его выходе, причем вход дифференцирующей схемы подключен к выходу датчика разности фаэ, а выход пикового детектора подключен к третьему входу реагирующего органа.

Интегратор как элемент с большим замедлением восприятия информации и инвертор иэ схемы исключены. Устройство производит мгновенную Оценку тяжести исходного режима непосредственно в момент аварийного возмущения .

Более точный замер угла 2 нагрузки СД в момент варийного возмущения обеспечивается выполнением пиконого детектора в виде схемы "выборкихранения" с управляемым ключом на входе.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 — харак..еристика I его срабатывания.

Устройство противоаварийной автоматики содержит датчик 1 разности фаз О напряжений U, и U секций подстанции потребителя, датчик 2 разности частот S, преобразователи частота-напряжение 3 и 4, схему 5 сравнения на операционном усилителе ОУ), дифференцирующую схему 6, пиковый детектор 7 и реагирующий орган в виде сумматора 8 с компаратором 9. На входе сумматора установле— ны сопротивления для задания весовых коэффициентов Кд, Kg и Vi входных величин. Компаратор 9 сравнивает сигнал U на выходе сумматора с уставкой U, пропорциональной величине заданного угла срабатывания, Входы устройства подключены к первой и второй секциям подстанции с вводньпми выключателями сети 10 и 11, разделительным выключателем 12, синхронной нагрузкой — синхронными двигателями — СД13 и СД14.

На входы сумматора 8 через сопротивления В4 — B соответственно 15-17 подается напряжение .8, пропорциой нальное текущему значению угла О сдвига фаз, напряжений U„ a напряжение Н, пропорциональное зафиксированномуу в момент аварийного возмущения значению угла Д, нагрузки синхронной машины, напряжение пропорциональное текущему значению

1069066 скольжения О. устройство реализует уравнение срабатывания вида up+ — ug — З "ФЯ+К 0 v 0 =ЦЪОу ,> 3 где R — сопротивление обратной связи 18 сумматора на ОУ. Характеристика срабатывания устройства по этому уравнению приведена на фиг. 2, для различных значений момента загрузки двигателя m, соответствующих зафиксированным в момент аварии 6 .

В нормальном режиме работы объекта вектор ЭДС двигателя СД13 отстает от напряжения секции Uz на угол 3 определяемой нагрузкой агрегата.

Однако напряжения на входах устройства Ul и U< относительно друг друга синфаэны и синхронны, исходный угол Д, равен О, скольжение S = 0, напряжения Ug Ug,- и U равны О, устройство не действует.

В момент потери связи с питающим источйиком прекращения электроснабжения секции 1 фаза напряжения смещается скачком от Я, = О до некоторого значения 0 = 8,, соответствующего фазе ЭДС синхронного двигателя СД13 в исходном режиме . Дифференцирующая схема 6 передает этот скачок напряжения Ug неискаженным о на конденсатор пикового детектора, заряжающийся без выдержки времени.

Все последующие изменения текущего значения угла 8 происходят с мень-. шей скоростью и дифференцирующим звеном не передаются, пиковый детектор сохраняет зафиксированное значени Б,. Таким образом, в процессе выбега потерявшего питание двигателя на входы сумматора 8 непрерывно поступают величины текущего значения Б8, V> и зафиксированного исходного значения угла нагрузки U@,.Пусть при минимальной доаварийной загрузке СД, например m = 0,5, член уравнения, определяющий тяжесть исходного режима, равен K Ug . Тогда для срабатывания устройства необходимо достичь значений остальных параметров ОЭ вЂ” Kg Ug = K» ОЯ + Kg t Ig ° Это соответствует уставкам срабатывания по углу и скольжению Ы р и S,(пересечению характеристики выбегающего

СД с граничной траекторией m = 0,5 в точке 19) . Если фактическая доаварийная загрузка СД больше, например

m = 0,9, то в момент потери питания фиксируется и большее значе ние К Uj чем и достигается повы1 оа,,шение селективности устройства.

В этом случае для срабатывания устройства достаточно достичь значительно меньших величин K Jg<+, з

Кз Оэ Ьэ K Ug соответствующих ус тавкамБ >, т.е. характеристика вь-:бегающего СД пересечет граничную траекторию ш = 0,9 в точке 20. Устройство обладает двусторонним действием, поскольку при потере питания второй секции аналогичным образом, но с изменением знака напряжений и U, формируются характеристики выбега СД14.

Известное устройство не позволяло выявлять тяжесть исходного режима синхронных двигателей на подстанции потребителя с автоматической адаптацией характеристик-срабатывания. Поэтому ошибка фиксации потери питания СД для заданной характеристики m = 0,5 при реальной загрузке m = 0,9 составит по скольжению Ь S = S+> — $, и по углу 48 и фиг. 2, точка 21) . ( Предложенное устройство позволяет устранить эту ошибку, точность

его работы выше. Выходное воздействие устройства может быть использо35 вано для защиты СД от асинхронного хода после восстановления питания, от потери питания, для пуска системы ABP и ресинхронизации СД, блокировки действия системы ЛЧР на под4р станции с двигателями и т.д. Экономический эффект от использования устройства достигается за счет того, что своевременное выявление аварийной ситуации позволяет либо предотв45 ратить излишнее действие автоматики с последующим нарушением технологического процесса потребителя, либо намного быстрее принять необходимые меры по разгрузке, самозапуску и ресинхронизации ответственных СД, исключить ущерб от расстройства технологии производства при кратковременном нарушении электроснабжения.

1С69066 ,юо

Chyle Ар/ д с, о2

Составитель Н.Лоханина

Редактор Т,Кугрышева Техред Л,Пилипенко Корректор Л.Ференц

Эакаэ 11483/51 Тираж б1Ь 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