Устройство для управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЧИСЛОМ Ш АЛЛЕЛЬИО РАБОТДНПЩ ОШОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДВУХТРАНСФОРМАТОРНОЙ ПОЛСТАНЦИИ, содержащее блок измерения с входами для подключения на сумму токов трансформаторов подстанции и на напряжение подстантщи, логический элемент НЕ и йсполнительныйблок на выходе, отличающ е. е с я тем, что, с целью упрощения , оно снабжено задатчикон цикла , двумя триггерами и двумя логическим элементами И блок измерения выполнен в виде счетчика импульсов со счетным входом для подключения выхода счётчика энергии с импульсным датчиком, причем выходы счетчика импульсов подключены к единичным входам триггеров, а выходы первого триггера непосредственно и второго через логический элемент НЕ подключены к первым входам логических элементов И, выходы которых подключены к входам исполнительного блока, при этом нулевые входы счетчика инпульсов и триггеров и вторые входы лопгческих элементов. И подключены к выход 1м задатчика цикла.

. СОЮЗ GOBKTCHHX

ICUWM 7

РЕСПУЬЛИК эав

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPbfflO

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

Н АВЧОРСНОМУ СЭИДВТОЪСТВУ (21) 3637870/24-07 (22) 26,08.83 (46) .30. 11.84, Бюл. У 44 (72) Б.А.Крупник (71) Среднеазиатское отделение Всесоюзного государственного научноисследовательского и проектно-конст-. рукторского института ВНИПИэнерго.пром (53) 621.314.2. 016.32(088.8) (56) 1. Беркович И.А. к .др. Основы автоматики энергосистем. M., "Энергия", !968, с. 183.

2. Там ае, с. 184-, 186.

3. Авторское свидетельство СССР

В 942201, кл. Н 02 Х, 3/46, 1983. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ

ЧИСЛОМ. ПАРАНЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДВУХТРАНСФОРИА- .

ТОРНОЙ ПОДСТАНЦИИ, содериащее блок: измерения с входамидля подключения на сумму токов трансформаторов под,SU„„1127042 станции и на напрянение подстанции, логический элемент НЕ и исполнительный блок на выходе, о т л и ч а ю— щ е.е с я тем, что, с целью упрощения, оно .снабиено задатчиком цикла, двумя триггерами и двумя логическими элементами И, блок измерения выполнен в виде счетчика импульсов со счетным входом для подключения выхода счетчика энергии с импульсньм датчиком, причем выходы счетчика импульсов подключены к единичньвю входам триггеров, а выходы первого триггера непосредственно и второго .через логический элемент НЕ подкл»чены к нервам. входам логических элементов И, выходы которых подключены к входам исполнительного блока, при этом нулевые входы счетчика импуль сов и триггеров и вторые входы логи ческих элементов. И подключены к выходам задатчика цикла.! 11270

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического. управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторных .подстанций с целью поддержания режима минимальных потерь., Известны устройства, выполненные на 14ногоконтактных реле времени, 10 использующие в качестве програмиы .действия суточные графики нагрузки трансформаторной подстанции (1 3.

Недостатком этих устРойств, снижающим их эффективность, является значительная погрешность и необходимость периодической перестройки программы, вызванная отклонением фактического. графика нагрузки от планируемого. 20

Известно также устройство, реагирующее на токовую нагрузку трансфор маторной .подстанции, содержащее блоки измерения токовой нагрузки, связаннЫй с ними элемент выдержки вре- 25 межи и исполнительный блок 2 .

Недостатком данного .устройства является источник автоматического управления силовыми трансформаторами по обеспечению минимума потерь актив- ней энергии, поскольку потери в силовых трансформаторах зависят как от величины токовой нагрузки, так и от уровня нанряжения. Обе эти величи ны являются неременными во времени.

В силу .этого автоматическое управле..ние синовыми трансформаторами по току вызывает определенную погрешность и, таким образом, увеличение .

ameys активной мощности.

Наиболее близким к предлагаемому

- :-является устройство для автоматического управления числом параллельно ,работающих силовых трансформаторов

Ь-трансформаторной подстанции со»

45 .держащее блок измерения, в качестве которого использованы бпок преобра -.зования .тока и напряжения в сигнал полной мощности с входами для.поджлючения: соответственно на сумму токов трансформаторов подстайции и . . ® на напряжение подстайции» (в — 1) куль-oprasos и йогических элементов

НЕ, два блока суммирования, элементы выцержки времени и исполнительный .

:блок на выходе» причем выход бтака преобразования подключен к первым входам нуль-органов,. к вторым входым которых подключены выходы эадатчиков

42 2. полной мощности, соответствующей режимам минимума потерь, выходы нуль. органов. непосредственно подключены к входам первого блока суммирования, а через логические элементы НŠ— к входам второго блока суммирования, выходы которых подключены через эле-:. менты выдержки времени к входам исполнительного блока f 3).

Недостатком известного устройства является сложность блока преобразова" ния, схема которого построена на принципе перемножения значений суммарного тока и напряжения подстанции с вЫполнением последующих операций по выделению сигнала полной мощности.

;Вся схема устройства построена на прийципе преобразования поступающих на вход блока .напряжений в аналоговый сигнал полной мощности и дальнейшее преобразование его в нуль-органах в дискретный сигнал управления. Кроме того, наличие двух элементов выдержки времени усложняет настройку устройства.

Наиболее распространена схема двухтрансформаторной подстанции. Поэтому предлагаемое устройство расчитано для работы на такой подстанции.

На подстанции с четным числом снловьщ трансформаторов возможна установка таких устройств для каждой пары параллельно работающих трансформаторов. Устройство для любого числа трансформаторов не может быть рекомендовано из-за неоправданного усложнения схемы блока преобразования.

Цель изобретения — упрощение уст- ройства.

Поставленная. цель достигается тем, что устройство, содержащее блок измерения с входами для подключения на сумму токов трансформаторов подстанции и на напряжение подстанции логический элемент НЕ и исполнитель- ный блок на выходе, блок измерения выполнен в виде счетчика импульсов со счетным входом для подключения выхода счетчика энергии с импульсным датчиком, установленного на постоянно работающем силовом трансформаторе, устройство снабжено задатчиком цикла, двумя триггерами и двумя логическими элементами И, блок измерения выполнен в виде счетчика импульсов со счетным входом для подключения выхода счетчика энергии с импульсным датчиком, причем выходы счетчика

1127042

3 импульсов подключены к единичным входам триггеров, а выходы первого .триггера непосредственно и второго через логический .элемент НЕ подключены к первым входам логических эле- 5 ментов И, выходы. которых подключены к входам исполнительного блока, при этом нулевые входы. счетчика импульсов и трйГгеров, а также вторые-. входы логических элементов И подключены к выходам задатчика цикла.

На фиг. 1 представлена блок-схема

Ъ . устройства, на фиг. 2 — зависимости потерь активной мощности (аР) в трансформаторах от суммарной полной :15 мощности (5у) при включенном одно (1Т).и двух (2Т) трансформаторах, на фиг. 3 - суточный график суммарной полной мощности,.36 — суточный график работы силовых трансформато- . 20 ров; на фиг. 4 -. временные диаграммы выходных сигналов функциональных блоков устройства.

Счетчик энергии 1 преобразует входные величины тока нагрузки постоянно включенного трансформатора (например, 1Т) и .напряжения подстанции с помощью импульсного датчика в. последовательность импульсов. Tajкие счетчики устанавливаются для дистанционого учета потребляемой . электроэнергии. Количесво.импульсов, вырабатываемых датчиком .эа определенное время,.пропорционально наг- Э5 рузке трансформатора. Блок 2 представляет собой счетчик импульсов со счетным и нулевым входами и двумя выходами, На первом выходе появляет- . . ся импульс при достижении количест- 40 ва входных импульсов величины, соответствующей мощности 5 „, т.е. мощ- . ности, соответствующей режиму ми.нимума потерь. На втором выходе счетчика 2 появляется импульс при 45 достижении количества входных импуль;сов величины, соответствующей .мощ Sa .ности, т.е. мощности, приходящейся на один трансформатор при включен-50 нцх двух трансформаторах при.нагрузке подстанции, соответствующей режиму минимума потерь. Для укаэанной мощности трансформаторов

2 55

332 кВА. Таким образом, при достижении нагрузки трансформатора 1Т ве» личины 332 кВА счетчик 2 вырабатыва-.ет импульс на втором выходе, а при нагрузке 665 кВА - на первом.

Триггеры 3 и 4 предназначены для фиксации вькодных импульсов, выработанных счетчиков 2. Они имеют единичный и нулевой входы. Импульсы с выходов .счетчика 2 поступают на единичные входы триггеров,.и на выходе триггера формируется выходной канал.

Логический элемент НЕ 5 осуществляет операцию логического отрицания путем генерирования на выходе сигнала, равного единице, при нулевом потенциале на входе и наоборот. Логические элементы И 6 .и 7 генерируют на выходе сигнал, равный единице, при наличии на обоих входах единичных нотенциалов, и сигнал, равный нулю, во всех других случаях. Исполнительный блок 8 предназначен для преобразования входных управляющих сигналов в команды "Включить" и "Отключить", по.которым осуществляется соответственно включение и отключение трансформатора 2Т под нагрузку.

Задатчик цикла 9 предназначен для формирования импульсов, управляющих

:работой устройства, и имеет два выхода. На одном из них в конце каждого цикла заранее установленной продолжительности вырабатывается импульс для приведения устройства в исходное состояние. На втором вьасоде вырабатывается импульс управления логическими элементами И 6 и 7, опережающий импульс на первом выходе.

Время опережения определяется временем надежного срабатывания цепи: логический элемент И6 (или 7), исполнительный блок 8, выключатели на трансформаторе 2Т. Продолжительность цикла определяется исходя из условий .минимума операций включения-отключе- ния при изменении нагрузки .вблизи . точки минимума потерь, а также требуемой точности работы устройства.

На фиг. 2 абсцисса точки о предс-. тавляет собой значение суммарной полной мощности 5о, которое соответствует режиму минимума потерь.

Для трансформаторной подстанций с: двумя трансформаторами TMH-1000/6/О,А

5о, .665 кВА. При:S (5© работает один трансформатор, при 5 - > Во,дна трансформатора.

На фиг. 3 показан суточный. гра-. фик суммарной.полной мощности 5, линия режима минимума потерь Sa

2 Ф матором 2Т. В конце цикла на первом эадатчика 9.появляется сигнал, который подается на нулевые входы счеттате счетчик 2 и триггеры 3 н 4 приводятся в исходное (нулевое) состояние. В следующем цикле нагрузка трансформатора 1Т превыщает величину S„ .

В . этом случае сначала появляется сигнал на одном выходе счетчика 2, а затем на втором. Триггеры 3 и 4 приводятся в единичное состояние. В конце цикла на входы элементов 6 и 7 поступают сигналы от задатчика 9. Так как на первом входе элемент своего состояния не меняет. Элемент 6, напротив, формирует сигнал управления, так как к приходу импульса от задатчнка 9 на его первый вход бып подан сигнал от триггера 3.

Этот сигнал поступает на вход исполнителъного блока 8, который вырабатывает сигнал на включение трансформатора 2Т. После включения трансформатора 2Т нагрузка.трансформато- исполнительного блока 8 не формируПри сникении нагрузки подстанции на величину меньше 5+ нагрузка трансформатора 1Т становится меньше 3 /й, Поэтому за время цикла на выходах счетчика 2 сигналы не формируются.

На выходе элемента НЕ 5 появляется сигнал, который поступает на вход элемента И 7. В конце цикла на элемент 7 подается сигнал от задатчика

9 и на .вьасоде элемента 7 формируется сигнал ° который исполнительным. блоком 8 преобразуется в команду

"Отключить" 2Т.

S I)2704 и моменты времени t — t4, соответетвующие пересечениям линйй 5 и 5,„ > .выходе эадатчнка 9 появляется снг т.е. момента переключений; на фиг.3о- нал, который подается на входы элесуточный график работы силовых транс- ментов 6 и 7, .Но так как на первых форматоров, управляемас предлагаемым 5 входах этих элементов сигнал отсутустройством .;(Т е - продолжительность ствует, то и состояние схемы не нзцикла работы устройства). меняется. Затем,на втором выходе

На фиг. 4 представлены временные диаграммы выходных сигнапов функциональных блоков, соответствующие l0 чика 2 и триггеров 3 и 4. В резульработе устройства в течение двух циклов в области момента включения второго трансформатора (1„ кпн Ф ) и в области момента отключения второго трансформатора (2 или Ф4 ) . 15

Индекс выходного сигйала соответствует номеру функционального блока (Т - нродолхительность цикла работы устройства).

Устройство работает следующим 20 образом.

На двухтрансформаторной подстав- мента 7 сигнал отсутствует, то элеции трансформатор 1Т постоянно находится а работе, а трансформатор

2Т подключен к выходу устройства. .25

На фиг. 2 .показан график изменения нагрузки подстанции. Иоменты времени

t и Ф соответствуют моментам включения. трансформатора 2Т, а Ф2 и

4+ - его отключения. Счетчик энергии

t подключен к трансформатору. 1Т, и его датчик формирует импульсы со скоростью, пропорциональной нагруз- : ра 1Т снимается и в последующие ке этого трансформатора. Задатчик циклы рцботы устройства на выходе цикла 9 управляет работой устройстВа. На фиг. 4 представлены временные ются сигналы управления. диаграммы выходных сигналов функционалъных блоков в области моментов и 42 °

В исходном состоянии включен . 40 трансформатор 1Т, а трансформатор

2Т отключен. С началом цикла счетчик импульсов 2 производит счет импульсов от счетчика энергии 1. Так как нагрузка трансформатора 1Т меньше 4S величины S©a, то сигнал формируется только на втором выходе. счетчика 2..1

Цоступнв на единичный вход триггера ,.4 ° он приводит его в единичное состояние. Элемент НЕ 5 преобразует :,SO этот сигнал в логический ноль, кото- Предлагаемое устройство автоматирый подается на вход элемента И 7 ° ческого управления позволяет испольВ этом случае на вькоде элемента 7 такие зовать в качестве датчика нагрузки сигнал отсутствует. Аналогично и в серийно выпускаемые счетчики энергии цепи триггер 3 и элемент 6 сигнал SS а имнулъсньии датчиками. Выполнение отсутствует, Следовательно, на вьасо- баона измерения в веще счетчика имде исполнительного блока 8 не формн- пульсов значительно упрощает по руются сигналы управления трансфор- сравнению с известным устройством

7 1127042 8 схему блока. Кроме того, настройка и их уфрвщения. Упрощение схем входя устройства требует меньше времени щнх элементов повъивает надеаность иэ-эа сокращения количества операций работы устройства.

1)27042

6g юЮа

f 2OO бОФ

9 ?ие.З хе)

x,ð, Хаа х,а

Мам

ts. Уу

ФмфЩЯЩ Закав 875!/42 . Т аи 6!3

CNOe

4ваав йй атеат, г.Уагород, уа.йроектмаа, 4