Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК р114 Н 02 > 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3468435/24-07 . (22) 14.07.82 (46) 07.08,85. Бюл. У 29 (72) К. В, Киреев и Ф. Н. Рассказов (71) Куйбышевский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт им. В. В. Куйбышева (53) 621. 311 ..072.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР N 481099, кл. Н 02 J 3/12, 1972.

Авторское свидетельство СССР N 732264, кл. Н 02 J 3/12, 1977. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ УЗЛА

ÄÄSUÄÄ 1171901

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ,1 являющегося центром питания распределительной сети, содержащее автоматический регулятор напряжения, воздействующий на переключение отпаек трансформатора, блоки токовой компенсации и датчик напряжения, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регулирования напряжения путем снижения количества потреб. ляемой электроэнергии вне допустимого диапазона изменения напряжения, оно снабжено нелинейным функциональным преобразователем тока нагрузки, вход которого соединен с блоками токовой компенсации, а выход подклю-. чен к автоматическому. регулятору напряжения.

1171901

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для управления режимом напряжения в электрических распределительных сетях 6 — 35 кВ, 11елью изобретения является повышение 5 качества регулирования напряжения путем снижения количества потребляемой электроэнергии вне допустимого диапазона изменения напряжения.

Одним иэ нормируемых показателей качества0 электроэнергии по напряжению является отклоняющее напряжение (ОН) у потребителя от номинального значения., Поэтому под качестI вом регулирования натяжения понимается обеспечение допустимых отклонений напряже- 15 ния на зажимах потребителей.

Сущность работы этого устройства заключается в том, что в режиме минимальных нагрузок распределительной электрической сети, когда ОН у потребителей находятся в 20 допустимых пределах, оно обеспечивает регулирование напряжения в центре литания по средневзвешенным ОН в узлах сети, а при увеличении нагрузки, если ОН выходят . за допустимые пределы, устройство осу- 25 ществляет переход к регулированию напряжения центра питания по предельным ОН в узлах сети с минимизацией количества некачественной электроэнергии.

При малых нагрузках в распределительной gp электрической сети, когда ОН в узлах находятся в допустимых пределах, оптимальные условия регулирования напряжения в центре питания достигаются в случае, если для каждой ступени графиков нагрузок на его шинах З5 будет поддерживаться ОН, равное по величине средневзвешенным по мощности потерям напряжения в узлах, питаемых от рассматриваемого центра питания: (во jz ээ) z) 40 цт и

;:. 6„ z

1=\

- где и — число узлов распределительной электрической сети; 45

5 т — мощность j -го узла при токе

11 нагрузки I на шинах центра питания;

hlJ т — потери напряжения в j — ом узле

3 при токе нагрузки на шинах цент- 50 ра питания;

ОН в центре питания при токе цт нагрузки 1 на шинах центра питания.

В результате расчета ОН в центре питания 55 дпя каждого значения тока, нагрузки на шинах центра питания выявляется требуемый график ОН в центре питания Мц = f (I), из которого может быть получена зависимость

ОН в центре питания от тока компенсации

Ч„=f(„). При таком регулировании в режиме максимальных нагрузок из-эа увеличения потерь напряжения ОН в отдельных узлах электрической сети могут выходить за допустимые пределы.

Поэтому при максимальных нагрузках в распределительной электрической сети более эффективным, с точки зрения уменьшения количества потребляемой электроэнергии вне допустимого диапазона изменения напряжения, является регулирование напряжения на шинах центра питания по предельным отклонениям напряжения в узлах. При этом напряжения в центре питания поддерживаются в таких пределах, чтобы потреблялось наименьшее количество электроэнергии вне допустимых пределов изменения напряжения. Ущерб от некачественного напряжения пропорционален квадрату отклонения напряжения от допустимого значения и пропорционален мощности нагрузки

Y=Y,+ (, Y,=KG (Ч -ьО -Ч 1 где 1=з 4т М )т j) — величина, пропорциональная ущербу от качественной электроэнергии при повышении напряжения свыше т(опустимого;

g;; . (q Ij. у, чт — велнчи™а, 2 . Дт Ц()? 5 1 пропорциональная ущербу от некачественной электроэнергии при снижении напряжения ниже допустимого;

y (y ) — верхняя (нижняя) граница

) допустимого диапазона ОН на шинах ) -ro узла

При этом Ч = О, если (Vz„z-HALI>z-Ч. ) -О

Ч О, если (Ч, т -а0 -g )) Q

J оптимальному ОН в центре питания соответствует минимальное значение величины У, т. е. наименьший ущерб от некачественной электроэнергии у потребителей распределительной сети.

В результате расчета выявляются требуемый график ОН в центре питания

k(1), иэ которого может быть получена зависимость OH и центре питания от тока компенсации И вЂ” (к)

Полученные таким образом зависимости

ОН в центре питания от тока компенсации

Y т (х) при регулировании по средневзвешенным ОН в узлах и V =g (i ) при регулировании по предельным ОН в узлах являются исходными данными для

71901 4 сации. В зависимости от величины нагрузки ,(следовательно, и тока компенсации), функ1 циональный преобразователь вырабатывает ° сигнал, соответствующий регулированию или по средневзвешенным, или по предельным

ОН в узлах распределительной сети, который подается на вход блока 3 автоматического регулирования напряжения. Блок 3 подает команду на привод 2 устройства, который

10 осуществляет переключение отпаек трансформатора 1 центра питания под нагрузкой и обеспечивает необходимое ОН в центре питания. При помощи датчика 4 напряжения осуществляется обратная связь по напряжению

15 для компенсации потерь напряжения питающей сети.

3 11 настроики функционального преобразователя тока компенсации.

Величины добавок напряжения в зависимости от тока компенсации при различных способах регулирования напряжения в центре питания, а также момент перехода от регулировачия по средневзвешенным ОН в узлах к регулированию по предельным ОН в узлах рассчитываются при помощи UBM индивидуально для каждой конкретной распределительной электрической сети.

На фиг. 1 показана блок-схема устройства для автоматического регулирования напряжения; на фиг. 2 — пример функциональной характеристики преобразователя тока компенсации.

Устройство содержит трансформатор 1 центра питания, переключение отпаек которого под нагрузкой осуществляется. посредством приво; да 2 устройства РПН блоком 3 автоматическо- 2 го регулирования напряжения. Блок 3 подключен к датчику 4 напряжения и через функциональный преобразователь 5 тока ком пенсации к блокам 6 токовой компенсации отходящих присоединений.

По оси ординат (фиг.2) отложены добавки напряжения в центре питания, а по оси абсцисс— ток компенсации (ток нагрузки на шинах центра питания). В режиме минимальных нагрузок (отрезок ОС) регулирование OH в центре питания осуществляется по средневзвешенным ОН. в узлах распределительной сети (отрезок Оа) . При увеличении нагрузок до максимальных (отрезок Cd) осущест вляется переход к регулированию по предельным отклонениям напряжения в узлах сети (отрезок а3 характеристики) с минимизацией потребления некачественной электроэнергии .

Устройство автоматического регулирования напряжения работает следующим образом.

При изменении нагрузки. в распределитель40 ной электрической сети сигнал с блоков 6 токовой компенсации подается на вход функ ционального преобразователя 5 тока компенВ качестве блока автоматического регулирования напряжения может быть использован автоматический регулятор трансформаторов

АРТ-1Н, а в качестве функционального преобразователя тока компенсации — диодный функциональный преобразователь.

Таким образом, предлагаемое устройство повышает качество регулирования напряже- ния у потребителей распределительной электрической сети за счет снижения количества потребляемой электроэнергии вне допустимого диапазона изменения напряжения при изменении нагрузки в широких диапазонах. Под- держание напряжения в узлах сети в допустимых пределах или минимизация потребленной электроэнергии способствует повьпнению производительности машин и механизмов, увеличению их срока службы, снижению потерь в электрической сети. При этом упрощается ° схема регулирования, снижается ее стоимость и повышаются эксплуатационные свойства, так как использованы стандартные устройства регулирования напряжения.

Для реализации предлагаемого устройства не требуются ЭВМ с процессором, цифроаналоговые и аналого-цифровые преобразователи, коммутатор, . статический анализатор..

1171901

i„(z) г.2

Составитель О. Наказная

Техред М.Пароцай

Корректор Л. Пилипенко

Редактор Н. Пушненкова

Заказ 4897/46

Тираж 620

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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