Устройство для аварийного управления нагрузкой энергосистемы по частоте

 

Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем . Цель изобретения - повышение надежности работы энергосистемы при каскадных авариях с повторяющимися снижениями частоты путем ускорения действия устройства в повторных циклах снижения частоты. При срабатывании органа 1 измерения частоты (ОИЧ) начинается отсчет времени в органе 2 выдержки времени (ОБЕ), втТН включения ногр1/з1Ш Л а через блок 5 запрета - в ОВВ 6; На вьпсоде ОВВ 6 формируется сигнал, пропорциональный времени существования сигнала на ОЙЧ 1. Этот сигнал поступает на первый вход органа 7 памяти. При восстановлении частоты на выходе органа 7 памяти запоминается сигнал с ОВВ 6, который подается на второй вход ОВВ 2. Вьщержка времени ОВВ 2 уменьшается на запомненное время. При повторном снижении частоты в ОВВ 2 происходит отсчет второй вьздержки времени,равной разности между первой заданной вьщержкой и вьщержкой времени, запомненной блоком 7- памяти. На выходе ОВВ 6 формируется сигнал, пропорциональный времени, в течение которого во втором цикле и во всех последующих циклах снижения частоты существует сигнал на входе ОИЧ 1. Отключение очередной нагрузки происходит при снижении частоты на времяj большее времени срабатывания ОВВ 2. При подъеме частоты до частоты повторного включения срабатьтают ШЧ 3, ОВВ 8. Во избежание наруше- На (кпалтаплльнлм ораоЛ (Л 41 ел со 4i На uciKMHumeMtr Htfu 9fltan втям0- чемия ткрдзки

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК а1 (5}) 4 Н 02 7 3!24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОВРетений и ОтнРытий

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3846897/24-07 (22) 24.01.85 (46) 23.09.86. Бюл. У 35 (7 1) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) Р.С.Рабинович (53) 621.316.925 (088.8) (56) Рабинович P.Ñ. Автоматическая частотная разгрузка энергосистем.

М. . Энергия, 1980, с. 207-212.

Авторское свидетельство СССР

У 555500, кл. Н 02 7 3/24, 1975. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВАРИЙНОГО УПРАВЛЕНИЯ НАГРУЗКОЙ ЭНЕРГОСИСТЕМ

ПО ЧАСТОТЕ (57) Изобретение относится к противоаварийной автоматике энергосистем. Цель изобретения — повышение надежности работы .энергосистемы при каскадных авариях с повторяющимися снижениями частоты путем ускорения действия устройства в повторных циклах снижения частоты. При срабатывании органа 1 измерения частоты (ОИЧ) начинается отсчет времени в органе 2 выдержки времени (ОВВ), а через блок 5 запрета — в ОВВ 6;

На выходе ОВВ 6 формируется сигнал, пропорциональный времени существования сигнала на ОИЧ 1. Этот сигнал поступает на первый вход органа 7 памяти. При восстановлении частоты на выходе органа 7 памяти запоминается сигнал с ОВВ 6, который подается на второй вход ОВВ 2. Выдержка времени ОВВ 2 уменьшается на запомненное время. При повторном снижении частоты в ОВВ 2 происходит отсчет второй выдержки времени,равной разности между первой заданной выдержкой и выдержкой времени, запомненной блоком 7 памяти. На выходе ОВВ 6 формируется сигнал, про.порциональный времени, в течение которого an втором цикле и во всех последующих циклах снижения частоты существует сигнал на входе ОИЧ 1.

Отключение очередной нагрузки происходит при снижении частоты на время, большее времени срабатывания

ОВВ 2. При подъеме частоты до частоты повторного включения срабатывают

ОИЧ 3, ОВВ 8. Во избежание нарушерзМ

1259407 ния строгой последовательности действия очередей разгрузки при начавшейся работе повторного включения

Изобретение относится к электротехнике, в частности к противоаварийной автоматике энергосистем.

В энергосистемах широко применяются устройства автоматической частотной разгрузки (АЧР), производящие отключение части нагрузки при аварийном снижении частоты, и устройства автоматического повторного включения нагрузки после восстановления частоты (ЧАПВ} .

Устройства АЧР подразделяются на две категории — быстродействующие очереди АЧР 1 (уставки по частоте в диапазоне примерно 46 5-48,5 Гц, 5 уставки по времени не более 0,5 с) и медленнодействующие очереди АЧР II (уставки по частоте в диапазоне

48,6-48,8 Гц, уставки по времени

5-90 с) . Назначения очередей: АЧР j. 20 предотвращение глубокого снижения частоты, АЧР II — подъем частоты после работы АЧР I, а также ликвидации каскадных аварийных возмущений с повторяющимися снижениями частоты.

Как АЧР 1, так и АЧР II выполняются большим числом очередей, причем может осуществляться как раздельное действие очереди АЧР tиАЧР II (каждая на свою нагрузку), так и совме- 30 щенное действие очередей АЧР 1 и АЧР II (на одну и ту же нагрузку) .

Цель изобрегения — снижение надежнос1и работы энергосистемы при каскадных авариях с повторяющимися снижениями частоты путем ускорения действия устройства в повторных циклах снижения частоты.

На чертеже приведена структурная схема устройства для управления на- 40 грузкой энергосистемы по частоте, Устройство содержит первый орган

1 измерения частоты, первый орган 2 вьдержки времени, второй орган 3 измерения частоты, второй орган 4 ц5 вьдержки времени, блок 5 запрета, третий орган 6 вьдержки времени, сигнал с ОВВ Я подается на третий вход органа 7 памяти. ОВВ 4 производит обратное включение нагрузки.1 ил, 2 блок 7 памяти и четвертый орган 8 выдержки времени.

Органы t и 3 предназначены для подключения к трансформатору напряжения. Выход органа 1 соединен с входом органа 2 и первым входом блока 5. Выход органа 2 предназначен для подключения к исполнительным органам отключения нагрузки и соединен с вторыми входами блоков 5 и

7. Выход органа 3 соединен с входами органов 4 и 8. Выход органа 4 предназначен для подключения к исполнительным органам включения нагрузки, а выход органа 8 соединен с третьим входом блока 7. Выход блока 5 через орган 6 соединен с первым входом блока 7, выход которого подключен к второму входу органа 2.

Орган 1 измерения частоты предназначен для измерения текущего значения частоты и его сравнения с уставкой срабатывания f „ „„р и уставкой возврата и „ц . При снижении частоты ниже Е „цр на выходе органа 1 появляется сигнал, который существует до тех пор, пока частота не восстанавливается до Е „р.

Орган 3 измерения частоты предназначен для измерения текущего значения частоты и его сравнения с уставкой срабатывания f t, ц „ и уставкой возврата f vn . При подъеме частоты выше Е ц„„ на выходе органа 3 появляется сигнал, который существует до тех пор, пока частота не снижает чрпв °

Орган 2 выдержки времени предназначен для отсчета заданной выдержки, которая может изменяться в зависимости от характера протекания аварийного процесса. При подаче сигнала на первый вход органа 2 в нем начинается отсчет заданной выдержки времени, по истечении которой на выходе этого органа появляется сигнал . При подаче сигнала на второй

1259407 вход органа 2 его выдержка времени уменьшается на соответствующую величину. При снятии сигнала с второго входа органа 2 в этом органе восстанавливается исходная заданная 5 выдержка времени. При снятии сигнала с первого входа органа 2 отсчет выдержки времени прекращается и при повторном появлении сигнала на этом входе отсчет выдержки времени начинается заново.

Органы выдержки времени могут быть выполнены, например, на цифровом принципе, на принципе формирования постоянного напряжения, пропорционального времени и т.д.

Органы 4 и 8 выдержки времени предназначены для отсчета заданных выдержек времени. При подаче сигналов на их входы в этих органах на- 20 чинается отсчет заданных выдержек времени, по истечении которых на выходах этих органов до истечения заданных выдержек времени отсчет выдержек времени прекращается, и при повторном появлении сигналов на их входах отсчет заданных выдержек времени начинается заново.

Орган 6 выдержки времени предназначен для формирования сигнала,, З0 пропорционального времени, в течение которого существует сигнал на его входе. При снятии сигнала на входе органа 6 сигнал на его выходе снимается. 35

Блок 5 запрета предназначен для передачи сигнала, поступающего на его первый вход при отсутствии сигнала на втором входе, и блокирования прохождения сигнала на первом 40 входе при наличии сигнала на втором входе. Он может быть, например, выполнен по схеме релейного или диодного ключа.

Орган 7 памяти предназначен для 45 запоминания сигнала, поступающего на его первый вход. При наличии сигнала на первом входе органа 7 первоначальный сигнал на его выходе равен нулю. При отсутствии .сигналов на вто-$0 ром или третьем входах этого органа и исчезновении сигнала на первом входе на выходе органа 7 запоминается последнее значение сигнала на первом. входе. 5$

При повторном появлении сигнала на первом входе и его последующем исчезновении последнее значение этого сигнала вновь запоминается, н вы- ходной сигнал органа 7 увеличивается на эту величину. При наличии сигнала на втором илн третьем входах органа 7 выходной сигнал этого органа снимается .

Предлагаемое устройство работает., следующим образом.

При частоте выше уставки сраба" тывания органа 1 сигнал на его выхо-, де отсутствует. При снижении часто- ты ниже уставки срабатывания f Р " Р органа 1 на его выходе появляется сигнал, который подается на первые входы органа 2 выдержки времени и блока 5 запрета. В органе 2 начинается отсчет выдержки времени t <>.

Поскольку сигнал на втором входе. блока запрета отсутствует, сигнал, поступающий на его первый вход, передается на вход органа 6 выдержки времени. На выходе последнего формируется сигнал, пропорциональный времени t ° в течение которого су- : ществует сигнал на выходе органа

Этот сигнал поступает на первый вход, органа 7.

Если до истечения вццержки времени t>>> органа 2 частота восстановит« до уставки возврата К8 ш, органа 1, то снимется сигнал с выхода органа 1 и прекращается отсчет выдержки времени в органе 2. При исчезновении сигнала на первом входе блока 5 .снимается сигнал с выхода органа 6, а на выходе органа 7 памяти запоминается последний сигнал с органа 6, пропорциональный времени t, который подается на вто-. рой вход органа 2 выдержки времени.

Вццержка времени органа 2 умень- шается на величину t и становится равной Сф р - 1 °

При повторном снижении частоты ниже Е цр работа устройства протекает аналогичным образом. В органе 2 происходит отсчет выдержки времени t ö -й,, а на выходе органа б формируется сигнал, пропорциональный времени t, в течение которого во втором цикле снижения частоты существуе сигнал на выходе органа 1.

Если до истечения выдержки .времени t цр -t органа 2 частота восстанавливается до уставки возврата

f „цр органа 1, то снимается сигнал с выхода органа 1, прекращается отсчет выдержки времени органа 2, сни-

IQ i5

2О

ЗО

5 12 мается сигнал с выхода органа 6, на .выходе органа ? запоминается последний сигнал с органа 6, про-! порциональный времени, который суммйруется с ранее существовавшим сигналом на выходе этого органа„ пропорциональным t . Сигнал, пропор циональный t<+t, подается на второй вход органа 2, вьдержка времени

° органа 2 уменьшается на величину

t +t и становится равной tдч„ -(t +

+ ), В последующих циклах снижения и подъема частоты работа устройства протекает аналогично, в результате чего выдержка времени органа 2 умень. шается до величин t (t,+t +

+t>+...+1ь}, где n — .1исло циклов. . Если в каком-либо цикле снижения частоты сигнал на выходе органа существует в течение времени, превосходящеМ текущую вьдержку времени

-(ti +tz+...+t„) органа выходе органа 2 появляется сигнал, поступающий на исполнительный орган отключения нагрузки. Кроме того, этот сигнал поступает на второй вход блока 5 запрета, в результате чего блокируется прохождение сигнала с органа 1 в орган 6, и сигнал на выходе органа 6 снимается. Сигнал с выхода органа 2 поступает также на второй вход органа 7 памяти, в результате чего сигнал на выходе этого органа становится равным нулю и в органе 2 восстанавливается исходная .заданная выдержка времени. ч . При последующем подъеме частоты до уставки возврата Й „ч органа I снимается сигнал с выхода этого органа и органа 2.и„ как следствие, сигналы с вторых входов блока 6 запрета и органа 7 памяти. Устройство возвращается в исходное состояние.

Если после очередного цикла снижения частоты, в котором устройство АЧР не сработало, происходит подъем частоты не только от f< „чр но и до f ч„„, .то появится сигнал ва выходе органа 3 измерения частоты, который существует до тех пор, пока частота не снижается до уставкй возврата fэ„„„ . Он подается на вкоды органов 4 и 8 вьдержки времени. Вьдержка времени органа 8 при.нимается равной начальной вьдержке времени устройств ЧАПВ по энергосистеме нач члль

07 б

Если сигнал на выходе органа 3 существует в течение времени, которое превосходит мч,vA â то на выходе органа 8 появляется сигнал. Наличие сигнала на выходе органа 8 означает, что в энергосистеме начался процесс обратного включения потребителей устройствами ЧАПВ. При повторном снижении частоты до уставок АЧР

II в энергосистеме сначала срабатывают те очереди АЧР II которые воздействуют на нагрузку, включенную устройствами ЧАПВ, поскольку в большинстве случаев ЧАПВ с минимальными вьдержками времени выполняется на нагрузке, подключенной к очередной

АЧР II с минимальными выдержками времени, работающим наиболее часто.

Во избежание нарушения строгой noc— ледовательности действия очередной

АЧР II (приводящего к увеличению ущерба при отключении нагрузки) необходимо в условиях начавшейся работы устройств ЧАНВ в энергосистеме восстановить исходную заданную устанку по времени несработавших очередей АЧР II. С этой целью сигнал с выхода органа 8 подается на третий вход органа 7 памяти, в результате чего снимается сигнал с выхода этого органа, и в органе 2 восстанавливается исходная заданная выдержка времени дчр .

Если в одном из циклов снижения частоты происходит срабатывание, данного устройства АЧР и отключение нагрузки, а при восстановлении час- . тоты до f „„ выходной сигнал органа 3 существует в течение времени, превосходящего выдержку времени органа 4, то ва его выходе появляется сигнал и производится обратное включение нагрузки.

Таким образом, в предлагаемом устройстве при каскадном развитии аварии с повторяющимися снижениями частоты уставка по времени АЧР II (выдержка времени органа 2) не остается неизменной, а в каждом цикле снижения частоты уменьшается на время, в течение которого частота находится ниже уставки АЧР по частоте. В результате этого срабатывание очереди АЧР II выполненной на предлагаемом устройстве, происходит раньше, чем очереди АЧР II, выполненной на базе известного устройства (или в более раннем цикле или в

407

Формула изобретения

Составитель Г.Дамская

Редактор И.Дербак Техред Jl.Олейник Корректор А.Обручар

Заказ 5133/54 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

7 1259 том же цикле, но раньше по времени) .

Как следствие этого, при выполнении очередной АЧР II на базе предлагаемого устройства время работы энергосистемы с пониженной частотой при 5 каскадном характере аварии сократится, что обеспечивает повышение надежности работы энергосистемы.

Устройство для аварийного управления нагрузкой энергосистемы по частоте, содержащее первый и второй органы измерения частоты, входы которых предназначены для подключения к трансформатору напряжения, первый орган выдержки времени, первый вход которого подключен к выходу первого органа измерения частоты, а выход предназначен для подключения к исполнительному органу отключения нагрузки, второй орган выдержки времени, вход которого подключен к вы ходу второго органа измерения частоты, а выход предназначен для подключения к исполнительному органу включения нагрузки, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью повышения надежности работы энергосистемы при каскадных авариях с повторяющимися снижениями частоты путем ускорения действия устройства в повторных циклах снижения частоты, в него введены блок запрета, третий и четвертый органы выдержки времени, орган памяти, а первый орган выдержки времени снабжен вторым входом, причем первый вход блока запрета подключен к выходу первого органа измерения частоты, второй вход блока запрета — к выходу первого органа выдержки времени, вход третьего органа выдержки времени соединен с выходом блока запрета, первый вход органа памяти подключен к выходу третьего органа выдержки времени, второй вход — к выходу первого органа выдержки времени, третий вход,к выходу четвертого органа выдержки времени, выход органа памяти соединен с вторым входом первого органа выдержки времени, а выхоД второго органа измерения частоты — с входом .

-четвертого органа выдержки вре,мени.