Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети

 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для управления режимом напряжения в электрических распределительных сетях 6-35 кВ. Целью изобретения является повышение надежности и устойчивости системы регулирования напряжения в углах электрической сети путем уменьшения количества срабатывания устройства регулирования под нагрузкой . Это достигается за счет введения в устройство блока 8 для определения чувствительности ущерба от некачественной электроэнергии по отклонению напряжения в центре питания сети. При изменении режима в распределительной электрической сети с блока 6 токовой компенсации и датчика 4 напряжения сигнал подается на вход блока 8, с выхода которого сигнал подается на вход ключа 7 с зоной нечувствительности . Если чувствительность незначительна, то ключ разомкнут и сигнал на вход автоматического регулятора 3 не подается. Если чувствительность значительная, то на вход автоматического регулятора 3 поступает сигнал с блока 6 -Токовой компенсации через функционапьный преобразователь 5, который вырабатывает сигнал, соответствующий минимальному ущербу от некачественной электроэнергии. Регулятор 3 подает команду на привод 2 устройства регулирования под нагрузкой, которое осуществляет переключение трансформатора 1 и обеспечивает необходимое отклоне 1ие в центре питания. 2 ил. с сл N

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (51)4 Н 02 1 3 12

ЮАНЕМ je

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCKOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 вЯ з е,,I 1Т.".", 4, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (61) 1171901 (21) 3864626/31-07 (22) 11.03.85 (46) 23.05.87. Бюл. М - 19 (7I) Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбышева (72) С.П. Гнипа и Ф.Н. Рассказов (53) 621.311.072.2(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1171901, кл. Н 02 J 3/12, 1982.

1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ УЗЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ (57) Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для управления режимом напряжения в электрических распределительных сетях 6-35 кВ. Белью изобретения яв— ляется повышение надежности и устойчивости системы регулирования напряжения в углах электрической сети путем уменьшения количества срабатывания устройства регулирования под на— грузкой. Это достигается за счет введения в устройство блока 8 для опре„„SU, 1 12676 А 2 деления чувствительности ущерба от некачественной электроэнергии по отклонению напряжения в центре питания сети. При изменении режима в распределительной электрической сети с блока 6 токовой компенсации и датчика 4 напряжения сигнал подается на вход блока 8, с выхода которого сигнал подается на вход ключа 7 с зоной нечувствительности. Если чувствительность незначительна, то ключ разомкнут и сигнал на вход автоматического регулятора 3 не подается. Если чувствительность значительная, то на вход автоматического регулятора 3 поступает сигнал с блока 6 токовой компенсации через функциональный преобразователь 5, который вырабатывает сигнал, соответствующий минимальному ущербу от некачественной электроэнергии.

Регулятор 3 подает команду на привод 2 устройства регулирования под нагрузкой, которое осуществляет переключение трансформатора 1 и обеспечивает необходимое отклонение в центре питания. 2 ил.

131267б

Изобретение относится к электроэнергетике, может быть использовано для управления режимом напряжения н электрических распределительных сетях 6-35 кВ и является усовершенствованием устройства по BBT.ñâ.

N 1171901.

Целью изобретения является повышение надежности и устойчивости системы регулирования напряжения в узлах электрической сети путем уменьшения количества срабатывания устройства регулирования под нагрузкой.

На фиг. 1 приведена зависимость ущерба от некачественной электроэнергии в функции отклонения напряжения в центре питания; на фиг. 2 — блоксхема устройстна для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети.

Одним из нормируемых показателей качества электроэнергии по напряжению является отклонение напряжения (ОН) у потребителя от номинального значения. Поэтому под качеством регулирования напряжения понимается обеспечение допустимых ГОСТом ОН на зажимах потребителей. При этом напряжение в центре питания (ЦП) поддерживается н таких пределах, чтобы потреблялось наименьшее количество электроэнергии вне допустимых пределов изменения напряжения. Ущерб от грузки.

Y = Y

L где У, = -.Б, (Чц,-4Б —

)-т

Ч.)г

3 величина, пропорциональная ущербу от некачественной электроэнергии при повышении напряжения свыше допустимого;

2 11(ц1

1=1

3 ч ) г

3 величина, пропорциональная ущербу от некачестнекачественного напряжения пропорционален квадрату OH от допустимых значений и пропорционален мощности на10 венной электроэнергии при снижении напряжения ниже допустимого; (V ) — верхняя

J J (нижняя) граница допустимого диапазона

ОН на шинах

j -го узла.

При этом У =О, если (V -DU —

4V,.)c О;

Y — — О, если (Чц - 4П1 — Vj) 7 О, где n — число узлов распределитель20 ной сети;

4U. — потери напряжения до 1-ro

1 узла при токе нагрузки 1 на шинах LIII;

V — ОН в центре питания при токе

25 нагрузки I на шинах ЦП.

При этом 4U при токе I равно и

401 = Е..Н, = к)1;

1=1

Tl

К; = 2 К7,, 30 =1 где 4 П; — потери напряжения н i-ом элементе сети; лГ,=K,TZ, — где К; — коэффициент, показывающий какая часть

35 тока нагрузки 1 протекает по i-му участку сети;

7.; — сопротивление i-го участ ка сети.

Следовательно, оптимальному ОН в

4п ЦП соответствует минимальное значение ущерба, т.е. наименьший ущерб от некачественной электроэнергии у потребителей распределительной сети °

45 Однако поддержание оптимального

0ll в ЦП при различных возмущениях сети требует большого количества срабатывания устройства регулирования под нагрузкой (РПН), что снижает надежность и устойчивость регулирования напряжения. С целью повышения надежности и устойчивости регулирования напряжения в ЦП целесообразно производить переключение устройства

РПН в том случае, когда это переклю— чение приводит к значительному снижению ущерба при возмущении н сети.

Оценка величины снижения ущерба осуществляется по значению чувствитель3 131267 ности, т.е. первой производной по ущербу от некачественной электроэнергии по OH в ЦП.

Зу ду дуг

Ч ---- = †-- + -- —, Эч„, dVÄ, ач„, 5 где Ч вЂ” чувствительность снижения ущерба от некачественной электроэнергии по OH в ЦП. и

dY„

2 с. S.I (Чцg-DU!z — Ч ) = 10

dV«, „ j - 4 j i л

2 (Ч,,— К Х вЂ” Ч );

j=1

3У1

dV4ò

= О,если (V — К I — V.)(0; цг 1

f5 у т

2с . Б (V — дП вЂ” V ) дч 1 j=- 11 4? !1 j

2 $. (V — К I — Ч ); ! г цг 1 с!уг !Π— О, если (Ч вЂ” К I — V ) 0.

Дчц, цт j 1

Если Y = О, то и Ч = О.

Из графика (фиг. 1) видно, что оптимальному ОН в ЦП соответствует

Ч, при этом минимум ущерба у потребителя. Допустим происходит возмущение в сети и напряжение в ЦП становится V4t или Ч„Г(гочка А или точка Б). В этом случае увеличение ущерба от некачественной электроэнергии незначительно по сравнению с минимальным, чувствительность (т.е. первая производная ущерба по ОН в ЦП

tgeL) незначительна и переключение устройства РПН нецелесообразно. При

OH V4 или Чц в ЦП происходит значительное увеличение ущерба от некачественной электроэнергии, чувствительность (первая производная ущерба по ОН в ЦП tg4) большая и целесообразно переключение устройства РПН.

В этом случае устройство РПН срабатывает и устанавливается V соот45 ветствующее минимальному значению ущерба.

Допустим происходит увеличение нагрузки на шинах ЦП. Тогда первоначальному значению OH V в точке О соответствует значение ущерба в точке А.

В этом случае увеличение ущерба от некачественной электроэнергии незначительно, чувствительность (первая производная ущерба по ОН в ЦП t незначительна и переключение устройства РПН нецелесообразно. При значительном увеличении нагрузки на шинах

ЦП первоначальному значению ОН в ЦП

6 4 в точке О соответствует значение ущерба в точке Б. В этом случае происходит значительное увеличение ущерба от некачественной электроэнергии, чувствительность (первая производная ущерба по ОН в ЦП tgk) большая и целесообразно переключение устройства

РПН. Устройство PIIH срабатывает и устанавливается V соответствующее минимальному значению ущерба.

Устройство состоит из трансформатора 1 центра питания, переключение отпаек которого под нагрузкой осуществляется посредством привода 2 устройства PIIH блоком 3 автоматического регулирования напряжения. Блок 3 подключен к датчику 4 напряжения, через функциональный преобразователь 5 тока компенсации — к блокам 6 таковой компенсации отходящих присоединений, а через ключ 7 — с зоной нечувствительности, которая соответствует определенному значению чувствительности (первой производной), к блоку 8 для определения чувствительности ущерба от некачественной энергии по

ОН в ЦП.

Устройство для определения чувствительности ущерба от некачественной электроэнергии по OH в ЦП реализуется по схеме (фиг. 2) в соответствии с выражением для Ч. Здесь входными сигналами являются сигналы с блока токовой компенсации и датчика напряжения, которые поступают на вход усилителей 9 зоной нечувствительности, соответствующий определенному значению чувствительности (первой производной j-го потребителя) с выхода усилителей сигнал поступает на вход суммат ора 10, где происходит суммирование производных ущербов от некачественной электроэнергии. В зависимости от величины чувствительности ущерба от некачественной электроэнергии становится целесообразным переключение устройства РПН. Зона нечувствительности усилителя равна

V . .и V в соответствии с матемаj ) тическим выражением для Ч, а коэффициент усиления 2Sj>. Преобразование сигнала Х в пропорциональный ему К 1 и сложение его с сигналом Чцгпроизводится также на усилителе 9. Количество усилителей с соответствующей зоной нечувствительности равно числу раэнотипных потребителей распределительной сети.

5 13126

Устройство для автоматического регулирования напряжения работает следующим образом.

При изменении режима в распределительной электрической сети с блоком 6 токовой компенсации и датчика 4 напряжения, сигнал подается на вход блока 8 для определения чувствительности ущерба от некачественной электроэнергии. Сигнал с выхода бло- 10 ка 8 подается на вход ключа 7 с зоной нечувствительности. Если чувствительность незначительна, то ключ разомкнут и сигнал на вход блока 3 автоматического регулирования напря — 15 жения не подается и устройство РПН не срабатывает.

Если чувствительность значительная, то ключ 7 срабатывает и разрешает работу блока 3 автоматического 20 регулирования напряжения. В этом случае на вход блока 3 поступает сигнал с блоков 6 токовой компенсации через функциональный преобразователь 5, который вырабатывает сигнал, соответствующий минимальному ущербу от некачественной электроэнергии.

Блок 3 подает команду на привод 2 устройства РПН, который осуществляет переключение трансформатора 1 ЦП под 30 нагрузкой и обеспечивает необходимое

ОН в Ц11. При помощи датчика 4 напряжения осуществляется обратная связь по напряжению для компенсации потерь напряжения в питающей сети ° При Ущер 35 бе от некачественной электроэнергии, 76 равным нулю, чувствительность равна нулю и устройство РПН не срабатывает.

Ограничение количества срабатывания устройства РПН повышает надежность при заданном ресурсе переключений, уменьшает срок вывода в ремонт устройства РПН и повышает устойчивость регулирования. Устройство для определения чувствительности может быть реализовано на стандартных интегральных элементах. формула и з о б р е т е н и я

Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети по авт.св. Ф 1171901, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и устойчивости системы регулирования напряжения путем уменьшения количества срабатывания устройства регулирования под нагрузкой, введен блок для определения чувствитепьности ущерба от некачественной электроэнергии по от— клонению напряжения в центре питания сети, содержащий сумматоры напряжения, первые входы которых подключены к датчику напряжения, а вторые входы через пропорциональные блоки соединены с блоком токовой компенсации, выходы сумматоров через усилители с зоной нечувствительности подключены к входу общего сумматора, выход которого через ключ с зоной нечувствительности соединен с блоком автоматического регулирования напряжения.

131?676

У

m.ðô < к8

/ у в.@gal ЦО фиа1

Составитель О. Наказная

Редактор И. Шулла Техред А.Кравчук Корректор С. Шекмар

Заказ 1976/53 Тираж 619 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