Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления режимами электрических систем. Цель изобретения - увеличение надежности путем повьш1ения устойчивости питаюшей системы. С этой целью устройство содержит блок 2 регулирования напряжения под нагрузкой управляемого блоком 3 автоматического регулирования напряжения. Блок 3 через функциональный преобразователь 5 тока компенсации подключен к блокам 6 токовой компенсации отходящих присоединений. Знакоанализирующий блок 7 управляет мо/ / ufMftevt cueaifMo. сл оо 00 о О5 ( (X) N)

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

А2 (191 <П > (51) 4 Н 02 J 3/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

РФигннае

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К А BTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) 1171901 (21) 4018895/24-07 (22) 11.02.86 (46) 15.08.87. Бюл. В 30 (71) Куйбышевский политехнический институт им. В.В. Куйбьппева (72) Н.Ф. Галимов, Ф.Н. Рассказов и М.А. Шишков (53) 621.311.072.12(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

11 1171901, кл. Н 02 J 3/12, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ УЗЛА ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ

Ivmorn crw салмана. (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для управления режимами электрических систем. Цель изобретения — увеличение надежности путем повышения устойчивости питающей системы. С этой целью устройство содержит блок 2 регулирования напряжения под нагрузкой управляемого блоком 3 автоматического регулирования напряжения.

Блок 3 через функциональный преобразователь 5 тока компенсации подключен к блокам 6 токовой компенсации отходящих присоединений. Знакоанализирующий блок 7 управляет моментом переключения отпаек трансформатора и вырабатывает сигнал в том случае, если совпадают знаки сигналов на его входе, т.е. когда знаки на выходе блока 3 и выходе дифференцирующего блока 8, на вход которого поступает сигнал с фазоиэмерительного блока 9 угла о, одинаковые. При этом угол d измеряется блоком 9, на вход которого посредством телеканалов связи 10 поступают сигналы с ЭДС питающей и приемной систем. Т.о. переключение

1330699 отпаек трансформатора производится в двух случаях: когда требуется повышение напряжения, при этом угол растет dg/dt — величина положительная или равна 0 когда требуется уменьшение напряжения и при этом угол с/ падает d d/dt величина отрицательная или равна нулю. В противоположных случаях переключения отпаек не будет, т.е. регулирование напряжения узла нагрузки будет повышать устойчивость питающей системы. 4 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для управления режимами электрических систем и является усовершенствованием устройства по авт. св. М 1171901.

Пель изобретения — увеличение надежности электроснабжения путем повышения устойчивости питающей системъt.

На фиг. 1 представлена электрическая система; на фиг. 2 — кривые изменения угла d при различных моментах переключения отпаек трансформатора узлов нагрузки; на фиг. 3блок-схема для автоматического регулирования напряжения; на фиг. 4 принципиальная схема выполнения знакоаналиэирующего блока.

Электрическая система (фиг. 1) состоит из питающей системы с ЭДС

Е., линий электропередач П1, П2, П, приемной системы с ЭДС Ес и узлов 1, 2, i нагрузки с активными мощностями Р,, Р Р,.

1 уравнение движения ротора генератора питающей системы при малых отклонениях угла d между ЭДС питающей и приемной синхронных систем имеет вид

Д2 g

Т ---- + 4P = 0

ddt

У где T> — механическая постоянная времени ротора синхронных генераторов питающей системы;

4Р— приращение активной мощности питающей системы.

При этом из баланса мощностей следует, что

JAP =AP„+hP где aP — приращение активных мощностей узлов нагрузки;

4Р— приращение активной мощности, отдаваемой питающей системой в приемную.

4Р = КСР, 4Р„.

К = --- 0

iN 4Ц. °

4P; - К;„4Ц., где 4U; — приращение напряжения в узле.

Э5 Тогда уравнение движения роторов генераторов питающей системы примет вид где К вЂ” коэффициент, определяемый параметрами системы.

Мощность узлов нагрузки зависит от приложенного напряжения, причем она возрастает при повышении напряжения, т.е. каждый узел нагруз25 ки характеризуется положительным регулирующим эффектом активной мощности по напряжению:

1330699

Л

Т - — =- — Е

1 1 7 -,м 1

Дс со знаком

Повышение yc toé÷èèoñòè питающей системы при регулировании напряжения узлов нагрузки состоит Е3 том, чтобы такое регулирование создавало демпфирующий момент (мощность) при колебании ротора синхронных генераторов 10 питающей системы.

Демпфирующий момент будет создаваться в том случае, когда угол d

d c растет т.е. если -- 0 то мош- 15

dt ность узла нагрузки должна увеличиваться, что требует согласно регулирующему эффекту нагрузки повышения напряжения, и наоборот, переключение отпаек трансформатора узла нагрузки на повышение или понижение напряжения необходимо согласовать

4 чивост ь относительно приемной (круглая 2).

Устройство (фиг. 3) содержит трансформатор 1 узла нагрузки, переключение отпаек которого осуществляется блоком 2 регулирования напряжения под нагрузкой упранляемого блоком 3 автоматического регулирования напряжения. Блок 3 подключен к датчику 4 напряжения и через функциональный преобразователь 5 тока компенсации к блокам 6 токовой компенсации отходящих присоединений.

Знакоанализирующий блок 7 управляет моментом переключения отпаек трансформатора посредством устройства 2.

Да входы блока 7 поступают сигналы с выхода блока 3 и через дифференцируюший блок 8 с выхода фазоизмерительного блока 9, входы которого через телеканалы связи 10 подключены к питающей и приемной системам.

Знакоанализирующий блок вырабатывает сигнал в том случае, когда совпадают знаки сигналов на его входе. Если

В противном случае регулирующий эффект нагрузки по напряжению может создавать раскачивающий момент для ротора генераторов питающей системы, что приведет к потере ее устойчивости и снижению надежности электроснабжения. Особенно это необходимо учитывать, когда питающая система слабо связана с приемной и синхронизирующий момент со стороны приемной системы мал.

Рассмотрим кривые изменения угла при различных моментах переключения-отпаек трансформатора узлов нагрузки (фиг. 2).

Допустим.при возмущении н сис— теме имеем кривую 1. В этом случае

dd

О. Если в момент t произошло

dt

1 переключение отпаек »а повышение напряжения, то момент нагрузки увеличивается, угол d начинает уменьшаться (кривая 3) и система возвращается в исходное положение, т.е. сохраняет устойчивость. Если в момент t произошло переключение

1 отпаек на понижение напряжения, то момент нагрузки уменьшается, что приводит к новому росту угла cI ..

Если угол достигнет 90, питающая система потеряет синхронную устой30

55 знаки входных сигналов различные, то это устройство не выдает сигнала.

Устройство автоматического регупирования напряжения работает следующим образом.

При измерении режима электрической сети с блока 3 автоматического регулирования напряжения на блок 2 регулирования напряжения под нагрузкои поступает сигнал для переключения отпаек трансформатора узла нагрузки. При этом знак сигнала на выходе блока 3 определяет направление изменения напряжения в узле.

Положительный сигнал соответствует увеличению напряжения, а отрицательный — уменьшению. Но чтобы сработал блок 2, необходимо, чтобы знакоанализирующий блок выдавал сигнал, а он будет в том случае, когда знаки на входе блока 7 совпадут, т.е. тогда, когда знаки на выходе блока 3 и выходе дифференцирующего блока 8, на вход которого поступает сигнал с фазоизмерительного блока угла d одинаковые.

При этом угол d измеряется блоком

9, на вход которого посредством телеканалов связи 10 поступают сигналы с ЭДС, питающей и приемной систем.

Таким образом, переключение отпаек трансформатора будет произво13-10б99 темам.

r7umcмщая сислена фием сю сислемсу 7с с

) А (М) Р дг (/с) Рс - f (ð ) Фиг 1 литься н двух случлях: когда тре буеTcR поньппение напряжения и при

do этом угол d растет: -- — величина

dt положительная или = 0; и когда требуется уменьшение напряжения и при

dd этом угол о падает: -- — величина

dt отрицательная или = О.

В противоположных случаях переключения отпаек не будет, т.е. регулирование напряжения узла нагрузки будет повышать устойчивость питающей системы, При срабатывании блока 2 в узле нагрузки устанавливается такое напрчжение, чтобы потреблялось наименьшее количество электроэнергии вне допустимого диапазона изменения напряжения. Требуемый закон изменения напряжения в узле электрической сети при вариациях нагрузки формирует функциональный преобразователь

5 тока компенсации. При помощи датчика 4 напряжения осуществляется обратная связь по напряжению, т.е. данное устроиство обеспечивает необходимый закон регулирования напряжения в узле нагрузки, являющегося центром питания распределительной сети, и повьш ает устойчивость питающей электрической системы, что повышает надежность электроснабжения.

Знакаанализирующий блок может быть реализован по схеме фиг. 4.

Она состоит из схемы разделения знаков сигналов, выполненных на диодах, схем U для положительных и отрицательных ciilнллан, инвер горл для отрицательногo сигнллл и суммлтора. Данное устройство будет выдавать положительный сигнал н том случае, когда знаки входных сигналов 13, и U„ совпадают.

Дифференцируюший блок, фазоизмерительный блок, являющийся по существу обычным фазочунствительным

10 выпрямителем, реализуются на стандартных интегральных элементах.

Повышение устойчивости питающей vèñòåìû увеличивает надежность электроснабжения. Потеря устойчи15 вости электрической системы приводит к недоотпускам электроэнергии.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети по авт. св. Р 1171901, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения надежности электро25 снабжения путем повьппения устойчивости питающей системы, оно снабжено знакоанализирующим блоком, дифференцирующим блоком и фазоизмерительным блокам, а блок регулирования под нагрузкой выполнен с дополнительным разрешающим входом, подключенным к выходу знакоанализирующего блока, сигнал на выходе которого определяется совпадением знаков сигналов на

35 его входах, соединенных с блоком автоматического регулирования напряжения и с дифференцирующим блоком, к входу которого подключен фазаизмерительный блок с входами для пад40 ключения к питающей и приемной сис1330699

Составитель О. Наказная

Редактор К. Волощук Техред И.Попович Корректор Г. Решетник

Заказ 3588/54 Тирах 617

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

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