Устройство для моделирования эквивалентного вектора напряжения узлов электрической системы
Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем. Цель изобретения - повышение точности при моделировании эквивалентного вектора двух узлов трехмашинной электрической системы. Для энергосистемы, состоящей из узлов 1, 2, 3.....N с генераторами и нагрузкой, соединенных линиями электропередач 4 - 7 с узлами А и Б, причем устройство установлено в узле А, токи, пропорциональные токам линий электропередач 4 и 5 и уменьшенные трансформаторами 8, 9 тока подаются через промежуточные трансформаторы 11 - 14 тока на сопротивления моделирования 15 и 16. Выходной сигнал с сопротивления моделирования 15 и 16 подается на вход ключа 17 и 18 и одновременно на вход схемы 20 и 21 сравнения сигналов по фазе. При срабатывании схемы сравнения 20 или 21 открывается ключ 17 или 18 и выходной сигнал с сопротивления моделирования 15 или 16 подается на один из входов сумматора 19, на другой вход которого подается напряжение с узла А, уменьшенное трансформатором напряжения 10. Выход сумматора 19 является выходом устройства, на котором получается аппроксимированный эквивалентный вектор напряжения узлов 1, 2. 3 ил.
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
РЕСПУБЛИН
„„Я0„„1554 О7О
А3 (51)S Н 02 Х 3/24
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 !
ГОСУДАРСТ8ЕННЬЙ НОМИТЕТ
ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ
ПРИ ГКНТ СССР (2 l ) 4369553/24-07 (22) 08,12. 87 (46) 30.03. 90. Бюл, N9 12 (71) Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научноисследовательский институт энергетических систем и электрических сетей
"Энергосетьпроект" (72) И,З,Глускин и M.À.Õâoùèíñêàÿ (53) 621,316.016.351 (088.8) (56) Иофьев Б,И, Автоматическое аварийное управление мощностью энергосистем. M.: Энергия, 1974, с. 212, Розенблюм Ф,М, Измерительные органы противоаварийной автоматики энергосистем, М,: Энергоиздат, 1981, с. 119. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ
ЭКВИВАЛЕНТНОГО ВЕКТОРА НАПРЯЖЕНИЯ
УЗЛОВ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ CHCTFÈÛ (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем, Цель изобретения — повышение точности при моделировании эквивалентного вектора двух узлов трехмашинной электричес1
2 кой системы. Для энергосистемы,состоящей из узлов 1,2,3,...,n с генераторами и нагрузкой, соединенных линиями электропередач 4-7 с узлами
А и Б, причем устройство установлено в узле А, токи, пропорциональные токам линий электропередач 4 и 5 и уменьшенные трансформаторами тока
8,9, подаются через промежуточные трансформаторы тока 11-14 на сопротивления моделирования 15 и 16, Выходной сигнал с сопротивления моделирования 15 и 16 подастся на вход ключа 17 и 18 и одновременно на вход схемы сравнения 20 и 21 сигналов по фазе. При срабатывании схемы сравнения 20 или 21 открывается ключ 17 или 18, и выходной сигнал с сопротивления моделирования 15 или 16 подается на один из входов сумматора 19, на другой вход которого подается напряжение с узла А, уменьшенное трансформатором напряжения 10, Выход сумматора 19 является выходом устройства, на котором получается аппроксимированный эквивалентный вектор напряжения узлов 1,2, 3 ип.
1554070
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах противоаварийной автоматики энергосистем для моделирова5 ния вектора напряжения противоположного конца линии электропередачи.
Цель изобретения — повышение точности моделирования вектора напряжения противоположного конца линии 10 электропередачи, включающей несколько узлов с генераторами и нагрузкой,,граница области устойчивости которых .не может быть принята прямоугольни ком или кубом. 15
На фиг,1 изображена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг,2 — векторная диаграмма векторов напряжений узлов, поясняющая принцип работы устройства; на фиг, 3 — гра- 20 ница области устойчивости и характеристики срабатывания, Структурная схема предлагаемого устройства для схемы энергосистемы, состоящей из узлов 1, 2,3, °...n. c r е- 25 нераторами и нагрузкой, соединенных линиями электропередач 4 — 7 с узлами А и Б, причем устройство установлено в узле А, описывается следую- щим образом, 30
Токи, пропорциональные токам ли ний электропередач 4 и 5 I и Х и уменьшенные трансформаторами 8 и
9 тока, подаются через промежуточные трансформаторы тока 11 — 14 на сопротивления 15 и 16 моделирования.
Выходной сигнал с сопротивления 15 и 16 моделирования подается на вход ключей 17 и 18, выходы которых подключены к сумматору 19, и одновре- 40 менно на вход схемы 20 и 21 сравнения сигналов по фазе. При срабатывании схемы 20 или 21 сравнения открывается ключ 17 или 18, и выходной сигнал с сопротивления 15 или 16 мо- 45 делирования подается на один из вхо дов сумматора 19, на другой вход которого подается напряжение с узла А, уменьшенное трансформатором 10 напряжения. Выход сумматора 19 является выходом устройства,,-
На фиг.3 показаны граница устойчивости 22, характеристика предлагаемого устройства 23 и 24 и характеристика срабатывания устройства прото. типа 25. Отличие характеристик срабатывания 23 и ?4 определяет схема
20 или 21 сравнения относительно фазы напряжения Пр.
Принципиальная возможность выполнения устройства моделирования вектора напряжения противоположного конца линии электропередачи, схема сети которой может быть эквивалентирована многомашинной, заключается в следующем, Рассматривается общий случай,когда энергосистема представлена узлами с генераторами и нагрузкой, связанными линиями электропередач как показано на фиг.1. Предполагается, что сечение нарушения устойчивости при данных параметрах схемы сети одно между группой генераторов (1,2) и (З...,,n) Режим работы электропередачи определяется работой п генераторов,.а границу области устойчивости в некоторой зоне режимов можно представить как линейную функцию разностей фаз напряжений генераторных узлов, т.е, ;г к; 8, = к, (1)
Ц
К .. — коэффициенты аппроксима1! ции границы области устойчивости;
К вЂ” постоянная величина. где
Удобно на примере двух генераторных узлов показать, что угол между екторами U1 и Uÿ+ UýêÂ-А
Ф тором диапазоне приближенно равен . к; d ;д. 1Ц заев-д= K„(U - U„) K (U - U„) (2)
Уэнв = U8 + U + + К„У, (cos Ф,„+ )sin 4,>) + + К П „(соя J<<+ )sin d<>). (5) При этом к д<» я1пАл +кф3 » 81п8дд к о 8 ) -К, -К +к, Ц»созе,„+K u, cps a „ ; (6) Результаты расчетов показывают, О что эта формула для углов 440 Положим arg U А = О. Разделим уравнение (3) на U 1554070 QU>„S А K„I<> А (8) 7-7-А 2 A + -К--- — — (9) Т2-А Z м тд2 т).д — Э)АВ 25 где — A Z е1-A — " — К Т 2 К .К тА1 т).Аэ (10) тй «Ем= Ктд1 К,„А1К1 1- А 30 удовлетворительной погрешностью может быть представлена выражением Справедливость этого предложения объясняется тем, что при небольших углах отличие длины дуги, которая пропорциональна углу, мало отличается от длины отрезка dU: где Z . — сопротивление линии 1-А 1-4 Е 7 А — сопротивление линии 2-А; К „,K 7 — коэФфициенты, В устройств е моделиров ания Zf A= - 2- А — М-2 — М-1 -М-2 -м Z =Z Z =Z =Е 2 м К . К тА1. т дз 1 при условии 6 (7. ) и промежуточного М-f трансформатора 1 2 и 1 4 тока для сопротивления моделирования 15 (7 7). На сопротивлении 15 или 16 моделирования появляются падения напряжения, пропорциональные токам Т„4 и I А, и осуществляется суммирование этих падений напряжений.Результирующее падение напряжения 4U является равным падению чапряжения между узлом А .и искусственно созданным эквивалентным генератором (вместо генераторов 1 и 2), Оно подается на вход схемы сравнения по д)азе 20 или 21 А Если ДИ опережает U вектор напрнненнн а узле А (агджа 11) r О), то срабатывает схема 20 сравнения и открывает ключ 17, На вход сумматора 19 подается напряжение д11, и реализуется уравнение Ц„+ дП, напряжение в узле А,уменьшенное в К ц раз; к о эффиц ие н т тр ан сфо рмации трансд)орматора 10 напряжения, «Т2-А K тд1 Кт).АЭ K Zq-А тА7 тьА K 7 I 2- д «-2-,4 р (12) Второе устройство моделирования с помощью Кт„>2 и Кт А позволяет получить еще одну характеристику следующего вида: экв 3 4,4 + к4 12А, (14) что позволяет охватить диапазон изменения углов - 40-40 Устройство работает следующим образом, По сопротивлению 15 и 16 моделирования циркулируют токи, пропорцио- нальные токам линий электропередачи 4 и 5 I „A и Т) в и уменьшению в К раз, 1 где К вЂ” коэффициент трансформатА ции трансформатора 8 и 9 тока; 55" К вЂ” коэффициент трансформатья ции промежуточного трансформатора 11 и 13 тока для сопротивления 16 Устройство фиксации перегрузки будет настроено на характеристику срабатывания 23, показанную на фиг.3, Если arg (21J) (0, срабатывает схема 21 сравнения по фазе, и открывается ключ 18, Падение напряжения AU полученное на сопротивлении 16 моделирования подается на вход сумматора 19 и на нем реализуется уравнение -эйв -А Устройство фиксации перегрузки будет настроено на характеристику 24 срабатывания (фиг.3).Количество схем сравнения по фазе и ключей будет соответствовать количеству участков аппройсимации границы области устойчивости и соответствующих характеристик срабатывания. Выходной сигнал, пропорциональный вектору напряжения эквивалентного генератора (с выхода сумматора 19), передается непосредственно или через устройство телепередачи фазы к одному из входов датчика разности фаз напряжений, к другому входу которого подается напряжение вектора напряжения узла П . На вход реагирующего 1554070 a + К 2 э сэ Для определения зоны нахождения режима предусматривается наличие сигнала срабатывания схемы 20 и 21 сравнения по фазе, Эти сигналы поступают на выход схемы устройства фиксации перегрузки, выполненной в виде двух элементов И, к одному вхо-. ду которых подается сигнал с реагирующего органа, а к другому — с Выхода схемы 20 и 21 сравнения по фазе непосредственно или через устройство телепередачи информации, 20 Таким образом, предлагаемое устройство позволяет отличить в какой зоне углов(,д<, находится режим и фиксировать границу области устойчивости в сложной схеме. Формула изобретения Ьк и Составитель К,Фотина Техред Л. Сердюкова Корректор Н, Ревская г Р еда кт ор Е, Копч а Заказ 462 Тираж 413 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, 11осква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 I органа подается напряжение,пропорциональное 12 К 299 при этом на реагирующем органе реализуется уравнение Устройство моделирования эквива- 30 лимитного вектора напряжения узлов электрической системы, содержащее трансформаторы тока на связях между узлами, трансформатор напряжения в одном иэ узлов и первое сопротивление моделирования, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью повышения точности при моделировании эквивалентного вектора двух узлов трехмашинной электрической системы, оно дополнительно содержит по два промежуточных трансформатора тока на связях каждого из двух узлов с третьим узлом, второе сопротивление моделирования, две схемы сравнения по фазе, два ключа и сумматор, причем вторичные обмотки соответственно первых и вторых промежуточных трансформаторов тока упомянутых двух связей соединены параллельно и замкнуты на первое и второе сопротивления моделирования, выходы которых соединены соответственно с первыми входами схем сравнения по фазе и с входами ключей, на вторые входы схем сравнения по фазе подключен выход трансформатора напряжения, а их выходы подключены соответственно к управляющим входам первого и второго ключей; выходы ключей и трансформатора напряжения подключены к входам сумматора, выход которого является выходом устрой ства.
