Устрйство для моделирования городских электрических сетей

 

Соаа Советских

Социалистических

Республик

Комитет по делам иаооретений и открытий ори Совете Миниотроа ссср

Авторы изобретения

А. М. Аракелян и Л. В. Ешазарян

Армянский научно-исследовательский институт энергетики

Заявитель

УСТРЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРОДСКИХ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ

Предлагаемое устройство — специализированное. Оно предназначается для определе-ния разомкнутых городских электрических сетей (ГорЭС), обеспечивающих минимум потерь активной мощности.

Известны универсальные устройства для моделирования городских электрических сетей постоянного и переменного тока. Наряду с цифровыми вычислительными машинами они могут применяться для расчетов эксплуатационных режимов путем электрического моделирования.

Однако реальное число моделирующих узловых точек сетей известных устройств не превышает 100, в то время как приходится моделировать сети со значительно превосходящим числом узлов. Наращивание известных моделей соответствующими блоками для выбора оптимальных разрезов ГорЭС практически малоцелесообразно, так как при этом требуется большое число замеров токов в модели сети, весьма трудоемких из-за отсутствия специальных устройств для автоматизации измерений и логических действий.

Кроме того, недостаточная наглядность универсальных машин затрудняет набор и изменения схемы, а также обеспечение последовательности операции. В этом случае затрудняется также контроль загруженности реальных линий.

Цель изобретения — создание специализированного автоматизированного моделирующего устройства для выбора оптимальных разрядов городских электрических сетей на

5 базе унифицированных блоков для сборки индивидуальных моделирующих устройств, обеспечивающих ускорение расчетов, наглядность схем больших сетей, удобство работы оператора, несложное производство необходп10 мых изменений в модели по мере развития сети. Достигается она тем, что в предлагаемом устройстве применены измерительно-логическое устройство для автоматизации выбора оптимальных разрезов ГорЭС, устройства

15 контроля загруженности линии и правильности коммутации схемы в процессе выбора разреза. Мнемоническая схема сети непосредственно строится на ячейках, моделирующих элементы сети.

20 На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 — лицевая панель ячейки трансформаторной подстанции (ТП); на фиг. 3 — лицевая панель ячейки распределительного пункта (РП), на фиг. 4 — лицевая

25 панель ячейки «центр питания — распределительный пункт» (ЦП-РП) . .Модель сети 1 (фиг. 1) состоит из основной наборной стойки ячеек ТП, РП и транзитных (запасных) ячеек, а также из малой набор30 ной стойки ячеек ЦП-РП. Ячейки ТП-РП в

368 621

3 основной наборной стойке набирают в соответствии с географическим расположением элементов сети в натуре. Ячейка ТП (фиг. 2) включает две секции шинн 2 подстанции с соответствующей гравировкой на панели, соединенные нормально замкнутым (НЗ) двухконтактным гнездом 8; четыре линии электропередачи 4 с гравировкой на панели с необходимыми наборами сопротивлений и Н3 гнездами 5; наборные линии б с гравировкой на панели и,полулинии 7 с гравировкой на панели, составляющие целые линии с полулиниями соседних ячеек. Ячейка PH (фиг. 3) основной наборной стойки включает две секции шин 8 с девятью отходящими линиями 9 с гравировкой, снабженными H3,двухко нтактными гнездами 5, три наборные линии б с гравировкой и двенадцать полулиний 7 с гравировкой.

Транзитные ячейки представляют собой ячейки ТП или ячейки РП основной стойки с использованием только их наборных линий.

Линии электропередач, отходящие и наборные линии ino обеим концам снабжены одноконтактными гнездами 10. Гнезда 8, 5 и 10 выведены на лицевые панели. В рамки 11 на лицевых панелях вставляют бирки, отражающие номер ТП или РП и параметры линии электропередач и ТП. Для электрического соединения ячеек с генеральным монтажом служат разъемы. Малую наборную стойку набирают из ячеек ЦП-РП по возрастающим номерам РП. Эти ячейки соединяют с генеральным монтажом разъемами. Ячейка

ЦП-РП (фиг. 4) включает фидерные линии

12 с гравировкой,с двухконтактными НЗ гнездами 18 и с соответствующими рамками 14 для бирок с обозначениями параметров.

Внутри ячеек расположены сопротивления фидеров и отходящих от РП лишний, а также шунты фидеров и отходящих линий. Моделирующие сопротивления в ячейках элементов сети набирают последовательно и параллельно включенными резисторами из набора резисторов, входящего в комплект моделирующего устройства ГорЭС.

Блок моделирования нагрузок или блок нагрузочных токов 15 (фиг. 1) состоит из трансформатора 220/500 в 50 гц с выводами вторичной обмотки напряжениями от 20 до 500 в со ступенями 2,5. Эти выводы, собранные на панели 1б задания токовых нагрузок, содержат высокоомные сопротивления.

Измерительно-логический блок 17 состоит из блока усиления входного сигнала на стандартных усилителях постоянного тока со схемой автоматического выбора масштаба измерения, блока измерения и запоминания вход ного напряжения, блока выбора направления переноса разреза, измерительного штеккера и блока программного управления и оперативной сигнализации.

Устройство для автоматического контроля загруженности линии содержит паганель 18 набора допустимых значений загруженности

4 линии, шунты контролируемых линий, примыкающих к шинам РП малой стойки, блок опроса 19, схему сравнения 20 с сигнальным табло.

Блок питания 21 подключен к сети однофазного переменного тока 220 в.

Модель, сети 1 через панель 1б подключена к выходу блока 15. Вход панели 18 подключен к модели сети, а выход — к блоку опроса 19. Панель 18 получает пита ние от блока

15. Выход блока опроса подключен ко входу схемы сравнения 20. Блок 17 через измерительный штеккер подключается к модели 1.

Блок 21 питает блоки 15, 17 и 20.

Оптимизация режимов разомкнутых городских электрических сетей может быть осу ществлена на основе расчета экономичного распределения потоков в рассматриваемой сети размыканием наиболее слабо загруженных линий контуров замкнутой схемы .сети. Установлено, что на оптимально выбранных разрезах одновременно обеспечиваются и минимумы напряжения т. е. перемещение разрезов от оптимальных, положений в любом направлении приводит к росту напряжения на них. На простейшем примере кольцевой сети легко убедиться в том, что оптимальный разрез приходится на ветвь с минимумом тока до разрезания и ми нимумом напряжения после разрезания. Таким образом, разрезы можно выбрать не только .по минимуму тока, но и по минимуму напряжения.

Алгоритм работы .предлагаемого моделирующего устройства основан на обеспечении минимумов напряжений на разрезах сети.

Поскольку в разомкнутой сети каждый разрез размыкает один определенный контур, опирающийся на пункты питания, любое перемещение разрезов .по,питающим линиям не нарушает разомкнутости сети и общего числа разрезов. Алгоритм предусматривает поочередное перемещение разрезов из соответствующих натуре исходных положений до достижения минимума напряжения на каждом из них. Процесс носит итерационный характер. На,примерах расчетов указанным алогритмом действительных ГорЭС выявлено, что для обеспечения сходимости интерационного процесса с практически необходимой точностью один разрез,при каждом шаге перемещается 3 — 4 раза полный цикл одного разреза при каждом шаге составляет 3 — 4, а полный цикл перемещений всех разрезов повторяется не более 4 — 5 раз. Число перемещений уменьшается при целенаправленном перемещении.

Предлагаемое устройство обеспечивает автоматизацию измерения напряжения на раз. резе, запоминание его величины, определение направления перемещения разреза, измерение напряжения на разрезе в последующем его положении, сравнение этих двух величин и подачу сигнала о дальнейших действиях.

Кроме того, в устройстве предус лотрена возможность измерения величины токов в отхо368621 дящих от РП линиях, сравнение их с допустимыми значениями и подачи соответствующего сигнала, а также световой и звуковой сигнализации о неправильной коммутации при,перемещении разреза.

Для конкретной сети подготавливают ячейки ТП. ЦП-РП с соответствующим набором в них сопротивлений линий электропередач и соответствующей маркировкой. Подготовленные ячейки собирают в модели сети с обеспечением географического расположения ТП и

РП. Соединения схемы сети осуществляются короткими шнуровыми вилками со стороны лицевых панелей ячеек, что окончательно формирует мнемоническую схему непосредственно на модели. Для наглядности мнемоники гравировки на лицевых панелях ячеек использованных линий обводят специальным карандашом цвета соединительных шнуровых вилок. Разрезы осуществляются изолирующими штеккерами цвета, резко отличающегося от фона и линии соединений, с номерами разрезов на .головках. В моделирующем устройстве нагрузки ТП набирают по величинам нагрузочных токов определенных или:по результатам данных натурных измерений, или по результатам расчетов на основе установленных мощностей и заданных коэффициентов, или по данным статистических расчетов с округлением на 0,25% от максимума.

Нагрузочные токи набирают на панели 16 при;помощи коммутационных шнуров.

Разрезы перемещают поочередно вручную путем замены соответствующих изолирующих штеккеров измерительным штеккером блока

17 (фиг. 1) согласно получаемой от него информации tHB световом табло.

По окончании оптимизации сети в целом или в любое время включением соответствующего ключа в схеме сравнения 20 запускают блок опроса 19 для контроля на превышение токовых нагрузок на линии сети. Блок опроса поочередно падает íà c eìó сравнения пары величин на пряжений, которые соответствуют действиетельным и допустимым токам контролируемых линий. Значения допустимь|х токов на линии электропередач устанавливают коммутацией на панели 18. Схема сравнения 20 выдает сигнал о перегрузке или нормальной загрузке линии.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования городских электрических сетей, содержащее модель сети, блок нагрузочных токов, измерительнологический блок, блок опроса и схему сравнения, блок задания токовых нагрузок и блок допустимых значений загруженности линий, отличающееся тем, что, с целью, повышения быстродействия и точности устройства, в нем один из выходов модели сети подключен ко входу из мери тельно-логического блока, др"гой ее выход через блок допустимых значений загруженности линий соединен с блоком опроса, выход которого подключен к схеме сравнения, а выход блока нагрузочных токов соединен с блоком допустимых значений за35 груженности линий.

368621

Ru8. Я

Фиг, 4

Редактор Б. Федотов

Заказ 619/14 Изд № 185 Тираж 647 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Е. Тимохина

Техред Л. Грачева

Корректоры: С. Сатагулова и Е. Сапунова