Устройство автоматической частотной разгрузки и частотного автоматического повторного включения

 

(! !) 554590

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Соев Советских

Соииалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.01.75 (21) 2091755/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.04.77. Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 21.04.77 (51) M. Кл.2 H 02J 3/24

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.9 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Л. фабрикант, Н. С, Гуров, В. Н. Чувычин, М. Н. Григорьев, Я. Я. Приедитис и Н. С. Маркушевич

Рижский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЧАСТОТНОЙ

РАЗГРУЗКИ И ЧАСТОТНОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО

ПОВТОРНОГО ВКЛЮЧЕНИЯ

Изобретение относится к области энергетики, а именно к области противоаварийной автомати!ки энергосистем.

Известны четыре категории автоматической частотной разгрузки (АЧР) с частотным автоматическим повторным включением (ЧАПВ), реагирующие на абсолютное значение частоты и применяемые в энергосистемах:

АЧР без выдержки времени (АЧР-I); АЧР с выдержкой времени (АЧР-I I) АЧР— совмещенная (в зависимости от характера изменения частоты отключает один и тот же потребитель как АЧР-1 или АЧР-II) и АЧР с зависимой выдержкой времени (1).

Изветны устройства для АЧР, реагирующие на абсолютное значение частоты, содержащие реле частоты и реле времени и выполняющие, как правило, одну категорию АЧР (2).

Известно та кже устройство для АЧР, реагирующее на скорость изменения частоты (3).

Это устройство имеет сложное построение частотозависимой части и может обеспечить достаточную точность лишь при использовании его как датчика скорости изменения частоты.

Использовать его как устройство АЧР, реагирующее на абсолютное значение частоты, не представляется возможным, так как в этом случае для обеспечения требуемой точности отклонения параметров отдельных его элементов не должны превышать порядка 0,05% (из-за его принципа действия).

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для автоматичес кой частотной разгрузки и частотного автоматического повторного выключения, содержащее частотоза висим ый элемент, например полосовой фильтр, логические выходные цепочки, воздействующие через выходные

10 органы на отключение потребителей без выдержки времени и с выдержкой времени, и логическую выходную цепочку, воздействующую на включение потребителей (4). Частотозависимый элемент — реле частоты имеет одну ус15 тавку срабатывания и одну уставку возврата.

Эти уставки определяются резонансной частотой частотозависимого органа реле, и для их изменения нужно перестроить этот орган на другую резонансную частоту.

20 Таким образом, число категорий АЧР, выполняемых указанным устройством, определяется количество реле частоты, использованных в его схеме.

При использовании в устройстве одного ре25 ле частоты можно получить только одну очередь АЧР-1 или одну очередь АЧР-II с последующим ЧАПВ. Для получения категории

АЧР— совмещенная необходимо иметь два реле частоты. Поскольку эффективность ча30 стотной разгрузки повышается за счет приме554590 пения АЧР с зависимой выдержкой времени, указанная панель в силу дискретности сигнала измерительного органа не может обеспечить выполнение АЧР с зависимой выдержкой времени, что является функциональной ограниченностью устройства.

В ряде случаев целесообразен контроль частоты после работы ЧАПВ. В указанной панели контроль частоты после работы ЧАПВ не предусмотрен. Он потребовал бы дополнительного введения некоторой логики и реле частоты для получения уставки контроля.

Потребление панели от измерительного трансформатора напряжения определяется числом реле частоты (необходимым числом уставок срабатывания). Потребление одного реле частоты достаточно больше (порядка

10 АВ). Увеличение требуемого числа уставок устройства приводит и к увеличению его габаритов.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и уменьшение потребляемой им мощности от измерительного трансформатора напряжения.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено пороговыми элементами по числу логических цепочек, логическим элементом И и интегрирующим элементом, причем вход и выход частотозависимого элемента включены на входы логического элемента И, выход которого через интегрирующий элемент связан со входами пороговых элементов логических выходных цепочек. При этом логическая выходная цепочка, воздействующая на отключение потребителей с выдержкой времени, зависимой от частоты, снабжена пусковым пороговым органом, линейным усилителем, конденсатором с параллельно включенным разрядным резистором, элементом памяти и зарядным резистором, причем входы линейного усилителя и пускового порогового органа включены на выход интегрирующего элемента, выход линейного усилителя подключен к выходному органу через последовательно включенные коммутирующий элемент пускового порогового органа, конденсатор, пороговый элемент, второй коммутирующий элемент пускового порогового органа и элемент памяти, а между плюсовой шиной и первой обкладкой конденсатора включен зарядный резистор.

Для обеспечения возможности регистрации аварийного процесса изменения частоты устройство дополнительно содержит линейный усилитель, вход которого подключен к выходу интегрирующего элемента, и регистрирующий прибор, подключенный к выходу усилителя.

Такое соединение элементов позволяет получить необходимое количество уставок по частоте с одновременным снижением потребления и уменьшением габаритов устройства благодаря использованию одного частоточувствительного элемента для всех уставок.

6О

Выполнение частоточувствительного элемента на активном полосовом фильтре значительно снижает потребление всего устройства

АЧР по сравнению с потреблением одного реле частоты РЧ-1.

На чертеже дана блок-схема описываемого устройства.

Устройство содержит стабилизатор 1 напряжения, служащий для получения стабильного по величине и синусоидального по форме напряжения и состоящий из ограничителя 2 амплитуды и полосового фильтра 3; частоточувствительный орган 4, содержащий частоточувствительный элемент (активный полосовой фильтр) 5, логический элемент И 6 и интегрирующий элемент 7; логическую часть 8 категории АЧР с зависимой выдержкой времени, включающую в себя линейный усилитель 9, пусковой пороговый орган 10, коммутирующий элемент 11 пускового порогового органа 10, конденсатор 12 с разрядным резистором 13, пороговый элемент 14, второй коммутирующий элемент 15 пускового порогового органа

10, элемент памяти 16 и зарядный резистор

17; выходной орган 18; логическую часть 19 категории АЧР-I I, состоящую из порогового элемента 20, элемента 21 выдержки времени, элемента памяти 22 и выходного органа 23; логическую часть 24 категории АЧР-I, состоящую из порогового элемента 25, элемента памяти 26 и выходного органа 27; логический элемент ИЛИ 28; логическую часть 29 ЧАПВ, состоящую из порогового элемента 30, логических элементов И 31 — 33, элементов 34—

36 выдержали времени И выходных органов

37 — 39; линейный усилитель 40 и регистрирующий прибор 41.

Выходные органы схемы воздействуют на исполнительные устройства.

Элементы 1, 4, 8 и 18 позволяют получить

АЧР с зависимой выдержкой времени; элементы 1, 4, 19 служат для получения категории АЧР-II; элементы 1, 4 и 24 позволяют получить категорию АЧР-I; элемент 28 служит для получения категории АЧР— совмещенная; элементы 1, 4 и 29 служат для обеспечения ЧАПВ; элементы 1, 4, 40 и 41 позволяют произвести регистрацию аварийного процесса изменения частоты в системе.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение U< от измерительного трансформатора напряжения подается на вход стабилизатора 1.

При изменении величины и формы кривой напряжения U< выходное напряжение Uz стабилизатора не изменяется по амплитуде и имеет синусоидальную форму. Напряжение Uz подается на частоточувствительный элемент 5 и элемент И 6. В свою очередь выходное напряжение U> подается на вход элемента И 6, При изменении частоты напряжения Ug изменяется фаза между напряжениями У и 7з, вследствие чего изменяется длительность прямоугольных импульсов напряжения на выходе элемента И 6. Прямоугольные импульсы с

5М590

65 элемента 6 подаются па интегрирующий элемент 7. При наличии прямоугольного импульса происходит заряд конденсатора элемента

7, а при отсутствии импульса — его разряд.

На конденсаторе элемента 7 в зависимости от длительности импульсов устанавливается определенное значение постоянного напряжения. Следовательно, на выходе элемента 7 имеется постоянное напряжение У„,.„зависящее от частоты. Это напряжение подается на входы пороговых устройств, имеющих различные уровни срабатывания. При достижении напряжением (частотой) уровня срабатывания (уставки срабатывания по частоте) происходит срабатывание соответствующего порогового элемента.

При срабатывании пускового порогового элемента 10 одновременно замыкаются контакты 11 и 15. Контактами 11 первая обкладка 1конденсатора 12 подключается к линейному усилителю 9, подавая на вход порогового элемента 14 сумму напряжений на конденсаторе и усилителе. Если в момент замыкания контактов 11 входное напряжение элемента

14 равно или больше его уровня срабатывания, то элемент 14 срабатывает мгновенно и через замкнутые контакты 15 подает сигнал па элемент памяти 16, который срабатывает и через выходной орган 18 подает сигнал «Выход 1» на отключение потребителей.

Если в момент замыкания контактов 11 входное напряжение меньше уровня срабатывания элемента 14, то элемент 14 находится в несработанном состоянии и сигнал «Выход 1» отсутствует. Конденсатор 12, разряжаясь через резистор 13, изменяет величину входного напряжения элемента 14 при неизменном напряжении на выходе усилителя 9, и по истечении времени, когда входное напряжение равно уровню срабатывания элемента

14, элемент 14 срабатывает и через элементы

15 и 16 и выходной орган 18 выдает сигнал

«Выход 1» на отключение потребителей. Если изменится напряжения на выходе усилителя 9 (изменится частота), то изменится величина напряжения на конденсаторе, при которой происходит срабатывание элемента 14, а следовательно, время срабатывания элемента 14 и всего устройства АЧР.

При частоте сети, равной уставке запуска

ЛЧР-II, срабатывает элемент 20 и начинается отсчет выдержки времени элемента 21. По истечении заданной выдержки времени элемента 21. По истечении заданной выдержки времени срабатывают элементы 22 и 23, которые выдают сигнал «Выход 2» на отключение потребителей.

При частоте сети, равной уставке срабатывания АЧР-I, срабатывает элемент 25 и через элементы 26 и 27 сигнал «Выход 3» подается на отключение потребителей.

Если на выходы элементов 23 и 27 подключить логический элемент ИЛИ 28, а выходной сигнал «Выход 4» подать на отключение по5

45 требителя, то такая схема работает как

Л -1Р— совмеи;енная.

При срабатывании порогового элемента 30 на частоте, равной уставке ЧАПВ, подаются одновременно сигналы на три элемента И

31 — 33. Срабатывает тот элемент И, на вход которого подан второй сигнал, свидетельствующий о работе соответствующей категории

АЧР. Эти сигналы поступают на элементы

31 — 33 с элементов памяти 16, 22 и 26 соответственно.

С выходов элементов 31 — 33 сигналы подаются на запуск элементов 34 — 36 выдержки времени ЧЛПВ соответственно, по истечении заданных выдержек времени срабатывают выходные органы 37 — 39, подавая сигналы на снятие памяти отключения элементов 16, 22 и 26 и на включение потребителей («Выход 5», «Выход 6» и «Выход 7») .

Постоянное напряжение, пропорциональное отклонению частоты от номинальной, с выхода элемента 7 через линейный усилитель 40 подается на регистрирующий прибор 41, например аварийный регистрирующий осциллограф.

Б данную схему не введен контроль частоты после работы ЧАПВ. Введение контроля в этом случае не вызывает больших усложнений схемы. Необходимо лишь добавление нескольких логических элементов и связей, а уставку можно получить на пороговом элементе

30 ЧЛПВ.

В настоящее время АЧР с зависимой выдержкой времени не применяется из-за отсутствия специальной аппаратуры. Применение

ЛЧР с зависимой выдержкой времени улучшает качество ликвидации аварии (меньше избыточных отключений потребителей, уменьшение времени работы энергосистемы с пониженной частотой, соблюдение установленного принципа ответственности) .

Снижение потребления устройства АЧР с

ЧАПВ от измерительных трансформаторов напряжения подстанций приводит к их значительной разгрузке.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической частотной разгрузки и частотного автоматического повторного включения, содержащее частотозависимый элемент, например активный полосовой фильтр, логические выходные цепочк11, Боздейстпуюп;ие черсз выходные органы

1! à отключение потребпте. c,"I без выдержки вре IcIIH и с выдержкой времени, и логичес:.<óIo выходную цепочку, воздействующую на включение потребителей, о т л и ч а ю щ е е с я тем. что, с цслью расширения функциональных возможностей и уменьшения потребляеi:oé мо1цности, опо снабжено пороговыми элементами по числу логических цепочек, логическим элементом И и интегрирующим элементом, причем вход и выход частотозависимого

554590 ад1 д5

Составитель Я. Гоник

Редактор А. Пейсоченко Техред А. Камышникова

Корректор Л, Брахнина

Заказ 783/4 Изд. № 350 Тираж 914 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

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

Типография, пр. Сапунова, 2 элемента включены на входы логического элемента И, выход которого через интегрирующий элемент связан со входами пороговых элементов логических выходных цепочек.

2. Устройство по п. 1, от л и ч а ю щ ее с я тем, что логичеокая выходная цепочка, воздействующая на отключение потребителей с выдержкой времени, зависимой от частоты, снабжена пусковым пороговым органом, линейным усилителем, конденсатором с параллельно включенным разрядным резистором, элементом памяти и зарядным резистором, причем входы линейного усилителя и пускового порогового органа включены на выход интегрирующего элемента, выход линейного усилителя подключен к выходному органу через последовательно включенные коммутирующий элемент пускового порогового органа, конденсатор, пороговый элемент, второй коммутирующий элемент пускового порогового органа, и элемент памяти, а между плюсовой шиной и первой об кладкой конденсатора включен зарядный резистор.

3. Устройство по п. 1, отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью обеспечения возможности регистрации аварийного процесса изменения частоты, оно дополнительно содержит линей5 ный усилитель, вход которого подключен к выходу интегрирующего элемента, и регистрирующий прибор, подключенный к выходу усилителя.

l0 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Методические указания по автоматической частотной разгрузке. Издание специализированного центра научно-технической ин15 формации ОРГРЭС, 1972.

2. A. Б. Барзам «Системная автоматика», изд. «Энергия», 1973, стр. 111.

3. Авторское свидетельство № 369658, М.

Кл.а Н 02J 3/24, 1973.

20 4. Панель устройства АЧР и ЧАПВ. Типовой проект Среднеазиатского отделения

ВГПИ и НИИ «Энергосетьпроект», Инв. № 3459ТМ-1.