Способ предотвращения нарушения статической устойчивости линии электропередачи

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

"699608 (6!) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 2706.77 (21) 2499955/24-07 с присоединением заявки № (23) Г)риоритет

Опубликовано 25,11.79 Бюллетень ¹ 43

Дата опубликования описания 28.11.79

Н 02 3 3/ 4

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытиИ (53) УДК 621. 311, 016,,351(088.8) (72) Авторы изобретения

В.А.Коротков, В,И.Подшивалов и С.М.Шурупов

Казахское отделение Всесоюзного ордена Октябрьской революции проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей Энергосетьпроект, Сибирский научно-исследовательский институт энергетики (7)) Заявители (54) СПОСОБ ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ НАРУШЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ

УСТОЙЧИВОСТИ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для создания безаварийного режима работы энеРгообъединений.

Известные способы сохранения статической устойчивости делятся на две группы. К первой группе относятся способы, при осуществлении которых различными путями определяется предельный переток по электропередаче, по величине которого устанавливается уставка для противоаварийной автоматики. В свою очередь эту группу можно разделить на три подгруппы, 15

Первая подгруппа способов основана на оценке параметров режима электропередачи (перетока, величины .синхронизирующей мощности генераторов и др.) при прямом (1) или косвенном их измерении (2), а также на оценке первых производных по времени перетока и угла по линии электропередачи (3).

В первой подгруппе способов переток по электропередаче считается предельным, если выполняются заранее наложенные условия на указанные параметры режима электропередачи., Способы первой подгруппы основаны на упрощенных: (практических) критериях статической устойчивости и используют соотношения, полученные на основе предва(зительных расчетов.

Недостатком способов определения предельных перетоков мощности первой подгруппы является то, что их точность зависит оТ совпадения исходных предпосыпок, принимаемых в предварительных расчетах, с текущим состоянием параметров энергосистемы °

Вторая подгруппа способов определения предельного перетока мощности использует создание искусственных синхронных качаний по испытываемой электропередаче, при которых передаваемая мощность проходит макси- . мальное значение (4), а также оценку амплитудного значения мощности по электропередаче в асинхронном режиме (5) .

Недостатком второй подгруппы способов является ограниченная точность определения предела, поскопьку характеристики элементов энергосистемы и автоматических регулирующих устройств, влияющих на предельное значение перетока нри качаниях и

699608 асинхронном ходе отличаются от характеристик в режиме колебаний, при которых рекомендуется определить статистическую устойчивость энергосистемы.

Третья подгруппа способов определения предельного перетока мощности использует медленное увеличение перетока до предельного значения по статической устойчивости (6).

Недостатком этих способов является высокая вероятность нарушения статической устойчивости, а также то, что для восстановления устойчивости требуется разработка специальных мероприятий, связанных в большинстве случаев со значительной и длительной разгрузкой электропередач. .Ко второй группе относятся способы, которыми статическая устойчивость сохраняется действием специальных автоматических устройств, обеспечивающих разгрузку электропередачи в момент достижения предела статической устойчивости.

Наиболее близким решением по технической сущности и достигаемому результату к изобретению является относящийся ко второй группе способ предотвращения нарушения статической устойчивости путем автоматической разгрузки электростанции в момент 30 достижения фактического предела статической устойчивости линии в зависимости от отклонения перетока от уставки, первой производной перетока мощности и скольжения (7). 35

Недостатком этого способа является то, что он не определяет закона управления активной мощностью электростанции. В связи с чем требуются специальные решения, так как про- 40 цесс разгрузки электростанции является определяющим при оценке технической целесообразности мероприя ..ия по повышению устойчивости энергосистем ввиду значительного влияния про- 45 цесса pa3грузки на устойчивость энергообъединения в целом и на режим работы электропередачи по условиям ее эффективного использования.

Целью изобретения является повышение. эффективности и надежности работы межсистемных связей.

Эта цель достигнута в способе предотвращения нарушения статической устойчивости линии электропередачи путем автоматической Разгрузки электростанции в момент достижения фактического предела статической устойчивости линии в зависимости от отклонения перетока от уставки первой производной перетока мощности 60 и скольжения.

Новым в способе является то, что измеряют, напряжение на электропередаче, определяют первые производные скольжения и перетока, формируют сигнал автоматической разгрузки, пропорциональный полученной сумме, при этом в случае совпадения отрицательности первых производных перетока и напряжения..и отклонения напряжения от уставки, фиксируют величину перетока в момент выполнения укаэанных условий и формируют уставку перетока, пропорциональную величине зафиксированного перетока.

На фиг.1 приведено устройство для осуществления предлагаемого способа, блок-схема; на фиг,2 (a,á) — схема переходного процесса при достижении предела статической устойчивости по предлагаемому способу, где P — характер изменения мощносT ти турбины;

Р— хаРактер изменения электроэм магнитной мощности генератора, — характер изменения угла ротора генератора р

U — характер изменения напряжения на электропередаче.

Устройство для осуществления заявляемого способа..содержит блок 1 формирования уставки, датчик 2, арифметическое Устройство 3, связанное с блоком 1 формирования уставки, датчики

4-5 связаны с дифференциаторами б и арифметическим устройством 7, а блок 8 формирования управляющего сигнала связан с ним и системой регулирования скорости турбины 9. Логическое устройство 10 связано с запоминающим устройством 11 которое влияет на блок 1 и датчик 2.

В блоке формирования уставки задана начальная уставка перетока мощнос-. ти по электропередаче, измеряют переток по электропередаче датчика 2, обе величины поступают на вход арифметического устройства 3, выходное напряжение которого пропорционально разности двух величин.

3 где P — уставка перетока мощности;

IJ

Р— переток мощности по линии.

Измеряют скольжение генератора датчиком 4, напряжение на электролередаче — датчиком 5. В дифференциаторах 6 определяются первые производные отклонения перетока мощности от

его уставки, скольжения и напряжения.

В арифметическом устройстве 7 сумми= руют отклонение перетока от уставки, скольжение и первые производные скольжения и перетока.

Формируют в блоке 8 управляющий сигнал и подают его на вход систем регулирования скорости турбин 9, 699608

В логическом устройстве 10 фикси" руют условие совпадения отрицательных величин первых производных перетока и напряжения, Фиксируют н запоминающем устройстве 11 неличину перетока в момент выполнения указанного. условия и формируют уставку перетока в блоке 1, пропорциональную зафиксированному перетоку.

Переходный процесс при осуществлении заявляемого способа протекает следующим образом (фиг.2), При нарушении статической устойчивости электропередачи начинается разгрузка трубки станции, определяе» мая предложенным законом управления.

В переходном процессе осуществляется контроль одновременного выполнения условий;

dP )ц ц, " (г где E ь заданные постоянные.

Как показали расчеты, выполнение одновременно условий а и (Е сЯ сй происходит при достижении максимума характеристики мощности. Для повы25 щения надежности способа выявления предела передаваемой мощности (для отстройки от случайных помех) вводится дополнительное условие контроля отклонения напряжения на электропередаче дО z Е

Контроль совместного выполнения условий: р д1) 35

М 1 э 4 г позволяет одновременно выявить процесс достижения максимума характеристики мощности и начало нарушения статической устойчивости по снижению 40 напряжения в контролируемой на электропередаче ниже уставки °

Выявление максимума характеристик мощности используется в дальнейшем для коррекции уставки перетока.

В случае, если происходит снижение предела передаваемой мощности за время разгрузки турбины и уставка оказывается скорректированной неверно, как это имеет место при переходном процессе, показанном на фиг.2 б, происходит вторичное нарушение устойчивости с повторной разгрузкой и последующей коррекцией устанки.

Заявляемый способ обеспечил сохранение статической устойчивости и за- 55 грузку межсистемной электропередачи, близкую к ее предельной величине по условиям статической устойчиности.

В условиях роста загрузки межсистемных связей задача сохранения ста- 40 тической устойчивости становится весьма важной, особенно, если учесть, что нарушение статической устойчивости по одной из межсистемных связей может привести к развитию иепочечных аварий, принодящих к нарушению устойчивости работы энергосистемы s целом.

Осуществление заянляемого способа сохранения статической устойчивости позволяет повысить надежность работы энергосистем, вследствие введения закона управления аварийной разгрузкой электростанций, обеспечивающего сохранение устойчивости работы энергосистем и предотвращение длительной разгрузки электропередачи, позволяющего избежать отключение потребителей электроэнергии.

Формула изобретения

Способ предотвращения нарушения статической устойчивости линки электропередачи, путем автоматической разгрузки электростанции н момент достижения фактического предела статической устойчиности линии в зависимости.от отклонения перетока от ус танки, первой производной перетока мощности и скольжения, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения эффективности использования линии электропередачи и устойчивости энергосистем, измеряют напряжение на электропередаче, определяют первые производные напряжения и скольжения, суммируют отклонение перетока от устанки, скольжение и первые производные скольжения и перетока, формируют сигнал автоматической разгрузки, пропорциональный полученной сумме, при этом в случае совпадения отрицательности первых производных перетока и напряжения и отклонения напряжения от уставки фиксируют велиЧину перетока н момент выполнения указаиных условий и формируют устанку перетока, пропорциональную величине зафиксированного перетока.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Жданов Н.C Устройство электрических систем, И., ГЭИ, 1948, с.101.

2. Буевич В.В, и др., Косвенные измерения синхронизирующей мощности для сохранения заданного..запаса ста" тической устойчивости, жур. Электричество, Р 2, 1972.

3. Бронштейн P.A. и др., Блок предотвращения нарушения статической устойчивости и выявления.. начала асинхронного хода, труды ВЭИ, вып.81, 1972, 4. Портной N.Ã. и др. Натурные, испытания — основа определения устойчивости сложных энергосистем, сб. Доклады на И Всесоюзном научно-техническом сонещании по.устойчивости и надежности энергосистем СССР,м., Энергия, 1969.

5. Авторское свидетельство СССР

)Ф 221lz5, кл.Н 02 7 3/24,1968, °

699608

6. Портной И.Г. и др. Натурные испытания — основа определения.. устойчивости сложныс энергосистем, сб. Доклады на П Всесовэном научнотехническом совещании по устойчивости и надежности энергосистем СССР,M., Энергия, 1969.

7. Авторское свидетельство СССР

9 250264, кл.Н 02 Т 3/24, 1967, 69960В

Составитель К.Фотина

Редактор Ю. Челюканов Техред Л.Алферова Корректор й. Стец

Закаэ 7242/57 Тираж 857 Подписное

ЦИИИПИ Государственного комитета CQCP по делам иэобретений и открытиЯ

113035, Москва, Ж 35, Раушская иаб д.4/5

Ф Р ю ф Вю

Филиал ППП Патент, r.ужгород, уЛ,Проектная, 4