Устройство для выявления угла расхождения эквивалентных э.д.с. частей энергосистемы

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

/

Я .. l /Ъ

// I/ (6t) Дополнительное к ввт. свил-ву № 439878 (22)» »<« l7.05.74 (2l ) 2026773/24-07 с присоединением заявки .% (51) и. Кл.

Н 02 J 3/24

Государственный комитет (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.80. Бюллетень (53) УД1(62./-.311..016.35(088.8) по делан изосретений и открытий

Дата опубликования описанип18.05.80 (72) А втор изобретения

В. J1. Мансветов (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ УГЛА РАСХОЖДЕНИЯ

ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ЭДС ЧАСТЕЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ

Изобретение относится к области автоматики энергосистем предназначенной для сохранения устойчивости параллельной работы частей энергосистемы или ее восстановления (ресинхронизапии), а также ограничения перетоков обменной мошности.

Из авторского свидетельства № 439878 известно устройство для,выявления угла расхождения эквивалентных

ЭДС частей энергосистемы, содержашее реле сопротивления, состоящее из формирователей вспомогательных ЭДС из напряжения в месте установки реле и тока в линии связи, фазочувствительного органа, включенного на выходе формирователей, фильтров напряжения и тока прямой последовательности, выходы которых подключены к входам формирователей вспомогательных ЭДС и фазосдвигаюшую схему с датчиком сдвига фаз, к входу которой подключен выход одного из фор-. мирователей вспомогательной ЭДС, при этом выход фазосдвигаюшей схемы сое2 динен с фазочувствитепьным органом, имею щим регулятор диапазона граничных углов срабатывания.

Известное устройство обеспечивает для ряда схем и режимов энергосистем решение задачи срочного выявления двухмашинного нарушения устойчивости.

Задачу выявления многократного нарушения устойчивости, включая и многочастотный (многомашинный) асинхронный

t0 ход, это устройство не решает или решает

/ недостаточно точно, избирательно, как и всякое реле сопротивления.

Целью изобретения является повышение точности выявления многократного

15 нарушения устойчивости по различным

, направлением.

Это достигается в результате того, ч цо устройство снабжено второй фазоcABHraI0IIIeN схемой с датчиком двига фаз, вход которой подключен к выходу другого формирователя вспомогательной

ЭДС, высокочастотным передатчиком с манипулятором, высокочастотным канаЪ л.

О+У 3 с "g + arg

0 +-Лд

- A .. (4) А

Az (5) 3 7348 лом связи и приемником с детектором и ограничителем амплитуды принимаемого сигнала, причем вход высокочастотного передатчика подключен к выходу второй фазосдвигающей схемы, а выход приемника - K въеду„, фазочувствительного органа.

На чертеже изображена блок--схема предложенного устройства и приведены следующие обозначения: 1 и 2 — трансфор- lî маторы тока, через которые устройство подключено к линиями электройередачи различных. направленйй, щпФчем- полярности трансформаторов тока приняты одинаковыми цо отношению к- эквивауентным 9ДС 15

EI и Е> 3 и 4 трансформаторы напряжения, через которые формирователи устройства подключены к разлйчным на прЖкениям энергосистемы U> и 0-„;

Я, Е, Q - эквивалентнйе ЭДС 20 различных частей энергосистемы; .3

l токи прямой последовательности частей

Х и Jj энергосистемы, протекающие через трансформаторы 1 и 2; А узел частей Т., П, g энергосистемы. 25

Устройство для,выявлен«я угла расхождения эквивалентных ЭДС частей энергосистемы содержит фильтры 5 и 6

"токов прямой последовательностй, подЗО ключенные через трансформаторы 1 и 2 к лиййяМ электропередачи различных направлений, фильтры 7 и 8 rranpmcerrrrs прямой последоватещьтюсти, йодключен<:. ные через трансформаторы 3 и 4 на

35 напряжения энергосистемы в местах установки формирователей 9 и 10, в которых из токов (Э и der) и напряжений (О и U ) прямой последовательности формируются вспомогательные ЭДС. соот- 4О å<4 г > чСтя. lr

seTc ree " ? -мст«JH 0>+7 с J® 4>ормирователи снабжены регуляторами 1 1 и 12 уставок yern. и - се реле . по сопротивлениям. Ка выходе рмирователей включены фазосдвигающие схемы 45

13 и 14 с датчиками 15 и 16 сдвига фаз. Выход фазосдвигающей схемы 14 включен на манипулятор высокочастотного передатчика 17, выход которо«го через высокочастотный канал 18 связи подключен к входу высокочастотного прием ника 19, имеющего в своем составе детектор, и . огранй читель амплитуды.

Выходы детектора высокочастотного приемника и фазосдвигвюшей схемы 13 подключены к входу фазочувствительного органа 20, имеющего регулятор 21 диа- пазона граничных углов срабатьвания.

: С фазочувствительного органа выходной

46 . 4 сигнал подается к исполнительному органу автоматики, произволящему необходимые операции в энергосистеме.

Для пояснения работы устройства представляют схемы замещения прямой последовательности частей,Х и Ю энер госистемы в виде четырехполюсников, считая, что внутри этих частей устойчивость между генерирующими источниками не нарушается. Если входными зажимами являются места приложения эквивалентных ЭДС частей энергосистемы, 5 и Е

31 а выходными - места подключенйя формирователей 9 и 10 вспомогательных

ЭДС устройства, то в форме Il А ll эти эквивалентные ЭДС можно представить

4 где А,,, 6„, А,  — парвметрь1 соответа ствующих четьтрехполюсников в форме ЦАП

U<, U - напряжения прямой последовательности в местах установки формирователей 9 и 10 соответственно

Отношение этих эквивалентных ЭДС л °

Е О + —. э .А„

6. к к u+ —.

a А2%

Откуда взаимный угол между эквивалентными ЭДС

Принимая

1 е Ьл, В2

Ve t 4 ) - уел

Ь„2. А

О =Д д ст..= уст„— «З гЯ A4 < "ß 4

Получим

+> > устл уп

% чс а

Для фазочувствительного органа 20, вы полненного по схеме сравнения времени

734846 формирователе 9 получают вспомогательную ЗДС 0 6 + уст„. т a B формирователе 1 0 «ц + Хус 3ij

Уставки Ilo coilPOTHBJIeHH$iM X y

УСПъл л угол, равный О„,щ, определяемый нес щи однородностью продольных и поперечных сопротивлений части Т энергосистемы .

Величина 8 „вычисляется по схеме

УСТ, замещения прямой последовательности части энергосистемы по выражению (5)6 =oily:и регулируется с помощью датчика 16. С выхода фазосдвигающей схемы 14 сигнал, совпадающий по фазе с эквивалентной ЭДС подается на манипулятор передатчика 17, который осуществляет фазово-импульсную модуляцию высокочастотного сигнала, генерируемого передатчиком. Использование фазовоимпульсной модуляции обеспечивает больЗо .ший КПД высокочастотного передатчика (коэффициент модуляции равен единице), упрощение конструкции модулятора (манипулятора), большую помехоустойчи вость и надежность при сохранении информации о фазе, чем использование телеизмерения фазы. В качестве манипулятора может быть использован, например, триггер Шмидта, создающий на выходе. прямоугольные импульсы положительной или отрицательюй полярности при подведении к его входу синусоидального сигнала. Полученные на выходе манипулятора прямоугольные импульсы управ,— ляют генерацией высокочастотного передатчика. Триггер Шмидта обеспечивает стабильность манипуляции при изменении амплитуды синусоидального сигнала, полу» ченного на выход е фазосдвигающей

l схемы 14. совпадении с заданным, условие работы устройства имеет вид у И 4 д4а 0 + УСт4 свгд, + б

2. уI 1 ц / Л2+ 42 С 42 +42. а.Д мат Е

2 2 2

4 p (/

10 где Ь„И 6, -граничные взаимные 1глы срабатывания устройства;

Яус 4й 8Ус - ycraBKH no yrzry, определяемые неодно- 15 родностью продольных и поперечных сопротивлений соответственно частей и энергосистемы;

8 — угол, определяемый конечной скоростью распространения высокочастотных сигналов по каналу 18 связи, а также запаздыванием в селективных элементах приемника и передатчика

7 VcI I4Z — уставки реле по соУ т противлению, определяемые выходными сопротивлениями че35 тырехполюсников частей 3 и Я энергосистемы соответст-; венно.

Для простоты коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения опущены; они могут быть различными в частях Х- и 3 энергосистемы.

Работает устройство следующим образом.

Фазные токи линий электропередачи направлений эквивалентных ЭДС Q и Е частей энергосистемы через трансформаторы тока 1 и 2 подаются на фильтры

5 и 6 токов прямой последовательности.

На фильтры 7 и 8 напряжений от трансформаторов 3 и 4 подаются фазные напряже/ ния в местах установки формирователей

9 и 10 вспомогательных ЭДС на электропередаче. На выходах фильтров 5, 6 и 7, 8 получают токи и напряжении пря мой последовательности соответственно

Ъ, Эк и U, 00, из которых в с-"

Высокочастотный манипулированный сигнал через канал 18 связи подается на приемник 19, в котором производит- . ся детектирование высокочастотного с цЭ нала с ограничением амплитуды. На нагрузочном сопротивлении детектора получаются напряжение конечной величины при наличии на входе приемника высокочастотного сигйала и напряжение, 734846

8 ном управлении различных энергосистем.

Эксплуатацйя устройства улучшается и облегчается, если угол cp> . „, учитывающий неоднородности продольных и поперечных сопротивлений в части|энергосистемы, устанавливается в этой части с помощью датчика 16 сдвига фаз .

Последовательность прямоугольных импульсов напряжения от детектора приемЙика 19 и напряжение с фазосдвигающей схемы 13 подаются на фазочувствительный орган 20, Сигнал на его выходе появляется, если угол d „ ìåæäó эквивалентными ЭДС х и Еп по величине болыпе заданного граничного угла сра1 И батывания д и меньше .б <> . Диапазон граничных углов срабатывания

ГГ Г (1,1ч- ",1 ) может быть отрегулирован

-регулятором 21.

Из уравнений (6) и (7) следует, что точность работы устройства, т.е. точность выявления угла (1, зависит от соответствия уставок по сопротивлениям -Уст1, Уст R H Углам <1 жт1, Ьст2схеме замещения прямой последовательности только частей Х и 11 энергосистемы и не зависит от схемы электропередачи между частями I и 2, наличия между ними промежуточных нагрузок и других энергосистем, например части Ц, энергосистемы, которая может потерять устойчивость по отношению к части $ или 1Г . Это позволяет применить устройство в кольцевой схеме сети, Точность выявления угла д

Г1 не нарушается и при трехфазном коротком замыкании на электропередаче, связывающей части энергосистемы.

Таким образом, предложенное уст-. ойство позволяет выявлять нарушение стойчивости в сложной многомашинной нергосистеме, когда имеет место наруение устойчивости нескольких Гчастей, озволяет быстро и селективно выявть многочастотный асинхронный ход. р

Таким образом, фазосдвигающая схе- у ма 13 осуществляет сдвиг вспомога- э тельной ДС. 1й + у на уголД тр ш

С44Г i

С1йи 4. 44 т кто Фж — ГГе, котоРый РегУлиРУет- 44 л

2 ся датчиком 15 сдвига фазы, Принципиаль. но схема 13 может также осуществлять фазовый сдвиг, определяемый неоднородностью продольных и попереЧных сопротивлений в части, энергосистемы

50 (б уст ), что нескольКо уттростит конструкцйю устройства (не потребуется фазосдвигающей схемы. 14 с датчиком 16 сдвига фаз. Однако формирователи 9 и 10 вспомогательных ЭДС могут

35 находиться на больших расстояниях друг

:от друга (сотни иногда тысячй километров), в административном и оператив-

Устройство дитя выявления угла расхождения эквивалентных ЭДС частей энергосистемы по авт. св. ¹ 439878, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с

t пелью повышения точности выявления многократного нарушения устойчивости по различным направлениям, оно снабжено второй фазосдвигающей схемой с датчиком сдвига фаз, вход который подравное нулю, при отсутствии входного высокочастотного- сигнала, т.е. последовательность импульсов прямоугольной формы с ограниченной амплитудой.

Фазосдвигающая схема 13 осуществляет сдвиг вспомогательной ЭДС 01 +

+ „J на угол, определяемый неоднородтГст ностью продольных и поперечных сопротив4 лений в части 2. энергосистемы Ь |ст =агдА типом фазочувствительного органа 20 и .I II (4Г1 граничными углами срабатывания Ь,1 и 6,1< уСтрОИСтВа, ДЛя фаЗОЧуВСтВИтэеЛЬН4ОГГО ОрГа- на, выполненного по схеме сравнения времени совпадения с заданным, этот угол оутГ ГГ, 15

P авен, " 2- Г1 Е;

2 фазосдвигающая схема 13 осуществляет также угловой сдвиг Ое, определяемый конечной скоростью распространения высокочастотных сигналов по каналу 18 связи и запаздыванием . в селективных элементах передатчика 17 и приемника 19, вследствие чего сигналы от формирователя 9 запаздывают

25 во времени (и, соответственно по фазе) по отношению к сигналам, полученным от формщювателя 10. Так как высокочастотный сигнал, посылаемый передатчиком 17 от части 1 энергосистемы, может быть использован не только в части 3 энергосистемы, но и в промежуточных точках электропередачи, например- для выявления угла 1 „, между эквивалентной ЭДС E - и эквивалентной ЭДС Ещ, то угловои сдвиг dÐ „ учитывающий расстояние до передатчика, необходимо производить лишь на приемном конце, т.е. там, где установлен фазочувствительный орган 20.

40 формула изобретения

9 734846 10 ключен к выходу другого формирователя принимаемого сигнала, причем вход высовспомогательной ЭДС, высокочастотным кочастотного передатчика подключен к передатчиком с манипулятором, высо- выходу второй фазосдвигающей,схемы, кочастотным каналом связи и приемником а выход приемника — к входу фазочувст с детектором и ограничителем амплитуды вительного органа.

Составитель К. Фотина

Редактор Т. Юрчикова Техред И. Асталощ Корректор Т. Сквор ова

Заказ 2100/55 Тираж 783 Подписное

UHHHITH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент", r. Ужгород; ул. Проектная, 4