Устройство для управления электроэнергетической системой ограниченной мощности

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

<и)736266 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 090378 (21) 2588188/24-07 с присоедииеийем заявки М (23) Приоритет

Н 02 J 3/24

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий

Опубликовано 250580.Бюллетень Р 19 (53) УДК621. 311, . 072. 8 (088, 8) Дата опубликования описания 2б 0580 (72) Авторы изобретения

A.E. Шульга и Б.Я. Пензер

{71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ

СИСТЕМОЙ ОГРАНИЧЕННОЙ МОЩНОСТИ

Изобретение относится к техническим средствам управления и контроля величины нагрузки электроэнергетической системы, имеюшей источники электроэнергии ограниченной мощности, в частности судовой, и может быть использовано для определения возможности запуска электроприводов, по мошности соизмеримых с мощностью источника электроэнергиИ.

Известно устройство для автоматического управления загрузкой ряда параллельно работавших трансформаторов, содержащее электромагнитное реле, снабженное несколькими, в зависимости от числа трансформаторов, катушками, каждая из которых питается током, зависимым от нагрузки отдеЛьных трансформаторов, и воздействует на поршенек, изменяющий уровень ртути, предназначенной заьыкать или развлекать ряд контактов, управляющих отдельными трансформаторами (1) .

Однако это устройство невоэможйо испольэовать при произвольной после довательности включения отдельных трансформаторов (что может иметь место в эксплуатации), поскольку в известном устройстве неизменным расположением управляющих контактов реле задана одна определенная последовательность включения трансформаторов.

Известно также устройство управления.электроэнергетической системой ограниченной мошности, содержашее задатчикн граничных значений характеристики мощности источников электроэнергии и датчики значений характеристик текущей мощности, блок сравнения этих мощностей, связанный с блоком управления коммутирующими аппаратами отдельных потребителей (2) .

Устройство позволяет автоматически контролировать и .Управлять вели20 чиной нагрузки в электроэнергетической системе, предохраняя тем самым от возникаюших перегрузок как источники электроэнергии, так и линии электропередач, связывающие ис25 точники электроэнергии.и потребитепей.

Кроме того, устройство автоматически поддерживает допустимую нагрузку в электроэнергетнческой сисЗ() теме, отключая при возникаюших пере736266 грузках источник электроэнергии или часть электропотребителей.

Однако такое устройство управления электроэнергетической системой ограниченной мощности не исключае..с вероятности произ нодстна неуспешных подключениЯ потребителя, т. c:. попыток подключения потребителей с пусконой мощностью, превышающей имеющийся резерв мощности в энергосистеме. При таких попытках после производства операций с коммутирующими аппаратами по подключению потребителя следует сигнал на отключение потребителя и производятся соответствующие операции с коммутирующими аппаратами, или срабатывают аварийно-предупредительные защиты системы с последующими отключениями, Возникающие при неуспешных подключениях токовые нагрузки вызывают дополнительные износ электрических машин и аппаратов, и первую очередь нагрев, механическую и электрическую энергию контактов электрических аппаратов, что имеет особое значение в электроэнергетических системах с электрооборудованием высокого использования, например в судовых электроэнергетических системах.Наибольшие токовые нагрузки. электрооборудования имеют место н аварийных режимах и в переходных режимах, во время пусков мощных электроприводов, что приводит к повышенному уровню электродинамических сил и нагрена токоведущих частей. Несмотря на относительную кратковременность, такие воздействия значительно снижают срок службы и представляют серьезную опасность для электрообоРудования.

11ель изобретения - уменьшение износа электрооборудования энергетической системы путем исключения неуспешных подключений потребителей электроэнергии.

Поставленная цель достигается тем, что устройство ддя управления электроэнергетической системой ограниченной мощности, содержащее э адатчики граничных значений характеристики мощности источников электроэнергии и датчики значений характеристики текущей мощности, блок сравнения этих мощностей, связанный с блоком управления коммутирующими аппаратами отдельных потребителей электроэнергии, снабжено датчиками значений характеристик пусковой мощности отдельных потребителей, блок сравнения мощностей выполнен в виде многообмоточного трансформатора, к входным. обмоткам которого подключены задатчики граничных значений мощности, источников электроэнергии, датчики значений текущей мощности, а к выходным - блок .управления коммутирующими аппаратами потребителей, причем н этом трансформаторе обмотка задатчиков граничных значений мощности источников электроэнергии встречно обмотке датчиков э н ачений текущей мощности, а блок управления коммутирующими аппаратами потребителей выполнен в виде сумматора, один вход которого подключен к выходной обмотке трансформатора блока сравнения, а второй — к выходам датчиков заданных значений характеристик пусконой мощности отдельных потребителей.

Сумматор блока управления коммутирующими аппаратами потребителей может быть выполнен н виде двухобмоточного токового реле с блок-контактами для включения в цепи схем управления коммутирующими аппаратамн. потребителей электроэнергии.

На фиг. 1 предстанлена блок-схема, а на фиг. 2 — принципиальная схема предлагаемого устройства.

Устройство управления содержит задатчики 1 граничных значений мощности источникон, датчики 2 значений текущей мощности источников, блок 3 сравнения мощностей, блок 4 датчиков заданных значений пусковой мощности, блок 5 управления коммутирующими аппаратами б и 7 потребителей, получающих питание от шин 8 через автоматы 9, источники 10 электроэнергии, автоматы ll фидерных источникон, блок-контакты 12 автоматов фидерных и контакты 13 и .

14 цепей управления потребителями.

На вход блока 3 от датчиков 2 поступают сигналы значений текущей мощности, а от эадатчикон 1 сигналы граничных значений мощности источников. 10.

Датчиками значений текущей мощности служат трансформаторы тока,задатчиками граничных значений мощности - активные сопротивления (резисторы). Блок 3 выполнен н виде многообмоточного трансформатора, к обмотке 15 которого подключены задатчики граничных значений, к обмотке 16 — датчики значений текущей мощности. Обмотки 15 и lб расположены на общем стержне трансформатора и включены встречно друг другу.

В качестве блока 5 управления коммутирующими аппаратами потребителей сЛужит двухобмоточное токовое реле. В цепь обмотки реле 17 включены датчики блока 4 заданных значений характеристик пусковой мощности подключаемых потребителей б и 7»

Датчиками пусковой мощности подключаемых потребителей б и 7 служат резисторы 18 и 19, которые через контакты 13 и 14 подключены к источнику стабилизированного напряжения определенной величины, что обеспе736266

35

d0 чивает (при замыкании соответствующих контактов) протекание через обмотку реле 17 тока, пропорционального пусковой мощности подключаемых потребителей 6 или 7.

Обмотка реле 20 через вторую группу контактов 13 и 14, через резисторы 21 и 22 подключена к обмотке 23 блока 3.

Активные сопротивления подбираются по величине так, что сопротивле-, ния резисторов 18 и 21 и резисторов

19 и 22 соответственно равны, тогда двухобмоточное токовое реле выполняет функции элемента сравнения токов, протекающих через обмотку 17 пропорциональных пусковой мощности потребителя, с токами, протекающими через обмотку 20 и пропорциональными свободной мощности в системе, а также командного реле в схемах управления коммутирующими (пусковыми) аппаратами потребителей 6 и 7.

При работе источников электроэнергии 10 на шины 8 электростанции от датчиков 2 (трансформаторов тока) на блох 3 поступает сигнал в функции тоха, пропорциональный текушей мощности соответствующего источника.

Одновременно через контакты 12 фидерных автоматов 11 и соответствующего источника 10 на блок 3 поступает сигнал в функции тока, пропорциональный установленной мощности, источника.

Токи, протекая по обмоткам 15 и

16 трансформатора, создают соответственно магнитные потокиФ и Р

Так как обмотки 15 и 16 включены встречно, то и магнитные потоки направлены встречно, при этом магнитный поток сР может быть меньшим или равным потоку j так как расходуемая мощность источника не может превышать его установленной мощности. В результате сложения потоков Р и - по магнитопроводу трансформатора замыкается остаточный магнитный поток<О и наводит в обмотке 23 ЭДС, пропорциональную оставшейся в системе свободной мощности.

Си нал в функции тока, пропорциональный свободной мощности систеь ы, от обмотки 23 через аналоги датчиков заданных пусковой мощности — резисторы 21 и 22 соответствующего потребителя 6 или 7. поступает на обмотку 20 двухобмоточного токового реле. На вторую обмотку 17 двухобмоточного токового реле от датчиков заданных значений пусковой мощности отдельных потребителей поступает сигнал в функции тока, пропорциональный пусковой мощности подключаемого потребителя 6 или 7.

Так как величины сопротивлений резисторов 18 и 21 и 19 и 22 соответственно равны, то ток в обмотке

20 двухобмоточного токового реле определяется соответственно ЭДС,наводимой в обмотке 23, а в обмотке

17 напряжением соотьетстэующего датчика пусковой мощности подключаемого потребителя. Если свободная оставшаяся мощность в системе больше пусковой мощности соответствующего потребителя, то ЭДС наводи-мая в обмотке трансформатора 23, больше напряжения на датчике заданных значений пусковой мощностй.

Поэтому ток:в цепи обмотки 20 больше, чем в цепи обмотки 21, и, следовательно, якорь. реле притягивается к магнитопроводу обмотки

20, срабатывают блок-контакты реле и, тем саьым, выдается сигнал в схему управления коммутирующего аппарата соответствующего потребителя, разрешающий запуск контролируемого потребителя 6 или 7. Если напряжение датчика заданных значений пускбвой мощности больше ЭДС на обмотке 23, то якорь реле притягивается к магнитопроводу обмотки 17 и выдаются сигналы на запрет запуска потребителей 6 и 7 и информацию о дефиците мощности в системе.

Питание блоков 1 и 4 может осуществляться от шин 8 непосредственно или через преобразователи напряжения.

При подготовке к запуску потребителей 6 и 7 в их схеме управления замыкаются контакты 13 и 14, которые относятся к блоку 4 и 3.

Устройство может быть выполнено для любого количества источников электроэнергии и контролируемых потребителей. Для этого необхбдимо, чтобы в блоке 1 количество эадатчиков граничных значений мощности источников соответствовало количеству источников, а в блоке 3 и 4 количество сопротивлений датчиков заданных значений мощности соответствовало количеству контролируемых потребителей.

Таким образом, с помощью устройства постоянно и автоматически ведется контроль наличия свободной мощности в системе, а перед запуском соответствующего потребителя резерв свободной мощности сравнивается с величиной пусковой мощности и в случае преобладания резерва мощности над величиной пусковой мощности устройством выдается сигнал, обеспечивающий успешное подключение потребителя, чем достигается уменьшение износа частей электрооборудовани я и увеличение срока его службы.

Формула изобретения

1. Устройство для управления электроэнергетической системой огра736266 ниченной мощности, содержащее задатчики граничных значений характеристики мощности источников электроэнергии и датчики значений характеристики текущей мощности, блок сравнения этих мощностей, связанный с блоком управления коммутирующими аппаратами отдельных потребителей, о тли чающее с ятем,что, с целью уменьшения износа электрооборудования системы путем исключения неуспешных подключений потребителей, оно снабжено датчиками заданных значений характеристик пусковой мощности отдельных потребителей, блоК сравнения мощностей выполнен в виде многообмоточного трансформатора, к входным. обмоткам которого подключены задатчики граничных значений мощности источников электроэнергии, датчики значений текущей мощности, а к выходной блок управления коммутирующими аппа" ратами потребителей, причем в этом трансформаторе обмотка задатчиков граничных значений мощности источников электроэнергии подключена встречно обмотке датчиков значений текущей мощности, а блок управления коммутирующими аппаратами потребителей выполнен в виде сумматора, один вход которого подключен к выходной обмотке трансформатора блока сравнения, а второй — к выходам датчиков заданных значений характеристик пусковой мощности отделЬнюх потребителей.

2. стройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что сумматор выполнен в виде двухобмоточного токового реле с блок-контактами включения в цепи схем управления коммутирующими аппаратами потребителей электроэнергии.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Р 32021, кл. Н 02 Т 3/46, 1933, 2„Беркович M.A. и Семенов B.A.

Основы автоматики энергосистем, M., Энергия, 1968, с. 410-418.

736266 5 a ;mO uöà слчйдили9Ь О ьан ! !

1

4Уиг.я

Составитель К. Фотина

Редактор 3. Шубенко Техред Ж,Кастелеви Корректор В. Синицкая

Заказ 2283/10 Тираж 783 Подпи сное

UHHHIIH 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