Устройство для разгрузки электропередачи

 

п 855854

Союз Советск их

Социапистичесии к

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l ) Дополнительное к авт. свид-ву (22)Заявлено 25.12.79 (21) 2858542/24-07 с присоединением заявки,%

- (23) Приоритет

Опубликовано 1 5, 08. 81. Бюллетень И 30

Дата опубликования описания 25.08. 81 (5! )М. Кд.

Н 02 J 3/24

Гееудерстванный квинтет

СССР ао делам нзебретеннй н еткрытнй (53) УДК 621 311. .016.35(088.8) (72) Автор изобретения

T-В.Колонский ния Украинского проектно4 кого института

"Энергосетьпроект"

Киевский отдел комплексного проекти отделения Всесоюзного государственно изыскательского и научно-исследоват энергетических систем и электрических (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАЗГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем, и предназначено для повьппения эффективности устройств противоаварийной автоматики, предотвращающих нарушение устойчивости по линиям электропередачи при их опасной перегрузке.

Известны устройства фиксации стаt0 тической и динамической перегрузки электропередачи, возникающей в результате аварийного дефицита активной мощности в приемной части энергосистемы, действующие для сохранения устойчивости одной или несколькими ступенями на ограничение мощности нагрузки (ОН) в приемной части энергосистемы (1).

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство фиксации по углу статической перегрузки, содержащее многоступенчатый блок фиксации статической перегрузки и элементы формирования воздействий на ограничение мощности нагрузки в приемной части энергосистемы и предназначенное для повышения устойчивости энергосистем при возникновении аварийных дефицитов активной мощности и иабросов мощности на линии электропередач (2).

Однако другой возможной причиной нарушения устойчивости по электропередаче является снижение предела статической устойчивости вследствие возникновения аварийного дефицита реактивной мощности в отправной или приемной частях энергосистемы или некачесцренное регулирование напряжения на электропередаче. В этих случаях действие известных устройств на ограничение мощности нагрузки в приемной части системы может оказаться недостаточно эффективным и не обеспечить сохранение устойчивости. При соизмеримых мощностях приемной и отправной частей системы для сохра855854 нения устойчивости может потребоваться выполнение сравнительно сбалансированных воздействий на ограничение мощности нагрузки в приемной части и генераторов в отправной части

5 энергосистемы. Таким образом, устройства, осуществляющие разгрузку электропередачи, должны выявлять не только факт, но и причину нарастания угла по электропередаче и осуществлять !0 необходимый вид управляющего воздействия в зависимости от того явились ли причиной нарастания угла наброс мощности или "íèæåíèå предела статической устойчивости по электропередаче. Известные устройства. этому требован по не отвечают.

Цель изобретения — обеспечение избирательности действия устройства при возникновении аварийных дефицитов

20 активной или реак гивной мощности.

Поставленная цель достигается тем, что устройство, содержащее блок по углу с несколькими ступеняии фикса25 ции статической перегрузки и элемен-тами формирования управляющих воздействий на ограничение мощности нагрузки в приемной части энергосистемы снабжено блоком фиксации

30 возникновения аварийного дефицита активной или реактивной мощности с двумя выходами, блоком ЗАПРЕТ при появлении несимметрии, двумя элементами выдержки времени на возврат, 35 логическими элементами И, логически— ми элементами ЗАПРЕТ, элементами формирования управляющих. воздействий на ограничение мощности генераторов в отправной части энергосистемы, !

0 причем два выхода блока фиксации возникно=..:--3яя аварийного дефицита активной,-:.:. ;.-активной мощности подкгпочены к блоку ЗАПРЕТ при появлении несимметрии, от указанного блока

ЗАП"ЕТ i-."å,, a N выход блока фиксации возникновения аварийного дефицита активной мощности подключен ко входу элемента ЗАПРЕТ, а второй выход блока, фиксации возникновения аварийного дефи:..ит" реактивной мощности подключен ко входу одного элемента выдержки времени на возврат. выход которого подклю-:ен к указанному элементу ЗАПРЕТ,., v;.oä этого же элемента ЗАПРЕТ подключен ко входу другого элемента выдержки времени на возврат, выход которого подключен к первому входу логических элементов И и логических элементов ЗАПРЕТ, а ко второму входу логических элементов И и логических элементов ЗАПРЕТ подключены выходы соответствующих ступеней устройства фиксации статической перегрузки, выход каждого логического элемента И подключен к своему элементу формирования управляющих воздействий на or раничение мощности нагрузки в приемной части энергосистемы, а выход каждого логического элемента ЗАПРЕТ подключен к своему элементу формирования управляющих воздействий на ограничение мощности нагрузки в приемной части энергосистемы и к своему элементу формирования управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов в отправной части эне.ргосистемы.

Кроме того, блок фиксации аварийного дефицита активной или реактивной мощности состоит из датчиков активной мощности на входе суммирующего усилителя, инерционного звена, инвертирующего усилителя и блокирующих реле, причем выходы датчиков активной мощности подключены на вход суммирующего усилителя, выход которого подключен ко входам инвертирующего усилителя, инерционного звена и первого блокирующего реле, ко второму входу первого блокирующего реле подключен выход инерционного звена, а входы второго блокирующего реле подключены соответственно к выходам инвертирующего усилителя и инерционного звена.

На фиг. показана структурная схема устройства фиксации статической перегрузки на элементах логики при аварийных дефицитах активной или реактивной мощности, на фиг. 2 — структурная схема блока фиксации возникновения аварийного дефицита активной или реактивной мощности, на фиг. 3 — упрощенные диаграммы, иллюстрирующие характер переходных процессов при аварийном дефиците активной или реактивной мощности.

При аварийном дефиците активной мощности в приемной части энергосистемы активная мощность по линии электропередачи возрастает согласованно с изменением углов между роторами генераторов. При аварийном дефиците реактивной,мощности имеет место первоначальное скачкообразное уменьшение активной мощности по линии электропередачи, связанное со снижением пое855854 ь

Для фиксации возникновения аварийного дефицита активной мощности, характеризующегося увеличением электрической активной мощности на начальной стадии переходного процесса, укаэанный блок содержит также дополнительное блокирующее реле 28 с двумя пропорциональными входами, один из которых подключен к выходу инвертирующего усилителя 25, а дру50

55 дела статической устойчивости и переходом на новую угловую характеристику, и последующее нарастание мощности согласованно с изменением углов между роторами генераторов в переходном электромеханическом процессе.

Применительно к четырем ступеням фиксации по углу статической перегрузки, четырем ступеням воздействия на ограничение мощности нагрузки и трем ступеням воздействия на ограничение мощности генераторов предлагаемое устройство содержит (фиг, 1) блок 1 фиксации по углу статической перегрузки с четырьмя ступенями, блок 2 фиксации возникновения аварийного дефицита активной и реактивной мощности, блок 3 ЗАПРЕТ при появлении несимметрии, два элемента 4 и 5 выдержки времени на возврат, логичес- 20 кие элементы 6-9 И, логические элементы 10-13 ЗАПРЕТ, элементы 14-17 формирования воздействия на ограничение мощности нагрузки и элементы

18-20 формирования воздействий на or- 25 раничение мощности генераторов °

В качестве блока фиксации возникновения аварийного дефицита активной или реактивной мощности (фиг. 2) использован блок блокировки при ка- 30 чаниях, вызванных небалансом активной мощности, реагирующий на снижение активной мощности, Этот блок содержит датчики 21-23 мощности, подключенные ко входу суммирующего усилителя 24, з5 инвертирующий усилитель 25, инерционное звено в виде операционного усилителя 26 и блокирующее реле 27 с двумя пропорциональными входами, причем к выходу суммирующего усили- 40 теля 24 подключены входы инвертирующего усилителя 25 и инерционного звена 26, выход которого подключен к одному пропорциональному входу блокирующего реле 27, ко вто- 45 рому пропорциональному входу которого подключен выход суммирующего усилителя 24. гой- к выходу инерционного звена

26. Выход блокирующего реле 28 используется в качестве первого выхода блока. Выход блокирующего реле

27 используется в качестве второго выхода блока, фиксирующего возникновение аварийного дефицита реактивной мощности, характеризующегося уменьшением электрической активной мощности на начальной стации переходного процесса, Устройство работает следующим образом.

При аварийном дефиците активной мощности в приемной части энергосистемы, вызывающем наброс активной мощности на электропередачу, на втором выходе блока 2 сигнал отсутствует из-за увеличения активной электри ческой мощности на начальной стадии переходного процесса. На первом выходе блока 2 появляется сигнал, каторый без запрета подается на вход элемента 4 времени. Сигнал с выхода элемента 4 подается на первые входы элементов 6-9 И и 11-13 ЗАПРЕТ и, благодаря выдержке элемента 4 на возврат, сохраняется в течение времени, достаточного для фиксации статической перегрузки первой ступенью блока 1. При этом и может возникнуть статическая перегрузка с учетом первоначального наброса мощности вследствие нерегулярных колебаний активной мощности и действия регуляторов скорости турбин, отзывающихся на небаланс активной мощности в системе °

При срабатывании первой ступени блока 1 на выходе этой ступени появляется сигнал, который подается на второй вход элемента 6 И и элемента

1l ЗАПРЕТ, а также на вход элемента

4 для дополнительного увеличения выдержки времени на возврат, превьппающей выдержку времени второй ступени. С выхода элемента 6 И сигнал подается на вход элемента 14 формирования управляющих воздействий для ограничения мощности нагрузки (OH ) наименьшей величины по первой ступени. Если статическая перегрузка не прекращается, то устройство работает аналогично при срабатывании 2,3 и 4-й ступеней блока 1 на срабатывание следующих ступеней„ОН. В рассматриваемых условиях появление сигнала на втором выходе блока 2 прн

855854 8 уменьшении в переходном процессе электрической активной мощности не влияет на функционирование устройства благодаря выдержке времени на возврат элемента 4.

При аварийном дефиците активной мощности в приемной части энергосистемы, вызывающем динамическую перегрузку, также срабатывает по первому выходу блок 2 и элемент 4, После ликвидации сравнительно скоротечной динамической перегрузки и в случае последующего возникновения статической перегрузки устройство работает аналогично описанному выше с действием на ограничение мощности нагрузки по цепям ступеней ОН.

При аварийном дефиците реактивной мощности, вызывающем снижение активной мощности по линии электропередачи, появляется сигнал на втором выходе блока 2. Этот сигнал подается на вход элемента 5 времени, с выхода которого сигнал подается на элемент 10 ЗАПРЕТ, блокируя возможность срабатывания элемента 4 при последующем возможном появлении сигнала на первом выходе блока 2. Благодаря выдержке времени элемента 5 на возврат, сигнал на выходе этого элемента сохраняется в течение времени, достаточного для фиксации статической перегрузки первой ступенью блока 1. При этом статическая перегрузка может возникнуть вследствие нерегулярных колебаний активной мощности в условиях сниженного прецела статической устойчивости.

25

35

При срабатывании первой стУпени блока l на выходе этой ступени появляется сигнал, который подается на второй вход элемента 11 3AIIPET, на первом входе которого запрещающий сигнал отсутствует, а также на вход элемента 5 для дополнительного увеличения выдержки времени на возврат, превышающей выдержку времени второй ступени. С выхода элемента 11 ЗАПРЕТ сигнал подается на входы элементов

14 и 18 формирования управляющих воздействий для ограничения мощности нагрузки по первой ступени ОН и ограничения мощности генераторов (ОГ) наименьшей величины по первой ступе55 ни. Если статическая перегрузка не прекращается, то устройство работает аналогично при срабатывании 2 и

3-й ступеней блока 1 на срабатывание след лощих ступеней ОН и ОГ. При медленном нарушении устойчивости в результате дефицита реактивной мощности, вызванного некачественным регулированием напряжения, блок 2 не срабатывает и устройство в целом действует по аналогии с вышеописанным на ограничение мощности нагрузки и генераторов.

Уставки блока 2 по первому и второму выходу должны быть отстроены от нерегулярных колебаний активной мощности.

При коротких замыканиях (к,з.), вызывающих кратковременные сбросы или набросы активной мощности на электропередачу, срабатывает блок

3 ЗАПРЕТ при появлении несимметрии и блокирует с незначительной дополнительной выдержкой времени на возврат (превышающей время возврата блока 2 после отключения к.з.) первый и второй выход блока 2 на время существования к.з., отключаемого быстродействующей релейной защитой. После ликвидации к.з, в условиях возникшего аварийного дефицита активной мощности создаются условия для появления сигнала на первом выходе блока 2 и действия устройства на ограничение мощности нагрузки при возникновении статической перегрузки. После ликвидации к.з. в условиях возникшего аварийного дефицита реактивной мощности создаются условия для появления сигнала на втором выходе блока 2 и действия устройства на ограничение мощности нагрузки и генераторов при возникновении статической перегрузки.

Таким образом, устройство формирует необходимый вид управляющих воздействий для повышения устойчивости в соответствии с характером аварийного возмущения или изменения режима в системе, вызвавшего статическую перегрузку электропередачи.

Формула изобретения

Устройство для разгрузки электропередачи, содержащее многоступенчатый блок фиксации статической перегрузки и элементы формирования управляющих воздействий на ограничение мощности нагрузки в приемной части энергосистемы, о т л и ч а ю щ е

9 855 е с я тем, что, с целью обеспечения избирательно"ти действия устройства при аварийных дефицитах активной или реактивной мощности и выполнения. управляющих воздействий на ограничение мощности нагрузки в приемной части энергосистемы и на ограничение мощности генераторов в отправной части энергосистемы для сохранения устойчивости при аварийном дефиците реактивной мощности в энергосистеме, оно снабжено блоком фиксации аварийного дефицита активной или реактивной мощности с двумя выходами, блоком ЗАПРЕТ при появлении несимметрии, двумя элементами выдержки времени на .возврат, логическими элементами И, логическими элементами ЗАПРЕТ, элементами формирования управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов в отправной части энергосистемы, причем два выхода блока фиксации возникновения аварийного дефицита активной или реактивной мощности подключены к блоку ЗАПРЕТ при появлении несимметрии, от указанного блока ЗАПРЕТ первый выход блока фиксации возникновения аварийного дефицита активной мощности подключен ко входу элемента ЗАПРЕТ а второй выход блока фиксации возникновения аварийного дефицита реактивной мощности подключен ко входу одного элемента выдержки времени на возврат, выход которого подключен к указанному элементу

ЗАПРЕТ, выход этого же элемента

ЗАПРЕТ подключен ко входу другого элемента выдержки времени на возврат, выход которого подключен к первому 4 входу логических элементов И и логических элементов ЗАПРЕТ, а ко второму входу логических элементов И и логических элементов ЗАПРЕТ под854 10 ключены выходы соответствующих ступеней блока фиксации статической перегрузки, выход каждого логического элемента И подключен к своему элементу формирования управляющих воздействий на ограничение мощности нагрузки в приемной части энергосистемы, а выход каждого логического элемента ЗАПРЕТ подключен к своip ему элементу формирования управляющих воздействий на ограничение мощности нагрузки в приемной части энергосистемы и к своему элементу формирования управляющих воздействий на ограничение мощности генераторов в отправной части энергосистемы.

2. Устройство по п. 1, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок фиксации аварийного дефицита активной или що реактивной мощности состоит из датчиков активной мощности на входе суммирующего усилителя, инвертирующего усилителя, инерционного звена и блокирующих реле, причем выходы датчи2s ков активной мощности подключены на вход суммирующего усилителя, выход которого подключен ко входам инвертирующего усилителя, инерционного звена и первого блокирующего реле, ко второ рому входу первого блокирующего реле подключен выход инерционного звена, а входы второго блокирующего реле подключены соответственно к выходам инвертирующего усилителя и инерционного звена.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Иофьев Б.И. Автоматическое аварийное управление мощностью энергоо систем. М., "Энергия"., 1974, с. 206216.

2. Авторское свидетельство СССР

У 653678, кл. К 02 J 3/24, 1975 (прототип).

855854 фи23

Составитель К.Фотина

Редактор Т.Парфенова Техред M.Рейвес Корректор Г.Назарова

Заказ 6957 79 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4