Устройство для регулирования источника реактивной мощности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ . К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<>922703 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 02.09,80 (21) 2977068/24-07

)51)М Кл з с присоединением заявки №вЂ” (23) Приоритет—

G 05 F 1/70

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий

)53) УДК 621.316., 925 (088. 8) Опубликовано 2304.82. Бюллетень ¹ 15

Дата опубликования описания 230482 (72) Автор изобретения

1

) Н.С.Маркушевич (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО,ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ИСТОЧНИКА

РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к автоматическо му регулированию источника реактивной мощности в нагрузочном узле.

Известны устройства для регулирования источников реактивной мощности по одному параметру (реактивному току, напряжению, времени суток, температуре воздуха, коэффициенту мощ-, ности и полному току) и по двум параметрам: по току и напряжению, по времени и температуре, наружного воздуха, по коэффициенту мощности и температуре наружного воздуха, по напряжению и времени, по напряжению и температуре (1) .

Источники реактивной мощности sнагрузочных узлах имеот двойное Назначение: для разгрузки линий электропередач и трансформаторов от перетоков реактивной мощности, т.е. увеличения пропускной способности электросети и снижения потерь электроэнергии в электрических сетях (компенса" ции реактивной мощности), а также для регулирования напряжения на зажимах электроприемников . Однако сравнительная. значимость каждой из двух функций управления источником реактинной мощности меняется в зависиl мости от режима работЫ энергосисте-. мы. В режимах максимальной нагрузки энергосистемы главное назначение источника реактивной мощности - снижение потерь электроэнергии и разгрузка электросети от перетоков реактивной мощности. Напряжение у электроприемников при этом должно находится в допустимых пределах. В немаксимальных режимах задача увеличения пропускной способности электросетей теряет свое значение. Кроме того,в этих режимах нередко снижение электропотребления в соответствии со статическими характеристиками нагрузки по напряжению, вызванное снижением напряжения из-за дополнительной нагрузки электросети потоками реактив. ной мощности, больше,чем вызванное этой дополнительной нагрузкой увеличение потерь электроэнергии в сети.

В этих случаях экономически выгодно не только обеспечивать напряжение s допустимых пределах, но и поддержи25 вать его на оптимальном уровне. Во многих случаях это минимально допустимый уровень.

Известные устройства для регули30 рования источника реактивной мощности

922703

15

Устройство содержит блок 1 изме45. рения реактивного тока с выходным каналом 2 "Уменьшить реактивную мощность источника" и с выходным каналом 3 "Увеличить реактивную мощность источника", блок 4 измерения напряжения у электроприемников с выходным каналом 5 "Увеличить реактивную мощность источника" и с выходным каналом 6 "Уменьшить реактивную мощность источника", блок 7 ограничения по полному току с выходным каналом 8

"Увеличить реактивную мощность источника" и с выходным каналом 9 "Уменьб4 шить реактивную мощность источника блок 10 управления по внешнему сигналу, логический элемент И 11, логический элемент ИЛИ 12, логический элемент И 13, логический элемент НЕ

14, логический элемент И 15, логический элемент И 16, логический элемент

ИЛИ 17,исполнительный элемент 18

55 обеспечивают одну или преимущественно одну функцию управления.

Известно также устройство для регулирования источника реактивной мощности (конденсаторной батареи) Но напряжению с компенсацией по реактивному (активному)току или только по

1реактивному току (21 .

Это устройство при регулировании по скомпенсированному реактивному току позволяет поддерживать экономически целесообразную величину реактивной нагрузки узла в часы максимальной нагрузки энергосистема. Если это устройство применять для регулирования напряжения с компенсацией по скомпенсиоованному току, то можно обеспечить преимуществейно функцию компенсации реактивной мощности с некоторой чувствительностью к существенным,изменениям напряжения.

Однако в этих двух случаях регулятор. стремится поддержать ту же реактив. ную нагрузку и в немаксимальные часы. Во многих случаях в часы немаксимальных нагрузок энергосистемы при этом не исчерпываются все резервы снижения расхода электроэнергии, так как не достигаются минимально допустимые (или оптимальные) уровни напряжения у электроприемников.

Если это устройство для регулирования конденсаторной батареей применять с регулированием по напряжению и с компенсацией по нескомпенсированному реактивному току (или активному току), то можно обеспечить.постоянный уровень напряжения в некоторой точке сети, удаленной от места измерения напряжения, то есть на зажимах электроприемников. Однако в этом случае регулирование. источника реактивной мощности не выполняет функцию компенсации реактивной мощности в часы максимальной нагрузки энергосистемы. Кроме того, это устройство при выполнении любой из названных функций не контролирует непосредственно величину полного тока по ограничивающему элементу сети. . Цель изобретения — расширение функций устройства для автоматического управления источником реактивной мощности в нагрузочном узле для обеспечения требуемой компенсации реактивной мощности в часы максимальных нагрузок энергосистемы и для получения дополнительной экономии электроэнергии в остальные часы при соблюдении допустимых токов по элементам сети и требуеьых уровней напряжения у электроприемников за счет поддержания оптимальных по расходу электроэнергии уровней напряжения у электроприемников.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для регулированин источника реактивной мощности введены блок управления по внешнему сигналу, например по превышению тока электроприемника заданной величины, блок измерения напряжения у элект. роприемников, блок ограничения по полному току, каждый с каналами "Увеличить" и "Уменьшить", логические элементы И, ИЛИ, НЕ, причем выход канала "Увеличить" блока измерения реактивного тока и выход блока уп- равления по внешнему сигналу соединены каждый с соответствующим входом логического элемента И, выход которого соединен с входом логического элемента ИЛИ, два других входа которого соединены соответственно с выходами каналов Увеличить блока измерения напряжения и блока ограничения по полному току, а выход соединен с входом исполнительного элемента "Увеличить при этом выход канала "Уменьшить" соединен с входом второго элемента И, другой вход которого соединен с выходбм третьего элемента И, а выход соединен с входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного элемента "Уменьшить", причем другой вход второго элемента

ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И,.один вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с выходом блока управления по внешнему сигналу, а другой вход четвертого элемента И соединен с выходом третьего элемента И, два входа которого соответственно соединены с выходами каналов

"Уменьшить" блока измерения напряжения и блока ограничения по полному току.

40 На чертеже изображена структурная схема устройства для регулирования источника реактивной мощности.

"Увеличить реактивную мощность источ922703 буется выделение реактивной составляющей тока. ника" и исполнительный элемент 19

"Уменьшить реактивную моцность источника".

Устройство работает следующим образом.

На вход: блока 1 измерения реак- 5 тивного тока подается скомпенсированный ток узла. После преобразования этого тока в величину, пропорциональную реактивной составляющей, пос.ледняя сравнивается с заданной устав-10 ками блока величиной, и при выходе ее за пределы уставок вырабатывается соответствующая команда на увеличение или уменьшение реактивной мощ- ности источника через каналы 3 или

2. Команда на увеличение мощности источника проходит до исполнительного элемента 18 только при наличии сигнала от дополнительно введенного блока 10 управления, который .вырабатывает такой сигнал или в заданное время, или при превышении током нагрузки заданной величины, или при другом внешнем условии. В частности, блок 10 может быть программным реле времени или токовым реле или другим релейным устройством. При наличии сигналов от канала 3 и от блока 10 появляется сигнал на выходе элемента

И 11 и на выходе. элемента ИЛИ 12, срабатывает исполнительный элемент

18, увеличивающий моцность источника. уменьшение моцности источника, кроме увеличения величины скомпенсированного реактивного тока, снижает напряжение у электроприемников и уве- 35 личивает полный ток через элементы сети. Поэтому команда на уменьшение мощности источника от канала 2 проходит до исполнительного элемента

19 только тогда, если это не вызывает40 снижения напряжения у электроприемни- ков ниже допустимого и увеличения полного тока выше допустимого. Это достигается тем, что сигнал от канала 2 проходнт через элемент И 16, на. 45 другой вход которого подается логи-. ческое произведение сигналов, идущих от каналов "Уменьшить" блока 4 измерения напряжения и блока 7 огра" ничения по полному току. 50

B то время, когда от блока 10 сигнал не поступает, на выходе элемента И ll сигнала нет, и не может быть увеличина мощность источника по условию компенсации реактивной мощности. В этом случае мощность может быть увеличина только тогда, если напряжение у электроприемников снизилось ниже допустимого - проходит сигнал к элементу 18 от блока 4 через канал 5 и элемент ИЛИ 12, или 60 повышена величина допустимого полного тока по контролируемому элементу сети — проходит сигнал к элементу 18

or блока 7 через канал 8 и элемент

ИЛИ 12. 65

Если напряжение у электропрнемников выше минимального допустимого уровня на величину, большую, чем эона нечувствительности блока 4 измерения, то на выходе канала 6 появляется сигнал, который поступает на вход элемента И 13. На другой вход элемента И 13 поступает сигнал от канала 9 блока 7 ограничения в том случае, когда величина полного тока через контролируемый элемент меньше допустимого на величину зоны нечувствительности блока 7 ограничения. Если на обоих входах элемента И 13 находятся сигналы, то появляется сигнал на выходе элемента И 13 и псступает на входы элементов И 16 и И 15. На выходе элемента И 16 сигнал появляется, если уменьшение мощности источни- ка требуется и по условиям компенсации реактивной мощности, а на выходе элемента И 15 - только в том случае, если по условиям компенсации реактивной мощности требований к режиму источника нет. В последнем случае на выходе блока 10 управления нет сигнала, а на выходе элемента НЕ 14 сигнал появляется. В то время, когда сигнал на выходе блока 10 управления;, есть, команда. на уменьшение мощности источника через элемент И 15 пройти не может, так как на выходе элемента

НЕ 14 сигнала нет, нс может пройти через элемент И 16, если поступил аналогичный сигнал от блока 1.

Таким образом, в то время, когда требуется комгенсация реактивной мощности, увеличение реактивной мощности производится только по условиям компенсации реактивной мощности, а снижение - также по условиям компенсации реактивной мощности, но с учетом органичений по минимальному допустимсму уровню напряжения у электроприемников и по допустимому току контролируемого элемента сети.

Когда компенсация реактивной мощности не требуется, предлагаемое ус-. тройство регулирует мощность источника реактивной мощности по минимуму допустимого напряжения у электро-. приемников с точностью, определяемой зоной нечувствительности блока 4, с учетом ограничений по полному току с точностью, определяемой зоной нечувствительности блока 7.

Блок 4 измерения напряжения у электроприемников с выхбдными каналами ми 5 и 6 представляет собой регулятор нап1 яжения, в частности регулятор напряения с токовой компенсацией °

Блок ограничения по полному току представляет собой устройство, аналогичное блоку 1, в котором не тре922 7ОЗ

ВНИИПИ Заказ 2579/62 Тираж 908 Подписное

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Исполнительные элементы 18 и 19 представляют собой релейные устройст.ва.

Применение предлагаемого устройства для регулирования реактивной мощности источника позволяет обеспечить минимальное производство электроэнергии, а следовательно, и экономию топлива при соблюдении технических ограничений. в.один период времени за счет, снижения потерь электроэнергии в элек- 10 .трических сетях, .а в другой период за счет снижения расхода электроэнергии электроприемниками вследствии оптимизации режима напряжения.

Формула изобретения 15

Устройство для регулирования источника реактивной мощности в нагрузочном узле, содержащее блок измерения реактивного тока., выходные кана- 2О лы блока измерения реактивного тока

"Увеличить" и "Уменьшить" с соответствующими исполнительными элементами "Увеличить" и "Уменьшить"; о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функций устройства, в него введены блок управления по внешнему сигналу, например по превышению тока электроприемника заданной величины; блок измерения напряжения у электроприемников, блок ограничения по полному току, каждый с каналами "Увеличить" и "Уменьшить", логические элементы И, ИЛИ, НЕ, причем выход канала Увеличить" блока измерения реактивного тока и выход блока управления по внешнему сигналу соединены каждый с соответствующим входом логического элемента И, выход которого соединен с входом логического элемента ИЛИ, два других входа которого соединены соответственно с выходами каналов "Увеличить" блока из-. мерения напряжения и блока ограниче/ ния по полному току, а выход соединен с входом исполнительного элемента "Увеличить", при этом выход канала "Уменьшить" соединен с входом второго элемента И, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И, а выход соединен с входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного элемента ".Уменьшить", причем другой вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И,, один вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с выходом блока управления по внешнему сигналу, а другой вход четвертого элемента И соединен с выходом третьего элемента И, два входа которого соответсвенно соединены с выходами каналов "Уменьшить" блока измерения напряжения и блока ограничения по полному току.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Регулирование напряжения и реактивной мощности в распределительных сетях с помощью батарей конденсаторов. И., СИИТИ, 1969.

2. Рижский опытный завод. "Энергоавтоматика". Устройство автоматического типа "APKOH-1". Техническое описание и инструкция по эксплуатации.

1969.