Устройство противоаварийной автоматики

(9) ) 3(50 Н 02 д 3 24 ПИСАНИЕ ИЭОБРЕТЕНИ ЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКОМУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬЗТИЙ(56) 1. Иофьев Б.И. Автоматическоеаварийное управление мощностью энергосистем. М., "Энергия", 1977,с. 208-212.2. Розенблюм Ф,М. Измерительныеорганы противоаварийной автоматикиэнергосистем. М., Энергоиздат, 1981,с. 143-146,(54)(57) УСТРОЙСТВО 1 РОТИВОАВАРИЙИОЙ АВТОИАТИКИ, содержащее датчикразности фаз, датчик разности частоти реагирующий орган, первый и второй входы которого подключены к выходам упомянутых датчиков, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повыщения точности выявления аварийной ситуации на подстанции с синхронной нагрузкой, дополнительно введены последовательно соединенные дифференцирующая схема и пиковый детектор, а реагиру.хаий орган состоит из сумматора с элементами задания весовых коэффициентов на его входах и компаратора на его выходе, причем вход дифференцирующей схемы подключен к выходу датчика разности фаз, а выход пикового детектора подключен к третьему входу реагирующего органа.Изобретение относится к автоматическим средствам выявления аварий ной ситуации в энергосистеме по характеристикам "угол-скольжение"синхронной машины,Известно устройство протиноаварийной автоматики на основе граничпЗх траекторий в плОскОсти взаимный угол-скольжение", Фиксируюцеевыход параметров синхронной машиныэа правую ниспадающую часть тойграничной характеристики, котораясоответствует исходной величинепередаваемой активной мочностипо системной связи, представляемойначальным значением угла ОоИ 7 .Приэтом скольжение Б определяется как производная от текущегозначения угла 8 , что ведет к неправильному действию устройства в случаях, когда Фаза напряжения контролируемой точки сети изменяется скач ком н момент большого возмущения.Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяустройство, содержащее датчик разностч Фаэ напряжений, датчик разности частот, инвертор, интегратор,реагируюций орган, входы которогогодключены к выходам датчиков разности Фаз, частот и интегратора,Устройство реализует зависимостьК 484-КЯ,) Уср и используется длявыявления асинхронного хода двухрайонов энергосистемы. Выбор рабочей граничной траектории осущестнля.ется по величине 3 характеризующей тяжесть исходного режима2,10 5 30 Зс Цель изобретения - повышение точности работы устройства на подстанциях с синхронной нагрузкой путем автоматической самонастройки в функции исходной загрузки двигателей. 65 При использовании данного устройстна для контроля состояния двух секций подстанции с резервируемыми О источниками Питания и синхронной нагрузкой (СДоно теряет эффективность и способность выбора рабочей граничной траектории, Член уранИЕния Куй, исчезает, так как обязательным условием оперативных переключений ответственных потребителей с одного источника на другой без перерына питания является синфаэность источников в нормальном режи ме (возможность параллельной работы.секций подстанциии б = О всег да. В силу этого доаварийный учет тяжести исходного режима (загрузки СД 1 в известном устройстне невозможен и оно контролирует единственную граничную траекторию по уравнению 3+КЬ)3,. что приводит к су-.4 /цественной потере селективности и снижению точности его работы.60 Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеедатчик разности фаэ, датчик разностичастот и реагирующий орган, первыйи второй входы которого подключенык выходам упомянутых датчиков, введены последовательно соединенныедифференцирующая схема и пиковыйдетектор, а реагирующий орган состоит из сумматора с элементамизадания весовых коэффициентов наего входах и компаратора на еговыходе, причем вход дифференцируюцей схемы подключен к выхоцу датчика разности Фаэ, а выход пиковогодетектора подключен к третьему входу реагирующего органа.Интегратор как элемент с большимзамедлением восприятия информациии инвертор иэ схемы исключены. Устройство производит мгновенную Оценку тяжести исходного режима непосредственно в момент аварийного возмущения.Более точный замер угла 2 нагрузки СД в момент -варийного возмущения обеспечивается выполнением пиконого детектора в виде схемы "выборкихранения" с управляемым ключом навходе,На Фиг, 1 представлена схема устройства; на Фиг. 2 - харакеристикаего срабатывания.Устройство противоанарийной автоматики содержит датчик 1 разностифаз Д напряжений П, и Ь секцийподстанции потребителя, датчик 2разности частот Б, преобразователичастота-напряжение 3 и 4, схему 5сравнения на операционном усилителе (ОУ, дифференцируюцую схему 6,пиковый детектор 7 и реагирующий орган в виде сумматора 8 с компаратором 9. На входе сумматора установлены сопротивления для задания весовыхкоэффициентов Кд, К и К входныхвеличин. Компаратор 9 сравниваетсигнал О. на выходе сумматора с уставкой 7 э, пРопоРЦиональной величине заданного угла срабатынания,Входы устройства подключены к первойи второй секциям подстанции с вводными выключателями сети 10 и 11,разделительным ныключателем 12,синхронной нагрузкой - синхроннымидвигателями - СД 13 и СД 14. На входы сумматора 8 через сопротивления В 4 - В соответственно 15-17 подается напряжение ".8, пропорциой нальное текущему значению угла О сдвига Фаз, напряжений Б и напряжение Б, пропорциональное зафиксированному н момент аварийного возмущения значению угла Д, нагрузки синхронной машины, напряжение пропорциональное текуцему значениюскольжения В, Устройство реализует уравнение срабатывания вида4, з ф 0+к,Й фзО,=Ц 10 уогде В - сопротивление обратной связи 18 сумматора на ОУ. Характеристика срабатывания устройства по этому уравнению приведена на фиг. 2, для различных значений момента загрузки двигателя ш, соответствующих зафиксированным в момент аварии В нормальном режиме работы объекта вектор ЭДС двигателя СД 13 отстает от напряжения секции Б на угол 3, определяемой нагрузкой агрегата.Однако напряжения на входах устройства О и Б относительно друг друга синфаэны и синхронны, исходный угол Я, равен О, скольжение Б = О, напряжения Б, О. и Б равны О, устройство не действует.В момент потери связи с питающим источйиком прекращения электроснабжения секции 1 фаза напряжения ц смещается скачком от О, = 0 до некоторого значения 0 = 8 соответствующего фазе ЭДС синхронного двигателя СД 13 в исходном режиме . Дифференцирующая схема 6 передает этот скачок напряжения О неискаженнымона конденсатор пикового детектора, заряжающийся без выдержки времени, Все последующие изменения текущегозначения угла 8 происходят с мень-. шей скоростью и дифференцирующим звеном не передаются, пиковый детектор сохраняет зафиксированное значени Б,. Таким образом, в процессе выбега потерявшего питание двигателя на входы сумматора 8 непрерывно поступают величины текущего значения Б 8, Б и зафиксированного исходного значения угла нагрузки О.Пусть при минимальной доаварийной загрузке СД, например ш = 0,5, член уравнения, определяющий тяжесть исходного режима, равен КО . Тогда для срабатывания устройства необходимо достичь значений остальных параметров БЭ - К 3 д = К ОД + КЭто соответствует уставкам срабатывания по углу и скольжению Ыр и Яср,(пересечению характеристики выбегающего СД с граничной траекторией ш = 0,5 в точке 19) . Если фактическая доаварийная загрузка СД больше, напримерш = 0,9, то в момент потери питания фиксируется и большее значение К Бчем и достигается повы 1 оя,,шение селективности устройства.В этом случае для срабатыванияустройства достаточно достичь значительно меньших величин К-, +,ОКз 3 э -- Бэ - К Б соответствУюших УставкамБ , т.е. характеристикавь;бегающего СД пересечет граничнуютраекторию ш = 0,9 в точке 20. Устройство обладает двусторонним действием, поскольку при потере питаниявторой секции аналогичным образом,но с изменением знака напряженийи Бзформируются характеристики выбега СД 14.Известное устройство не позволяло выявлять тяжесть исходного режима синхронных двигателей на подстанции потребителя с автоматическойадаптацией характеристик срабатывания. Поэтому ошибка фиксации потери питания СД для заданной характеристики ш = 0,5 при реальной загрузке ш = 0,9 составит по скольжению ЬБ = В2 - 8-, и по углу ЬУ =- 3 р фиг. 2, точка 21),Предложенное устройство позволяет устранить эту ошибку, точностьего работы выше, Выходное воздействие устройства может быть использо 35 вано для защиты СД от асинхронногохода после восстановления питания,от потери питания, для пуска системы ЛВР и ресинхрониэации СД, блокировки действия системы ЛЧР на под 40 станции с двигателями и т.д. Экономический эффект от использованияустройства достигается за счет того,что своевременное выявление аварийной ситуации позволяет либо предотв 45 ратить излишнее действие автоматикис последующим нарушением технологического процесса потребителя, либонамного быстрее принять необходимыемеры по разгрузке, самозапуску и ресинхронизации ответственных СД, исключить ущерб от расстройства технологии производства при кратковременном нарушении электроснабжения.1 С 69066 Кср Составитель Н.ЛоханинаРедактор Т,Кугрышева Техред Л,Пилипенко Корр тор Л.Ференц акаэ ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Фил 11483/51 ВНИИПИ Государс по делам из 113035, Москва, ираж 61 Ьвенного кбретенийЖ, Рау Подписноемитета. СССРоткрытийская наб., д. 4/5