Устрйство для моделирования городских электрических сетей

Сова Советских оциалистических РеспубликКомитет по делам аооретений и открыти ори Совете Министров СССР, М явител мянскии научно-исследовательскии институт энергетик СТРЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГОРОДСК ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙПредлагаемое устроиство - специализи рованное. Оно предназначается для определения разомкнутых городских электрических сетей (ГорЭС), обеспечивающих минимум потерь активной мощности. 5Известны универсальные устройства для моделирования городских электрических сетей постоянного и переменного тока. Наряду с цифровыми вычислительными машинами они могут применяться для расчетов эксплуа тационных режимов путем электрического моделирования.Однако реальное число моделирующих узловых точек сетей известных устройств не превышает 100, в то время как приходится 15 моделировать сети со значительно превосходящим числом узлов. Наращивание известных моделей соответствующими блоками для выбора оптимальных разрезов ГорЭС практически малоцелесообразно, так как при 20 этом требуется большое число замеров токов в модели сети, весьма трудоемких из-за отсутствия специальных устройств для автоматизации измерений и логических действий. Кроме того, недостаточная наглядность унн версальных машин затрудняет набор и изменения схемы, а также обеспечение последовательности операции. В этом случае затрудняется также контроль загруженности реальных линий. 30 Цель изобретения - создание специализированного автоматизированного моделирующего устройства для выбора оптимальных разрядов городских электрических сетей на базе унифицированных блоков для сборки индивидуальных моделирующих устройств, обеспечивающих ускорение расчетов, наглядность схем больших сетей, удобство работы оператора, несложное производство необходимых изменений в модели по мере развития сети. Достигается она тем, что в предлагаемом устройстве применены измерительно-логическое устройство для автоматизации выбора оптимальных разрезов ГорЭС, устройства контроля загруженности линии и правильности коммутации схемы в процессе выбора разреза. Мнемоническая схема сети непосредственно строится на ячейках, моделирующих элементы сети.На фиг. 1 изображена блок-схема устройства; на фиг. 2 - лицевая панель ячейки трансформаторной подстанции (ТП); на фиг, 3 - лицевая панель ячейки распределительного пункта (РП), на фиг. 4 - лицевая паганель ячейки центр питания - распределительный пункт (ЦП-РП).Модель сети 1 (фиг, 1) состоит из основной наборнои стойки ячеек ТП, РП и транзитных запасных) ячеек, а также из малоп наборной стойки ячеек ЦП-РП. Ячейки ТП-РП в3основной наборной стойке набирают в соответствии с географическим расположением элементов сети в натуре. Ячейка ТП (фиг. 2) включает две секции шинн 2 подстанции с соответствующей гравировкой на панели, соединенные нормально замкнутым (НЗ) двух- контактным гнездом д; четыре линии электропередачи 4 с гравировкой на панели с необходимыми наборами сопротивлений и НЗ гнездами 5; наборные линии б с гравировкой на панели и,полулинии 7 с гравировкой на панели, составляющие целые линии с полулиниями соседних ячеек, Ячейка РН (фиг. 3) основной наборной стойки включает две секции шин 8 с девятью отходящими линиями 9 с гравировкой, снабженными НЗ,двухконтактными гнездами 5, три наборные линии б с гравировкой и двенадцать полулиний 7 с гравировкой.Транзитные ячейки представляют собой ячейки ТП или ячейки РП основной стойки с использованием только их наборных линий. Линии электропередач, отходящие и наборные линии по обеим концам снабжены одно- контактными гнездами 10. Гнезда 8, 5 и 1 О выведены на лицевые панели. В рамки 11 на лицевых панелях вставляют бирки, отражающие номер ТП или РП и параметры линии электропередач и ТП. Для электрического соединения ячеек с генеральным монтажом служат разъемы. Малую наборную стойку набирают из ячеек ЦП-РП по возрастающим номерам РП, Эти ячейки соединяют с генеральным монтажом разъемами. Ячейка ЦП-РП (фиг. 4) включает фидерные линии 12 с гравировкой,с двухконтактными НЗ гнездами 18 и с соответствующими рамками 14 для бирок с обозначениями параметров, Внутри ячеек расположены сопротивления фидеров и отходящих от РП лишний, а также шунты фидеров и отходящих линий. Моделирующие сопротивления в ячейках элементов сети набирают последовательно и параллельно включенными резисторами из набора резисторов, входящего в комплект моделирующего устройства ГорЭС,Блок моделирования нагрузок или блок нагрузочных токов,15 (фиг. 1) состоит из трансформатора 220/500 в 50 гц с выводами вторичной обмотки напряжениями от 20 до 500 в со ступенями 2,5. Эти выводы, собранные на панели 1 б задания токовых нагрузок, содержат высокоомные сопротивления.Измерительно-логический блок 17 состоит из блока усиления входного сигнала на стандартных усилителях постоянного тока со схемой автоматического выбора масштаба измерения, блока измерения и запоминания входного напряжения, блока выбора направления переноса разреза, измерительного штеккера и блока программного управления и оперативной сигнализации.Устройство для автоматического контроля загруженности линии содержит паганель 18 набора допустимых значений загруженности 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4линии, шунты контролируемых лишний, примыкающих к шинам РП малой стойки, блок опроса 19, схему сравнения 20 с сигнальнымтабло.Блок питания 21 подключен к сети однофазного переменного тока 220 в.Модель, сети 1 через панель 1 б подключенак выходу блока 15. Вход панели 18 подключен к модели сети, а выход - к блоку опроса 19. Панель 18 получает питание от блока15. Выход блока опроса подключен ко входусхемы сравнения 20. Блок 17 через измерительный штеккер подключается к модели 1.Блок 21 питает блоки 15, 17 и 20.Оптимизация режимов разомкнутых городских электрических сетей может быть осуществлена на основе расчета экономичного распределения потоков в рассматриваемой сетиразмыканием наиболее слабо загруженныхлиний контуров замкнутой схемы сети. Установлено, что на оптимально выбранных разрезах одновременно обеспечиваются и минимумы напряжения т. е, перемещение разрезов от оптимальных, положений в любом направлении приводит к росту напряжения наних. На простейшем примере кольцевой сетилегко убедиться в том, что оптимальный разрез приходится на ветвь с минимумом токадо разрезания и минимумом напряжения после разрезания. Таким образом, разрезы можно выбрать не только по минимуму тока, но ипо минимуму напряжения.Алгоритм работы, предлагаемого моделирующего устройства основан на обеспеченииминимумов напряжений на разрезах сети.Поскольку в разомкнутой сети каждый разрез размыкает один определенный контур,опирающийся на пункты питания, любое перемещение разрезов по,питающим линиям ненарушает разомкнутости сети и общего числа разрезов. Алгоритм предусматривает поочередное перемещение разрезов из соответствующих натуре исходных положений додостижения минимума напряжения на каждом из них. Процесс носит итерационный характер. На,примерах расчетов указаннымалогритмом действительных ГорЭС выявлено,что для обеспечения сходимости интерационного процесса с практически необходимойточностью один разрез,при каждом шаге перемещается 3 - 4 раза полный цикл одногоразреза при каждом шаге составляет 3 - 4, аполный цикл перемещений всех разрезов повторяется не более 4 - 5 раз. Число перемещений уменьшается при целенаправленном перемещении,Предлагаемое устройство обеспечивает автоматизацию измерения напряжения на разрезе, запоминание его величины, определениенаправления перемещения разреза, измерениенапряжения на разрезе в последующем егоположении, сравнение этих двух величин иподачу сигнала о дальнейших действиях.Кроме того, в устройстве предусмотрена возможность измерения величины токов в отхо 368621дящих от РП линиях, сравнение их с допустимыми значениями и подачи соответствующего сигнала, а также световой и звуковой сигнализации о неправильной коммутации при,перемещении разреза.Для конкретной сети подготавливают ячейки ТП. ЦП-РП с соответствующим набором в них сопротивлений линий электропередач и соответствующей маркировкой. Подготовленные ячейки собирают в модели сети с обеспечением географического расположения ТП и РП. Соединения схемы сети осуществляются короткими шнуровыми вилками со стороны лицевых панелей ячеек, что окончательно формирует мнемоническую схему непосредственно на модели. Для наглядности мнемоники гравировки на лицевых панелях ячеек использованных линий обводят специальным карандашом цвета соединительных шнуровых вилок. Разрезы осуществляются изолируюгцими штеккерами цвета, резко отличающегося от фона и линии соединений, с номерами разрезов на .головках. В моделирующем устройстве нагрузки ТП набирают по величинам нагрузочных токов определенных или по результатам данных натурных измерений, или по результатам расчетов на основе установленных мощностей и заданных коэффициентов, или по данным статистических расчетов с округлением на 0,25 О 1 О от максимума.Нагрузочные токи набирают на панели 16 при;помощи коммутационных шнуров,Разрезы перемещают поочередно вручную путем замены соответствующих изолирующих штеккеров измерительным штеккером блока 17 (фиг. 1) согласно получаемой от него информации на световом табло,По окончании оптимизации сети в целомили в любое время включением соответствующего ключа в схеме сравнения 20 запускают блок опроса 19 для контроля на превышение токовых нагрузок на линии сети. Блок опроса поочередно падает на схему сравнения пары величин напряженнй, которые соотвегст- Ы вуют действиетельным и допустимым токамконтролируемых линий, Значения допустимых токов на линии электропередач устанавливают коммутацией на панели И. Схема сравнения 20 выдает сигнал о перегрузке или нор мальной загрузке линии. Предмет изобретения2 О Устройство для моделирования городскихэлектрических сетей, содержащее модель сети, блок нагрузочных токов, измерительнологический блок, блок опроса и схему сравггения, блок задания токовых нагрузок и блок 25 допустимых значений загруженности линий,от.гичающееея тем, что, с целью, повышения быстродействия и точности устройства, в нем один из выходов модели сети подключен ко входу из мери тельно-логнческого блока, дру- ЗО гой ее выход через блок допустимых значенийзагруженности линий соединен с блоком опроса, выход которого подключен к схеме сравнения, а выход блока нагрузочных токов соединен с блоком допустимых значений за груженности линий.68621 фиг Составитель Е. Тимохинаактор Б. Федотов Техред Л. Грачева Корректоры: С, Сатагуловаи Е Сапунова пог ра фи я, п р. Са пуп о Заказ 619/14ЦНИИПИ Комитета п зд.185 Тираж 647 Подписно лам изобретений и открытий при Совете Министров ССС осква, Ж, Раушская наб., д. 4/5