Устройство автоматического регулирования напряжения в электрических сетях

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(72) ф.И.Зак и Н.С.Маркушевич (53) 621.311.1,072,2(088.8) (56) Сиротинский Е.Л., Рожков М,Г. и Панфилов Н.И. Автоматическое устройство для регулирования напряжения в распределительных сетях посредством переключения ответвлений трансформаторов под нагрузкой. Докл. на Всесоюзной конф. по качеству напряжения и его регулированию в электрических сетях и системах. М,: ЭНИН им. Г,М.Кржижановского, 1961, с.339-348.Устройство автоматического регулирования трансформаторов пад нагруз кой типа АРТН, Техническое описание и инструкция по эксплуатации устройства АРТН. Рига: РОЗ "Энер,гоавтоматика", с.48. ЯО 1288816(54) УСТРОЙСТВО АНТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОфАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ф ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ(57) Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического регулирования напряжения с помощью силовых трансформаторов с переключением под нагрузкой. Целью изобретения является повышение качества регулирования напряжения при изменениях схемы электри ческой сети, для которой это напряжение регулируется. Это достигается тем, что известный регулятор дополнен блоками телесигнализации состояния коммутирующих аппаратов в электросетях 18, телеизмерения токов 2 и напряжений 1, выбора уставок 17, моделирования необходимого напряжения 15, сравнения его с фактическим 16, телеуправления 19, элементами выдержки времени 21, соединенными1288816 между собой и с известным устройством логическими элементами И, ИЛИ,НЕ. Изобретение позволяет повыситькачество электроэнергии у потребителей, снизить непроизводительный рас 1 Изобретение относится к электроэнергетике, преимущественно к регулированию напряжения с помощью силовых трансформаторов и автотрансформаторов с регулированием под нагруз кой.Цель изобретения - повьппение качества регулирования напряжения. ОНа чертеже представлена блок-схема устройства автоматического регулирования напряжения в электрических сетях.15 Схема содержит блок 1 телеизмерения напряжения, блок 2 телеизмерениятока, блок 3 токовой компенсации,блок 4 стабилизации напряжения, блок5 контроля исправности регулятора ипереключателя, блок 6 выдержки времени, блок 7 оперативного измененияуставки по напряжению, блок 8 исполнительных органон, блок 9 запрета работы стабилизатора напряжения, элементы И 10. 1; 10.2; 10.3, 10,4, 10.5,расширители 11.1, 11.2 импульсов,элементы НЕ 12,1, 12,2, 12.3 блок13 контроля исправности дополнительных элементов, блок 14 передачи импульсов по телеканалу, блок 15 моделиронания необходимого напряжения,блок 16 сравнения, блок 17 выборауставок по напряжению и токовой компенсации и допустимого напряжения,блок 18 телесигнвлизации положениякоммутирующих аппаратов н электросети, блок 19 телеуправления, расширитель 20 тактовых импульсон, элементы 21.1, 21.2 времени, генератор22 тактовых импульсон и элементыИЛИ 23,1 и 23.2,Устройство работает следующим образам,45 ход электроэнергии как н сетях энергосистем, так и в сетяк потребителей. Кроме того, повышается оперативность управления напряжением времонтных и аварийных режимах, 1 ил В блок 4 стабилизации подается измерительное напряжение сети Бв блок 3 токовой компенсации подаются измерительные токи сети 1 по которым ведется токовая компенсация при работе без учета изменения схемы электросети, С помощью блоков 7 (третий вход) и 3 устанавливаются уставки по напряжению и по токовой компенсации, которые обеспечат технически допустимое напряжение при работе регулятора без учета изменения схемы электросети, а также с помощью блока 7 (первый и второй вход), устанавливаются крайние допустимые коррекции уставки по напряжению "Вьппе" и "Ниже". На блок б выдержки времени устанавливается вьдержка времени для отстройки от флуктуаций режима работы электросети , на которые регулятор не должен реа гировать. Для исходного состояния схемыэлектросети набираются в блоке 17исходные уставки по напряжению токовой компенсации и предельно допустимым напряжением, которые вводятсяв блок 15. На другой вход блока 15поступают телеизмерения токов присоединений регулируемой подстанции,Этих присоединений может быть больше, чем для блока 3,В блоке 15 моделируется для каждого присоединения уравнение" Б + К 1 т(1); где Б - величина напряженйя на шинах центра питания данной сети; П - опорный уровень напряжения (установка по напря-, жению); К - коэффициент статизма регулиронания, 1 (с) - величина токатвнагрузки присоединения, по которому осущестнляется токовая компенсация, изменяющаяся во времени, Результаты1288816 30 этого моделирования складываются между собой или сравниваются, в зависимости от выбранного алгоритма управления. Если определенное в результате этой операции напряжение не выходит за пределы допустимых для любого присоединения напряжений, то оно поступает на блок 16 сравнения, если выходит за пределы, то на блок 16 подается предельно допустимое напряжение, В блоке 16 производится вычитание из этого напряжения заданного телеизмерения напряжения. Если разность положительна .и превышает заданную величину, то на выход блока 16 подается команда "Выше" ,если отрицательна, но по модулю превышает заданную величину , то на выход подается команда " Ни же20 Эти команды запускают элемент 21 времени и после истечения его выдержки времени поступает сигнал в соответствующий элемент И 10, 1, который запускает блок 19 телеуправления в тот момент, когда на вход элемента И 10,1 также поступает сигнал от генератора 22 тактовых импульсов, Наличие раздельных элементов времени на каждую команду повышает надежность работы устройства. Передав команду, блок 19 запускает один из расширителей 11 импульсов, который передает соответствующую команду в блок оперативного изменения уставки по нап40 ряжению, включая соответствующую заранее выбранную коррек Блок 11 расширения импульсов необходим, если команды телеуправле ния поступают импульсами. Тогда блок 11 запоминает их на заданный период между двумя следующими друг за другом импульсами. Это время должно быть меньше выдержки времени, 50 установленной на блоке 6.При поступлении команды "Выше" в блоке 7 оперативного изменения уставки 7 вводится максимальная коррекция уставки в сторону повышения 55 напряжения, а при поступлении команды "Ниже" - максимальная коррек - ция уставки в сторону понижения напряжения. 4Блок 7 оперативного изменения устанки по напряжению представляет собой группу отпаек от входного трансФорматора блока 4 стабилизации игруппу релейных устройств для подключения соответствующей отпайки,осуществляя тем самым изменениенапряжения уставки блока 4 стабилизации.Блок 4 стабилизации напряжения,определив, что разность между измеряемым напряжением и уставкой превышает заданную величину, формирует соответствующую команду для блока 8 исполнительных органон,Одновременно сигнал от расширителя 11. 1 импульсов проходит через элемент ИЛИ 3.1 и подается на вход элемента НЕ 12.3, после чего на выходе этого элемента и следующего .аним элемента И 10.4 появляется логический ноль, что приводит к прекращению работы блока 9 запрета и снятию запрета с работы регулятора.Одновременно сигнал от элемента ИЛИ23.1 поступает на элемент И 10.5,который при наличии на его входе команды от регулятора, передает команду через второй элемент ИЛИ 23,2 наблок исполнительных органов, в обходблока 6 выдержки времени регулятора.Если после переключения напряжение не изменится на необходимую величину и блок 16 не снимет сигнал сосвоего выхода, то команда снова пройдет со следующим тактовым импульсоми выполнится без выдержки времени.Если после переключения блок 16не выявил нужной разности между Аактическим напряжением и требуемым,тосигнал через блоки 19, 11, 11,2,23.1 не проходит, и на выходе элемента НЕ 12.3 появляется логическая единица,Блок 13 контроля исправности дополнительных элементов при условииисправности контролируемых им блоковвыдает сигнал, разрешающий работу генератора 22 тактовых импульсов, и через блок передачи импульсов по телеканалу (линии связи) 14 и расширитель20 тактовых импульсов подает на входчетвертого элемента И 12,2 логическую единицу,При наличии на двух в одах четвертого элемента И логической единицы,на выходе также появляется логическая единица, которая запускает блок,9 запрета и работа регулятора пре 12888161 О 15 20 25 30 35 40 45 50 55 крапается, т.е. переключатель остается в последнем положении,Если 13 блок контроля исправностидополнительных элементов зафиксируетнеисправность какого-либо из контролируемых им блоков и на выходе. блока13 появится логический ноль, прекратится работа генератора тактовых импульсов, на входах элементов И 10,1,и 10,2 появится логический ноль,прекратится рабЬта блока 9 запретаи снимается запрет работы регулятора, Одновременно с остановом генератора тактовых импульсов прекратитсяподача команд на блок 19 телеуправления, Тогда появятся логическиеединицы на выходах блоков НЕ 12,1 и12.2, элемент И 10.3 также выдаст логическую единицу и регулятор перейдет на автоматическое регулированиенапряжения по уставкам, выставленнымна третьем входе блока 7 и на блоке3 без учета изменений схемы сети ибудет поддерживать в общем случае неоптимальное, но технически допустимое напряжение, При этом командаот блока 4 к блоку 8 будет передаваться через блок 6 выдержки времени, так как на один из входов элемента И 10,5 от элемента ИЛИ 23.1будет постоянно подаваться логический ноль. Логическая единица поступает на третий вход блока 7 ипри исправном устройстве, но в периоды времени, когда от блока 19телеуправления не поступает никакихкоманд, это не приводит к работе регулятора, так как в это время работает блок 9 запрета.Учитывая, что современная распределительная электросеть резервируется от нескольких подстанций, изменение схемы влияет на уставки регуляторов напряжения всех этих подстанций. Поэтому наиболее целесообразноприемное устройство блока 18, блоки15 - 17 и передающее устройство блока 14 размещать в центре управлениявсей распределительной сети, подключенной к данным подстанциям, а телесигналы и телекоманды передаватьпо соответствующим линиям связи,Блоки 15 - 17 могут быть выполнены в виде аналоговых сумматоров и умножителей с контактной или бесконтактной логикой или для их выполнения могут быть использованы микропроцессоры,В частности, .блок 15 цолжец выполнять ВццЛислеция уранцецця Г 1) для всех присоедицеций, суммирование всех получеццых по уравнению (1) напряжений и деление этой суммы ца число присоедицецнй, По другому алгоритму в блоке 15 должно быть вы -брано максимальное напряжение, полученное после расчета по уравнениям(1). Как в одном, так и в другомслучае должна быть произведено сравнение с допустимым напряжением. Блок 16 производит вычитание двух напряжений и сравнение результата с пороговой величиной, Блок 17 может быть выполнен в виде схемы соответствия набора опорных напряжений Н ; и сопротивлений К. для каждогог-го присоединения и для каждого положения коммутирующих аппаратов на данном присоединении. Эту задачу лучше всего решать с помощью процессора, Для выполнения Функций блоков 3 - 9 лучше всего использовать известный регулятор напряжения типа АРТН.Регулирование напряжения с учетом изменения схемы электросети позволит повысить качество электроэнергии у потребителей, снизить непроизводительный расход электроэнергии как в сетях энергосистем, так и в сетях потребителей. Кроме того, повышается оперативность управления напряжением в ремонтных и аварийных режимах,Формула изобретения Устройство автоматического регулирования напряжения в электрических сетях, содержащее блок стабилизации напряжения, к входам которого подключены блок токовой компенсации, блок оперативного изменения уставки по напряжению, блок запрета работы стабилизатора напряжения, а к выходу блока стабилизации напряжения подключены блок контроля исправности регулятора и переключателя и блок выдержки времени, блок исполнительных органов для воздействия на привод переключателя трансФорматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества регулирования напряжения с условиях изменяющихся схем электросети, оно снабжено блоком телеизмерения напряжения и тока присоединений регулируемой подстанции, блоком телесигнализации1288816 Составитель О.НаказнаяРедактор С.Патрушева Техред М,Ходанич Корректор ВВУтяга Заказ 7818/53 Тираж 641 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-Э 5, Раушская наб д.4/5Производственно-волиграйическое предприятие, г.ужгород, ул,Проектная,4 положения коммутирующих аппаратов вэлектрической сети, блоком выборауставок, блоком моделирования необходимого напряжения, блоком сравнения Фактического и необходимого напряжения с двумя выходами "Выше" и"Ниже", блоком контроля исправностидополнительных элементов, блокомтелеуправления с двумя выходами"Выше" и "Ниже", тремя расширителями импульсов, тремя логическими элементами НЕ, пятью логическими элементами и двумя логическими элементами ИЛИ, двумя элементами времени,генератором тактовых импульсов,бло 1 ком передачи импульсов по телеканалам, причем выход блока телесигналиэации соединен. с входом блока вы 1бора уставок, выход которого соединен с входом блока моделирования необходимого напряжения, другой входкоторого соединен с выходом блокателеиэмерений тока, а выход - с блоком сравнения второй вход которогосоединен с выходом блока телеиэмерений напряжения, а каждый из двухвыходов соединен с входом соответствующего элемента времени, выходкоторого соединен с входом одногоиз соответствующих первых двух элементов И, вторые входы которых соединены с выходом генератора тактовых импульсов, а выходы " с соответ"ствующим входом блока телеуправления, оба выхода которого соединеныс входами соответствующих расширителей импульсов, выходы которых "Выше" и "Ниже" соединены с соответст"вующими входами блока оперативного измерения уставки по напряжению ис соответствующими входами первогоэлемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом третьего элемен та И и с входом первого элемента НЕ,выход которого соединен с первымвходом четвертого элемента И, второй вход которого соединен с выходомтретьего расширителя тактовых им пульсов, а выход - с входом блока запрета работы стабилизатора напряжения, при этом вход третьего расширителя тактовых импульсов соединен свыходом блока передачи импульсов по .телеканалу, вход которого соединенс выходом генератора тактовых импульсов, вход которого соединен свыходом блока контроля исправностидополнительных элементов, а выходблока стабилизации напряжения соединен с вторым входом третьего элемента И, выход которого соединен содним входом второго элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с выходом блока выдержки времени, а выход соединен с блоком исполнительныхорганов, выход которого соединен сосхемой управления приводом переключателя, при этом третий вход блокаоперативного изменения уставки, соответствующий средней уставке понапряжению, соединен с выходом пятого элемента И, два входа которогосоединены с выходами соответствующих 35 второго и третьего элементов НЕ,входы которых соединены с соответствующими выходами первого и второго расширителей импульсов команд "Вьвие"и "Ниже"