Устройство для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети

ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРС деления тельности ущерба электроэнергии п ения в центре пи ении режима в ра чувствинекачественнойклонению напряж сети. При изм делительной э ктрической сети 1 н аап СССР 982,АВТОМАТИЧЕСКО ЕНИЯ УЗЛА ЭЛЕ рег вит относится к электожет быть использорежимом напряжераспределительныхизобретения яв -ежности и устойвырабатывает си минимальному ущ ь 5, которыи тветствующий ния сет и л ербуи. и электроэнерги ет команду на п т некачествен ляется повышение н ивос ия напряегулятор 3 по од 2 устройст улиро ричес системы ия в углах элек гулировани осуществля матора 1 иотклонен под сети нагрузко реключен печивает атыв и, котор ие транс ср ия чества лирова еньшения ко тройства ре тем ния об од пает ввенеобхоитания. узкои, Это дост ния в устройств е имое 2 ил аетс блок итре для опреГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯРЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРРИЧЕСКОЙ СЕТИ(57) Изобретениероэнергетике и мвано для управленв электрическях 6-35 кВ. Це к 6 токовои компенсации и датчика 4 н ряжения сигнал подается на вход блока 8, с выхода которого сигнал подается на вход ключа 7 с зоной нечувствительности, Если чувствительность незначительна, то ключ разомкнут и сигнал на вход автоматическогоулятора 3 не подается. Если чувстельность значительная, то на вход автоматического регулятора 3 поступает сигнал с блока 6 токовой компенсации через функциональный преобразоваИзобретение относится к электроэнергетике, может быть использовано для управления режимом напряжения н электрических распределительных сетях 6-35 кВ и является усовершенствованием устройства по ант.св.У 1171901,Целью изобретения является повышение надежности и устойчивости системы регулирования напряжения в узлах электрической сети путем уменьшения количества срабатывания устройства регулирования под нагрузкой.Нд фиг. 1 приведена зависимость ущерба от некачественной электроэнергии в функции отклонения напряжения в центре питания; на фиг. 2 - блоксхема устройстна для автоматического регулирования напряжения узла электрической сети.Одним из нормируемых показателей качества электроэнергии по напряжению является отклонение напряжения (ОН) у потребителя от номинального значения. Поэтому под качеством регулирования напряжения понимаетсяобеспечение допустимых ГОСТом ОН ндзджимах потребителей. При этом напряжение в центре питания (ЦП) поддерживается н тдких пределах, чтобыпотреблялось наименьшее количество электроэнергии вне допустимых пределов изменения напряжения. Ущерб от грузки. где У, = Б (Чц,-ДБ 11 -Ч)г 3величина, пропорциондльнаяущербу отнекачественной электроэнергиипри повышении напряжения свышедопустимого; У,=В (Ч, - П;, - 1=1 ч-) г величина,пропорциональнаяущербу от некачестнекачественного напряжения пропорционален квадрату ОН от допустимых значений и пропорционален мощности на веннойэлектроэнергии приснижении напряженияниже допустимого;(нижняя)границадопустимогодиапазонаОН на шинах 10 1-го узла.5 При этом 71=0, если (ЧЧ-дП 11 дЧ, )( О;У = О, если (Чц- В 111 - Ч ) ) О,где и - число узлов распределитель 20 ной сети;Ы 1 - потери напряжения до 1-гоузла при токе нагрузки 1 нашинах 1 П;Ч - ОН в центре питания при токе25 нагрузки 1 нд шинах ЦП.При этом й 11 при токе 1 равно:1ПК, =К 730где А 1; - потери напряжения н 1.-омэлементе сети;лГ,=К,17, - где К; - коэффициент, показывающий кдкдя часть35тока нагрузки 1 протекает по 1.-му учдстку сети;7,; - сопротивление 1.-го участ- ка сети. Следовательно, оптимальному ОН в 4 О ЦП соответствует минимальное значение ущерба, т,е. ндименьший ущербот некачественной электроэнергии употребителей распределительной сети45 Однако поддержание оптимальногоОП в ЦП при различных возмущениях сети требует большого количества срабатывания устройства регулированияпод нагрузкой (РПН), что снижает надежность и устойчивость регулирования напряжения. С целью повышениянадежности и устойчивости регулирования напряжения в ЦП целесообразнопроизводить переключение устройстваРПН в том случае, когда это переклю -чение приводит к значительному снижению ущерба при возмущении н сети.Оценка величины снижения ущерба осуществляется по значению чувствитель3 1312 б 7ности, т.е. первой производной поущербу от некачественной электроэнергии по ОН в ЦП.ЭУ ЗУ д УгЧЭЧ, дЧ, аЧ,5где Ч - чувствительность сниженияущерба от некачественнойэлектроэнергии по ОН в ЦП.од;2 с. Б (Ч ДО- Ч ) = 10дЧ,. 1 4 1 1л2(Ч - К 1 - Ч,);1:1ЗУ+дЧО,если (Ч - К 1 - Ч )СО;11152 с. Б (Ч, - ДП - Ч )1к2, Б (Ч, - К 1 - Ч );цг 1ф3 Уг О- О, если (Ч- К 1 - Ч ) О.ЗЧ 1,ЭЕсли У = О, то и Ч = О. Из графика (фиг. 1) видно, чтооптимальному ОН в ЦП соответствует Ч , при этом минимум ущерба у потребителя. Допустим происходит возмущение в сети и напряжение в ЦП становится Чч или Чг(гочка А или точка Б). В этом случае увеличение ущерба от некачественной электроэнергии незначительно по сравнению с минимальным, чувствительность (т.е. первая производная ущерба по ОН в ЦП Сдс) незначительна и переключение устройства РПН нецелесообразно, При ОН Ч ц или Ч, в ЦП происходит значительное увеличение ущерба от некачественной электроэнергии, чувствительность (первая производная ущерба по ОН в ЦП дЫ) большая и целесообразно переключение устройства РПН. В этом случае устройство РПН срабатывает и устанавливается Ч , соот 45 ветствующее минимальному значению ущерба.Допустим происходит увеличение нагрузки на шинах ЦП. Тогда первоначальному значению ОН Ч в точке 0 соответствует значение ущерба в точке А. В этом случае увеличение ущерба от некачественной электроэнергии незначительно, чувствительность (первая производная ущерба по ОН в ЦП Тр 1) незначительна и переключение устройства РПН нецелесообразно. При значительном увеличении нагрузки на шинах ЦП первоначальному значению ОН в ЦП 6 4в точке О соответствует значениеущерба в точке Б. В этом случае происходит значительное увеличение ущерба от некачественной электроэнергии,чувствительность (первая производнаяущерба по ОН в ЦП 8 с 1) большая и целесообразно переключение устройстваРПН. Устройство РПН срабатывает и устанавливается Ч , соответствующееминимальному значению ущерба.Устройство состоит из трансформатора 1 центра питания, переключениеотпаек которого под нагрузкой осуществляется посредством привода 2устройства РПН блоком 3 автоматического регулирования напряжения. Блок 3подключен к датчику 4 напряжения,через функциональный преобразователь 5тока компенсации - к блокам 6 таковойкомпенсации отходящих присоединений,а через ключ 7 - с зоной нечувствительности, которая соответствует определенному значению чувствительности (первой производной), к блоку 8для определения чувствительностиущерба от некачественной энергии поОН в ЦП,Устройство для определения чувствительности ущерба от некачественной электроэнергии по ОН в ЦП реализуется по схеме (фиг, 2) в соответствии с выражением для Ч, Здесь входными сигналами являются сигналы с блока токовой компенсации и датчиканапряжения, которые поступают на вход усилителей 9 зоной нечувствительности, соответствующий определенному значению чувствительности (первой производной 3-го потребителя) с выхода усилителей сигнал поступает на вход сумматора 10, где происходит суммирование производных ущербов от некачественной электроэнергии. В зависимости от величины чувствительности ущерба от некачественной электроэнергии становится целесообразным переключение устройства РПН. Зона нечувствительности усилителя равна Ч и Ч в соответствии с математическим выражением для Ч, а коэффициент усиления 28 . Преобразование сигнала Х в пропорциональный ему Ки сложение его с сигналом Ч производится также на усилителе 9. Количество усилителей с соответствующей зоной нечувствительности равно числу раэнотипных потребителей распределительной сети, 5 13126Устройство для автоматического регулирования напряжения работает следующим образом.При изменении режима в распределительной электрической сети с блоком 6 токовой компенсации и датчика 4 напряжения, сигнал подается на вход блока 8 для определения чувствительности ущерба от некачественной электроэнергии. Сигнал с выхода бло ка 8 подается на вход ключа 7 с зоной нечувствительности. Если чувствительность незначительна, то ключ разомкнут и сигнал на вход блока 3 автоматического регулирования напря жения не подается и устройство РПН не срабатывает.Если чувствительность значительная, то ключ 7 срабатывает и разрешает работу блока 3 автоматического 20 регулирования напряжения. В этом случае на вход блока 3 поступает сигнал с блоков 6 токовой компенсации через функциональный преобразователь 5, который вырабатывает сигнал, соответствующий минимальному ущербу от некачественной электроэнергии. Блок 3 подает команду на привод 2 устройства РПН, который осуществляет переключение трансформатора 1 ЦП под 30 нагрузкой и обеспечивает необходимое ОН в Ц 11. При помощи датчика ч напряжения осуществляется обратная связь по напряжению для компенсации потерь напряжения в питающей сети, При Ущер бе от некачественной электроэнергии,76равным нулю, чувствительность равнанулю и устройство РПН не срабатывает.Ограничение количества срабатывания устройства РПН повышает надежность при заданном ресурсе переключений, уменьшает срок вывода в ремонт устройства РПН и повышает устойчивость регулирования. Устройстводля определения чувствительности может быть реализовано на стандартныхинтегральных элементах,ф о р м у л а изобретенияУстройство для автоматическогорегулирования напряжения узла электрической сети по авт,св. В 1171901,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения надежности и устойчивости системы регулирования напряжения путем уменьшения количествасрабатывания устройства регулированияпод нагрузкой, введен блок для определения чувствитепьности ущерба отнекачественной электроэнергии по отклонению напряжения в центре питаниясети, содержащий сумматоры напряжения, первые входы которых подключенык датчику напряжения, а вторые входычерез пропорциональные блоки соединены с блоком токовой компенсации, выходы сумматоров через усилители с зоной нечувствительности подключены квходу общего сумматора, выход которого через ключ с зоной нечувствительности соединен с блоком автоматического регулирования напряжения.