Устройство для выявления угла расхождения эквивалентных э. д. с. частей энергосистемы

по делан изооретений и открытийДата опубликования описания 18.05.80(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ УГЛА РАСХОЖДЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ЭДС ЧАСТЕЙ ЭНЕРГОСИСТЕМЫ еИзобретение относится к области автоматики энергосистем предназначенной для сохранения устойчивости параллельной работы частей энергосистемы или ее восстановления (ресинхронизапии), а также ограничения перетоков обменной мощности,Из авторского свидетельства439878 известно устройство для,выявления угла расхождения эквивалентных ЭДС частей энергосистемы, содержащее реле сопротивления, состоящее из формирователей вспомогательных ЭДС из напряжения в месте установки реле и тока в линии связи, фазочувствительного органа, включенного на выходе формирователей, фильтров напряжения и тока прямой последовательности, выходы которых подключены к входам формирователей вспомогательных ЭДС и фазосдвигающую схему с датчиком сдвига фаз, к входу которой подключен выход одного из фор-. мирователей вспомогательной ЭДС, при этом выход фазосдвигающей схемы сое 2динен с фазочувствительным органом, имеющим регулятор диапазона граничных углов срабатывания.Известное устройство обеспечиваетдля ряда схем и режимов энергосистемрешение задачи срочного выявлениядвухмашинного нарушения устойчивости.Задачу выявления многократного нарушения устойчивости, включая и многочастотный (многомашинный) асинхроннь 1 й10ход, это устройство не решает или решает/недостаточно точно, избирательно, как ивсякое реле сопротивления.Целью изобретения является повышение точности выявления многократного 15нарушения устойчивости по различным, налравлением.Это достигается в результате того,чдо устройство снабжено второй фазосдвигающей схемой с датчиком сдвигафаз, вход которой подключен к выходудругого формирователя вспомогательнойЭДС, высокочастотным передатчикомс манипулятором, высокочастотным кана(5) 3 7348лом связи и приемником с детектороми ограничителем амплитуды принимаемогосигнала, причем вход высокочастотногопередатчика подключен к выходу второйфазосдвигающей схемы, а выход приемника - к входу, фазочувствктельного органа,Ка чертеже изображена блок-схемапредложенного устройства и приведеныследующие обозначения: 1 и 2 - трансформаторы тока, через которые устройствоподключено к линиями электройередачиразличных. направленйй, йричем" полярноститрансформаторов тока приняты одинаковыми по отношению к- эквивалентным ЭДС 15Г 1 и Е3 и 4 трансформаторынапряжения, через которые формирователиустройства подключены к разлйчным на прЖкениям энергосистемы 0 и О-;Е , Е Е- эквивалентнйе ЭДС 20различных частей энергосистемы;,3токи прямой последовательности частейХ иэнергосистемы, протекающиечерез трансформаторы 1 и 2; А .узел частей Т, П, 1 ц энергосистемы, 25Устройство для,выявленйя угла расхождения эквивалентных ЭДС частейэнергосистемы содержит фильтры 5 и 6"токов прямой последовательностй,подЗОключенные через трансформаторы 1 и 2к лиййяМ электропередачи различных направлений, фильтры 7 и 8 напряМсенйяпрямой последоватещьйости, йодключенные через трансформаторы 3 и 4 на35напряжения энергосистемы в местах установки формирователей 9 и 10, в которыхиз токов (Э и 41) и напряжений(О и 01) прямой последовательностиформируются вспомогательные ЭДС. соот ОУСтл2 МСТЯ.ветственно ОдФУ Зи Ох+7 3. Формирователи снабжены регуляторами 11и 12 уставок Гус,. и -се реле, по сопротивлениям. На выходе рмирователей включены фазосдвигающие схемы 4513 и 14 с датчиками 15 и 16 сдвигафаз. Выход фазосдвигающей схемы 14включен на манипулятор высокочастотногопередатчика 17, выход которого черезвысокочастотный канал 18 связи подключен к входу высокочастотного прием""ника 19, имеющего в своем составедетектор, и. огранйчитель амплитуды.Выходы детектора высокочастотного приемника и фазосдвигающей схемы 13 подключены к входу фазочувствительногооргана 20, имеющего регулятор 21 диа-пазона граничньи углов срабатьвания.: С фазочувствительного органа выходной 46 . 4сигнал подается к исполнительному органу автоматики, произволящему необходимые операции в энергосистеме,Для пояснения работы устройствапредставляют схемы замещения прямойпоследовательности частей ,Х и Ю энергосистемы в виде четырехполюсников,считая, что внутри этих частей устойчивость между генерирующими источниками не нарушается. Если входными зажимами являются места приложения эквивалентных ЭДС частей энергосистемы,и Е 1Зта выходньйи - места подключенйя формирователей 9 и 10 вспомогательныхЭДС устройства, то в форме 1 А 11 этиэквивалентные ЭДС можно представить4 где А, В, А, В - параметрь 1 соответ 4 42 2ствующих четырехполюсников в форме 11 А 11ц, д - напряжения прямойпоследовательностив местах установкиформирователей 9и 10 соответственноОтношение этих эквивалентных ЭДСлО,+ в . - Ал , (3)Е ф 2.п б+ - .ЭА 2Откуда взаимный угол между эквивалентными ЭДС Принимая1ЬВаУст 4 Р,2. А б =б - б :огдА-огдА .Получи .4ф Сф 2 3 Для фазочувствительного органа 20, выполненного по схеме сравнения времени734846 6формирователе 9 получают вспомогательную ЭДС О + уст. Эта в формирователе 10 -. О+ ст 2-Уставки по сопротивлейиямут и 2 ут45 регулируются в формирователях с помощью регуляторов 11 и 12 таким образом, чтобы они были пропорциональныэквивалентным сопротивлениям прямойпоследовательности частей ф т. и Йэнергосистемы с учетом нагрузок, Вфазосдвигающей схеме 14 с помощьюдатчика 16 производится сдвиг по фазевспомогательной ЭДС 13 +2 с,1 наУС ГО, 4угол, равный 8, т, определяемый не,Я 11однородностью продольных и поперечныхсопротивлений части 1 энергосистемы .Величина 8 вычисляется по схемеУст 4, замещения прямой последовательностичасти 1 энергосистемы по выражению(5)6 =акр,:и регулируется с помощьюдатчика 16. С выхода фазосдвигающейсхемы 14 сигнал, совпадающий по фазес эквивалентной ЭДС подается на манипулятор передатчика 17, который осуществляет фазово-импульсную модуляциювысокочастотного сигнала, генерируемогопередатчиком. Использование фазовоимпульсной модуляции обеспечивает больЗоший КПД высокочастотного передатчика(коэффициент модуляции равен единице,упрощение конструкции модулятора (манипулятора), большую помехоустойчи вость и надежность при сохранении информации о фазе, чем использование телеизмерения фазы. В качестве манипулятора может быть использован, например,триггер Шмидта, создающий на выход.прямоугольные импульсы положительнойили отрицательюй полярности при подведении к его входу синусоидальногосигнала. Полученные на выходе манипу"лятора прямоугольные импульсы управ, -ляют генерацией высокочастотного передатчика. Триггер Шмидта обеспечиваетстабильность манипуляции при измененииамплитуды синусоидального сигнала, полученного на выход е фазосдвигающейсхемы 14. совпадении с заданным, условие работыустройства имеет вид у ИС 2 фа. "уст 4 тсюго - сРу Юц /421 4 Я.Сф 42 С 42. /Ммат е2 2 2,/ 10 где Ь 2 И 6 , -граничные взаимныеглы срабатыванияустройства;уст 448 уст - уставки по углу,определяемые неоднородностью продольныхи поперечных сопротивлений соответственно частей 3 иэнергосистемы; 208 - угол, определяемый конечной скоростью распространения высокочастотных сигналов по каналу 18 связи, а также запаздыванием в селективных элементах приемника и передатчика- уст и У с - уставки реле по соУ Т 2противлению, определяемые выходнымисопротивлениями че 35тырехполюсников частей 31 и ц, энергосистемы соответст-;венно,40Для простоты коэффициенты трансформации трансформаторов тока и напряжения опущены; они могут быть различными в частях Й- иэнергосистемы.Работает устройство следующим образом.45Фазные токи линий электропередачи направлений эквивалентных ЭДС т и Р частей энергосистемы через трансформаторы тока 1 и 2 подаются на фильтрыт 0 5 и 6 токов прямой последовательности. На фильтры 7 и 8 напряжений от трансформаторов 3 и 4 подаются фазные напряже/ ния в местах установки формирователей 9 и 10 вспомогательных ЭДС на электропередаче. На выходах фильтров 5, 6 и 7, 8 получают токи и напряжении пря мой последовательности соответственно Ъ, Эк и 0, О и, из которых в ФО +7. Э,ИО +уУСт 1. ЦУСт.2 Высокочастотный манипулированный сигнал через канал 18 связи подается на приемник 19, в котором производит- . ся детектирование высокочастотного сигЭ нала с ограничением амплитуды. На нагрузочном сопротивлении детектора получаются напряжение конечной величины при наличии на входе приемника высокочастотного сигйала и напряжение,35 Таким образом, фазосдвигаюшая схема 13 осуществляет сдвиг вспомогательной ДС. Оц + Еу," на уголдут(уГГ1 л П т 2т лт ГГж - ГГ, который регулирует ся датчиком 15 сдвига фазы, Принципиаль но схема 13 может также осупествлять фазовый сдвиг, определяемый неоднородностью продольных и попереЧных сопротивлений в части 1, энергосистемы50 ( буст), что несколько упростит конструкцйю устройства (не потребуется фазосдвигающей схемы 14 с датчиком 16 сдвига фаз. Однако формирователи 9 и 10 вспомогательных ЭДС могут55 находиться на больших расстояниях друг от друга сотни иногда тысячй километров), в административном иоперативравное нулю, при отсутствии входноговысокочастотного-сигнала, т,е. последовательность импульсов прямоугольнойформы с ограниченной амплитудой,Фазосдвигающая схема 13 осуществляет сдвиг вспомогательной ЭДС О ++уст 3 на угол, определяемый неоднородностью продольных и поперечных сопротивлений в части 2, энергосистемы Ь уст =агдВтипом фазочувствительного органа 20 и 1 О( Дграничными углами срабатывания Ь и 6,устройства, Для фазочувствитеельного органа, выполненного по схеме сравнения времени совпадения с заданным, этот уголрГ ГГ, 15р авен, "2 Г 22фазосдвигаюшая схема .13 осуществляет также угловой сдвиг Ое, определяемый конечной скоростью распространения высокочастотных сигналовпо каналу 18 связи и запаздыванием .в селективных элементах передатчика 17и приемника 19, вследствие чегосигналы от формирователя 9 запаздывают25во времени (и, соответственно по фазе)по отношению к сигналам, полученным отформщювателя 10, Так как высокочастотный сигнал, посылаемый передатчиком 17 от части 1 энергосистемы,может быть использован не только вчасти и энергосистемы, но и в промежуточных точках электропередачи, например. для выявления угла у, междуэквивалентной ЭДС Е - и эквивалентной ЭДС ЕЩ, ТО Углоыои сдвиГ деучитывающий расстояние до передатчика,необходимо производить лишь на приемномконце, т.е. там, где установлен фазочувствительный орган 20. 6 8ном управлении различных энергосистем, Эксплуатацйя устройства улучшается иоблегчается, если угол сУ , учитывающий неоднородности продольных и поперечных сопротивлений в части 1 энергосистемы, устанавливается в этой части с помощью датчика 16 сдвига фаз .(Последовательность прямоугольных импульсов напряжения от детектора приемЙика 19 и напряжение с фазосдвигающей схемы 13 подаются на фазочувствительный орган 20, Сигнал на его выходепоявляется, если угол дмежду эквивалентными ЭДС Ет. и Еп по величине болыпе заданного граничного угла срабатывания д и меньше б . Диапазон граничных углов срабатыванияГГ Гф- с ) может быть отрегулированрегулятором 21.Из уравнений 6) и (7) следует, чтоточность работы устройства, т.е. точностьвыявления угла Ю, зависит от соответствия уставок по сопротивлениям -Уст Г Усти Углам дуГ:т ГАст 2 схеме замещения прямой последовательности только частей 1 иэнергосистемы и не зависит от схемы электропередачи между частями Т и 2,наличия между ними промежуточных нагрузок и других энергосистем, например части Ц , энергосистемы, которая может потерять устойчивость по отношению к частиили 2, Это позволяет применить устройство в кольцевой схеме сети, Точность выявления угла д не нарушается и при трехфазном коротком замыкании на электропередаче, связывающей части энергосистемы. Таким образом, предложенное уст-.ройство позволяет выявлять нарушениеустойчивости в сложной многомашинной энергосистеме, когда имеет место нарушение устойчивости нескольких частей, позволяет быстро и селективно выявлять многочастотный асинхронный ход,формула изобретенияУстройство для выявления угла расхождения эквивалентных ЭДС частей энергосистемы по авт. св. М 439878, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с пелью повышения точности выявления многократного нарушения устойчивости по различным направлениям, оно снабжено второй фазосдвигающей схемой с датчиком сдвига фаз, вход который подСоставитель К. Фотинаедактор Т. Юрчикова Техред И. Асталощ Корректо Скворцов Тираж 783 ударственного лам изобретениа, Ж, Ра аз 2100/55 Подписно ДНИИПИ Гос комитета СССР по де й и открытий 113035,Москв ушская наб., д. 4/илиал ППП Патент, г. Ужгород; ул. Проектная, 4 9 734846 10ключен к выходу другого формирователя принимаемого сигнала, причем вход высовспомогательной ЭДС, высокочастотным кочастотного передатчика подключен кпередатчиком с манипулятором, высо- выходу второй фазосдвигающей,схемы,кочастотным каналом связи и приемником а выход приемника - к входу фазочувстс детектором и ограничителем амплитудывительного органа.