Устройство противоаварийной автоматики энергосистем

Союз СоветскихСоциапистическихРеспубики ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУпо делам изобретений н открытийОпубликовано 23, 11,81,Бюллетень РЙ 43 Дата опубликования описания 23. 11,8 1МъТ, В, Колонский -:-"-(ЮЗИ;Киевский отдел комплексного проектирования Уфаинско 70 .";,;отделения Ордена Октябрьской Революции всесоюзного.государственного проектно в изыскательско и научно-.".:-"-яисследовательского института энергетических системи электрических сетей "Энергосетьпроект"(54) УСТРОЙСТВО ПРОТИВОАВАРИЙНОЙ АВТОМАТИКИЭНЕРГОСИСТЕМ Изобретение относится к области электротехники, и в частности к противоаварийной автоматике энергосистем,Известно устройство для фиксации нарушения устойчивости энергосистем при углах расхождения, эквивалентных ЭДС систем на угол д , близкий к критическому, содержащее элемент сопротивления, элементы фиксации активной мощности и элементы фиксации активной мощности предшествующего режимаЭто устройство обеспечивает фиксацию нарушения устойчивости энерго 15 систем на начальной стадии, однако с его помощью нельзя выполнять резервное деление энергесистем при отключении линий межсистемной связи и отказе основного устройства.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устрейство для прекращения асинхронного хода в энергосистещах, .содержащее два выявительных органа угла,в котором в условиях нарушения устойчивости при достижении взаимным углом О первой уставки срабатывает первый выявительный орган,этот факт фиксируется и при достижении углом более высокой второй уставки срабатывает второй выявительный орган, после чего выдается управляющее воздействие 2Однако устройство, выполненное по этому принципу, не может иметь более одной ступени противоаварийного управления, так как большей уставке по углу предшествующего нагрузочного режима должна соответствовать меньшая уставка по критическому углу, а присоблюдении этого требования невозможно обеспечить селективность действия нескольких ступеней, что существенно снижает точность противо- аварийного. управления.1 О 30 40 Цель изобретения - повышение точности противоаварийного управленияэнергосистем.Указанная цель достигается тем,что в устройство противоаварийнойавтоматики .энергосистем, содержащееэлемент фиксации угла текущего режима и элемент Фиксации критическогоугла, выходы которых подключены ковходам исполнительноге органа по схеме И , дополнительно введены одинили несколько элементов фиксации углатекущего режима и соответствующие имэлементы фиксации критических углов,элементы задержки и логические элементы И по числу элементов Фиксации углов текущего режима и исполнительный орган по схеме ИЛИ , при.чем выход каждого элемента фиксации угла текущего режима связан содним входом соответствующего эле"мента И через элемент задержки, ковторому входу каждого элемента Иподключен выход соответствующегоэлемента фиксации критического угла,а выходы всех элементов И соединеныс выходами исполнительного органапо схеме ИЛИ,На Фиг. 1 представлена схема устройства на элементах логики для двухуставок элементов С 1 , Д , на Фиг.2 - характер изменения электрическихвеличин, иллюстрирующий с помощьюплощадок торможения и ускорения работу устройства для эквивалентнойдвухмашинной схемы сети при индуктивном сопротивлении линии связи схарактеристикой мощности Р=КК)в виде Й в исходной схеме и в виде Й9иМ в послеаварийной схеме при отключнии линии межсистемной связи;на фиг. 3 - зависимостьо = Г(ф) кри"тического угла дзот угла предшест.,вующего нагрузочного режима Дв условиях предельного нарушения устойчивости при аварийном отключении линиисвязи при равенстве площадок ускорения авс и торможения ед на фиг. 2на фиг. 4 - характер изменения зави-.симости КГ(1) при отключении линии (М.) и отказе основного устрой 1 Иства на ОГ, ОП, сопровождаемого нарушением устойчивости (1), а такжепри работе основного устройства, сопровождаемого сохранением устойчивости (2,3)Основная структурная схема рассматриваемого устройства применительно для двух уставок ее элементов в одном направлении предшествующего перетока состоит из элементов 1 и 2 фиксации угла текущего нагрузочного режима Д с первой уставкой 1 Д и второй уставкой 2(11, элементов 3 и 4 задержки, элементов 5 и 6 фиксации угла, близкого к критическому Д , с первой уставкой 1 К 1 и второй уставкой 2 д , логических элементов 7 и 8 И, и исполнительного органа 9 ИЛИ.Выход каждого элемента 1 и 2 Фиксации угла текущего нагрузочного режима 01 подключен ко входу своего элемента 3 и 4 задержки, выход которого подключен по входу соответствующега элемента 7 и 8 И, ко второму входу которого подключен элемент 5 и 6 фиксации угла, близкого к критическому Д в даннрм исходном режиме с углом ф . Выходы элементов 7 и 8 И подключены к входам исполнительного органа 9 ИЛИ.Уставка каждого элемента 5 и 8 фиксации угла, близкого к кпитическокому 1 ОК2 Кс настраивается на срабатывание при угле Д, несколько превышающем критический в соответствующем нагрузочном режиме с углом д, который принимается в качестве уставки элемента,1 и 2 Фиксации угла текущего нагрузочного режима 1(н, 2 др, В каждом нагрузочном режиме Рн=Т с углом д и характеристикой мощности К , критический угол д соответствует предельному уменьшению характеристики мощности до 1 при отключении линии связи,1 Икогда площадка ускорения авс равна площадке торможения сд (фиг. 2). Указанное предельное значение определяется из выраженияТМ (1)0,75+0,25откуда (фиг. 2) можно получить зависимость, связывающую критический угол ( с углом предшествующего нагрузочного режима (Н в двухмашинной схеме сетиТоК =1 М-а гс з 1 п - =180-а гс з 1 п (О, 75+0,25 Т 9 =180-а ге з 1 п (0,75+0,25 з 1 пдН)(2)Зависимость (1 =Гпо (2) приведена на Фиг, 3 для 090 о. На основании указанной зависимости могут быть заданы уставки срабатывания элементов 1 бу, 2 К 1 и 1 дц, 2 др. Аналогичные по характеру зависимости884032 могут быть получены в сложной сетина основании соответствующих расче"тов устойчивости.Устройство работает следующим образом.В предшествующем нагрузочноя режиме с углом д, превыпающем уставку соответствующего элемента 1 фиксации угла текущего нагрузочного режима 1 Д, срабатывает элемент 1 иподает сигнал на вход элемента 3.Элемент 3 срабатывает с выдержкойвремени и на его выходе появляетсясигнал,При возникших качаниях в этом нагрузочном режиме, когда угол Д колеблется в окрестности угла (н, элемент 5 Фиксации угла, близкого ккритическому 2 Д 1, не срабатывает,так как его уставка превышает значение критического угла (1(при превышении которого уже происходит нарушение устойчивости,(фиг. 4).При отключении линии в этом нагрузочном режиме с уменьшением характе Зристики мощности до 11 предельноеПснижение перетока при действиях других устройств противоаварийной автоматики должно характеризоваться велийчиной ТВ, когда площадка ускорения 30уа в с равна площадке торможенияс д (Фиг. 2).При этом угол К достигает критического значения ф при предельном .сохранении устойчивости (зависимость 2Фиг. 4). При воздействиях основногобыстродействующего устройства, выполняемых с некоторым запасом к предельному ограничению перетока ТВ,Ит,е, при воздействиях, обуславливаю 1 йщих переток ТВ, более низкий, чемИпредельный переток ТВ, максимальньпвылет угла сР существенно меньшеуказанного значения Вк зависимость 3 фиг. 4). Поэому предлагаемое устройство с уставкой элемента5 1(1, несколько превьппающей указанный критический угол (ф, работать небудет в рассматриваемых случаях ог 11 11.раничения перетока Тц , ТВ при сохранении ус тойчив ос ти . В тех случаях ,когда основное устройство откажет илиего воздействия не достаточно эффек тивны , имеет ме сто нарушение устойчивос ти и уголпревысит указан 5ное значение ЮК (зависимостьФиг.4) . и уставку 1 д 1 элемента 5, сработает элемент 5 1 дк при предварительно сра-. ботавшем элементе Зна выходе элемента И 7 появится сигнал и предяагаемое устройство в качестве резервного правильно сработает на деление энер 3осистемы. При рассматриваемом возрастании угла ф и срабатывании элемен 1та 2 2 ДН, элемент 4, благодаря выдержке времени не срабатывает. Поэ тому при срабатывании элемента 6 2 дс сигнал на выходе устройства от-к сутствует. Аналогично работает устройство в предшествующем нагрузочном режиме с углом Г , превышающем уставку элемента 2 2. Выдержка времени каждого из элементов 3 и 4 должна превышать время переходного процесса до момента достижения углом К критического значения 1. Формула изобретения Устройство противоаварийной автоматики энергосистем, содержащее элемент Фиксации угла текущего реимаи элемент фиксации критического угла, выходы которых подключены ко входам исполнительного органа.по схемеИ, о т л и ч а ю щ е е с я тем,что, с целью повышения точности противоаварийного управления, в неговведены один или несколько элементов Фиксации угла текущего режима исоответствующИе им элементы фиксации критических углов, элементы за-держки и логические элементы И почислу элементов фиксации углов текущего режима, а исполнительный органвыполнен по схеме ИЛИ, причем выходкаждого элемента фиксации угла текущего, режима соединен с одним входомсоответствующего элемента И черезэлемент задержки, ко второму входукаждого элемента И подключен выходсоответствующего элемента фиксациикритического угла, а выходы всехэлементов И соединены со входамисхемы ИЛИ.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРУ 546057, кл. Н 023/24, 1974.2. Дроздов А. Д. и др. Автоматизация энергетических систем. М., "Энергия", 1977, с. 356, рис. 8-16.884032 гр 720 47 Я гр г.З ф 1024880 Тираж 678 Л ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений,и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская нзб., Зака оное д.4/5 лиал ЛПП "Патент оектная, 4 Ужгород,.ул Составитель В. НехаевРедактор Н. Пушненкова Техред Т.Маточка Корректор А, Дзятк