Устройство для управления режимом электрической подстанции

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) (11) 5 4 Н 02 ) 3/12 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ый-ис иче тей ский ССС 7,0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Всесоюзный государственектно-изыскательский и научидовательский институт энергеких систем и электрических сЭнергосетьпроект"(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯЖИМОМ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПОДСТАНЦотехнике и может быть исп лчастности, для регулирования напряже- ния и реактивной мощности на узловой подстанции электрической сети, в которой могут иметь место как избыток, так и дефицит реактивной мощности, вследствие чего она оснащается шунтйрующими реакторами и непрерывно регулируемым источником реактивной мощности (ИРМ), Делью изобретения является повышение надежности, С этой целью в устройство введены блок знака приращения нагрузки 17, блок сравнения 8, реле 22, интегрально-пропорциональный блок 18, сумма-.13 тор 21, ограничитель 20, запоминаю" щнй блок 19 и его блок включения 9 и функциональный преобразователь 11, На вход блока 17 подается средняя величина Р активной мощности линии электропередачи, На выходах этого блока формируются сигналы, которые, поступая на входы логических элементов И 16 и 14, деблокируют команды включения и отключения реакторов, вырабатываемые блоками пере" ключения реакторов 6,7 и функциональным преобразователем 10. Тем самым реализуется запрет на включение реакторов в период роста нагрузки линии электропередачи 1 и их отключение при ее разгрузке, что необходимо для обеспечения селективности действия канала коммутации, образованного 25620блоками 5-8, 10,12-16 канала управления ИРМ 3, в который входят блоки 4,9,11,18-21, Функциональный преобразователь 11 с четырьмя входами преобразует сигналы датчиков 25, 27,28 и трансформатора 26 в сигнал О , представляющий собой основное значе-. ние уставки на входе автоматичес" кого регулятора напряжения 4 в соответствии с заложенной в него функциональной зависимостью. Устройство обеспечивает скоординированное одновременное управление реакторами (дискретными средствами) и ИРМ (непрерывно управляемое средство), а при установке его на нескольких подстанциях осуществляет надежное, точное и экономическое ведение суточного режима целого региона, 1 ил,5 10 15 20 25 30 Изобретение относится к технике,и может быть использовано, в част-ности, для регулирования напряженияи реактивной мощности на узловойподстанции электрической сети, в которой могут иметь место как избыток,так и дефицит реактивной мощности,вследствие чего она оснащается шунтирующими реакторами и непрерывно регулируемым источником реактивноймощности и является усовершенствованием по,авт,св, У 129389,Цель изобретения - повышение надежности,На чертеже представлена структурная схема предлагаемого устройствадля управления режимом электрическойподстанции,Подстанция расположена в промежуточной точке линии 1 электропередачи (ВЛ), На подстанции установленыкоммутируемые шунтовые реакторы 2 инепрерывно регулируемый источник 3реактивной мощности (ИРМ) с автоматическим регулятором 4 напряжения (АРН)Предлагаемое устройство управления содержит схему 5 управления реакторами, блоки 6 и 7 переключения реакторов, блок 8 сравнения, блок 9включения запоминающего блока, функциональные преобразователи 10 и 11,логические элементы ИЛИ 12 и 13,2И 14-16, блок 17 знака приращения нагрузки, интегрально-пропорциональныйблок 18, запоминающий блок 9, ограничитель 20, сумматор 21, реле 22 сконтактами 23 и 24, а также датчик25 нагрузки ИРМ, измерительный трансформатор 26 напряжения шин и датчикиактивной 27 и реактивной 28 мощностилинии электропередачи,Вход "Отключить" схемы 5 управления реакторами подключен к выходулогического элемента И 15, один извходов которого соединен с выходомлогического элемента ИЛИ 12, а тривхода последнего подключены к выходам "Отключить" блоков 6 и 7 переключения реакторов и к выходу функционального преобразователя 10. Входы блоков 6 и 7 переключения реакторов подключены соответственно кдатчику 25 нагрузки ИР 11 и к трансформатору 26 напряжения шин подстанции,Два входа функционального преобразователя 10 подключены к датчикам активной 27 и реактивной 28 мощностилинии 1 электропередачи.Второй вход логического элементаИ 15 соединен с выходом логическогоэлемента И 14, один из входов которого соединен с выходом блока 8 сравнения, а вход последнего - с третьимвыходом блока. 7 переключения реакто 1325620 4ров, Второй вход логического элемента И 14 соединен с выходом "Минус"блока 17 знака приращения нагрузки,вход которого подключен к датчику27 активной мощности ВЛВход "Включить" схемы 5 управления реакторами подключен к выходулогического элемента И 16, один извходов которого соединен с выходомлогического элемента ИЛИ 13, а двавхода последнего подключены к выходам "Включить" блоков 6 и 7 переключения реакторов,Второй вход логического элементаИ 16 соединен с выходом "Плюс" блока 17 знака приращения нагрузки,Вход АРН 4 соединен с выходомсумматора 21, один из двух входовкоторого соединен с выходом ограничителя 20, Вход его подключен к выходуфункционального преобразователя 11,а четыре входа последнего соединеныс датчиками 25,27 и 28 и измерительным трасформатором 26 напряжением.Второй вход ограничителя 20 подключен к выходу запоминающего устройства 19, а его вход через замкнутыйконтакт 23 реле 22 соединен с выходом функционального преобразователя 11,Второй вход сумматора 21 подключен к выходу интегрально-пропорционального блока 18 непосредственнои к входу этого блока через замкнутый контакт 24 реле 22, Вход блока18 через разомкнутый контакт 24 релее 22 соединен с обмоткой реле 22 ис выходом блока 9 включения запоминающего блока, два входа которого подключены к третьему и четвертому выходам блока 7 переключения реакторов.Предлагаемое устройство предназначено для работы во всех нормальныхэксплуатационных режимах, которыехарактеризуются изменением в широкихпределах потоков активной (Р ) иреактивной (Я)мощности,Одновременно, с изменением нагрузки линии 1 электропередачи под воздействием АРН 4 изменяется нагрузкаИРМ, а также напряжение на шинахподстанции, так как его регулированиепроисходит с определенным статизмом,зависящим как от настройки АРН, таки от способа подключения ИРМ 3 кконтролируемым шинам подстанции непосредственно или через реактивноесопротивление),При разгрузке линии электропередачи ИРМ переходит в режим потребления реактивной мощности, а напряжение на шинах подстанции Имеет тенденцию к росту,Увеличение потока активной мощности по линии электропередачи приводит к росту нагрузки ИРМ в сторону10 генерации и к снижению напряженияна шинах подстанции.Блок 6 переключения реакторовобъединяет в себе два блока 29 и 30сравнения, на входы которых подаетсяосредненная величина нагрузки ЦИРМ 3, В блоке 29 эта величина сравнивается с уставкой О - максимальнодопустимым потреблением реактивноймощности ИРМ и при условии Ц" - 5О20 вырабатывается сигнал "Включить",В блоке 30 производится сравнение 0.с уставкой О - максимально допустимой генерацией реактивной мощностиИРМ, При условии Ц.О блок 3025 вырабатывает сигнал "Отключить",В зависимости от величины,уставки .по напряжению (Од ) на входе АРН 4при изменении нагрузки линии 1 электропередачи может происходить либо ис"ечерпание регулировочного диапазонаИРМ (определяемого разностью ч "Я )при допустимом уровне напряжения нашинах подстанции, либо достигаетсяпредельный уровень этого напряженияпри достаточном регулировочном диапазоне ИРМ,Контроль уровня напряжения шинподстанции осуществляется блоком 7переключения реакторов, который ана 40 логичен блоку 6 и объедмняет в себеблоки 31 и 32 сравнения,На входы блоков 31 и 32 подаетсяосредненная величина О напряжения нашинах подстанции, которая в блоке45 32 сравнивается с максимально допустимым уровнем 0 , а в блоке 31 сма ксминминимально допустимым уровнем ц.максПри условии ц - 0 С вырабатывается сигнал "Включить", а при условии1) - 0 ( О - сигнал "Отключить".50юе Т 1 аСигналы "Включить" и Отключитьвыработанные блоками 6 и 7 переключения реакторов, через логическиеэлементы ИЛИ 12 и 13 и логическиеэлементы И 15 и 16 поступают на вхо"ды "Включить" и "Отключить" схемы 5управления реакторами,ма кс - максРазностный сигнал д 0 О-Ос выхода блока 32 сравнения, входяще25620 при Р/б0 1 при дРИ0 или 5.= О при с 1 Р/д 10 О при ДР/д 3 О 5 13 го в состав блока 7 переключения реакторов, подается на вход блока 8 сравнения, в котором сравнивается с уставкой равной величине изменения (скачка) напряжения на шинах подстанции при отключении одного реакторацо 1 Г оПри условии аО "Оопо О блок сравнения вырабатывает сигнал который через логический элемент И 14 подается на второй вход логического элемента И 15 и обеспечивает деблокировку сигналов отключения реакторов, вырабатываемых блоками 6 и 7 переключения реакторов и функциональным преобразователем 10, Таким образом предотвращается преждевременное отключение очередного р актора, которое может вызвать недопустимое повышение напряжения на шинах подстанции.функциональный преобразоватеп.; 10 представляющий собой последовательное соединение собственно Функционального преобразователя с двумя входами ипорогового элемента,. преобразуетсигналы датчиков активной 27 и реактивной 28 линии 1 электропередачи всигналы, фиксирующие предельные запасы пропускной способности электропередачи по условиям надежности,Сигнал вырабатываемый функциональ.ным преобразователем, суммируется в10 элементе ИЛИ 12 с сигналами "Отключить", вырабатываемому блоками б и 7переключения реакторов,Блок 17 зьака прирашения нагрузки представляет собой дифференциру 15 ющее звено с подключенным к его выходу нуль-индикатором с двумя выходамк, На вход дифференциатора подает.ся средняя величина Р активной мощности линии электропередачи, сигнал20 па его выходе, пропорциональныйдР/дС, поступает на вход нуль-индикатора, на выходах цПлюс" и Ъинус"которого формируются сигналыЭти сигналы поступая соответственно на входы логических элементовИ 16 и 14, деблокируют команды включения и отключения реакторов, вырабатываемые блоками 6 и 7 переключенияреакторов и функциональным преобразователем 10, Тем самым в устройствереализуется запрет па включение реакторов в период роста нагрузки линц-.:.1 электропередачи и их отключение пр 1.ее разгрузке, что необходимо дляобеспечения селективности действияканала коммутации, образованного блоками 5-8, 10,12-16 и канапа управления ИРИ, в который входят блоки 4,9,11,18-21,Функциональный преобразователь 11с четырьмя входами преобразует сигналы датчиков 25, 27 и 28 и трансформаоонтора 26 в сигнал О,д, представляющийсобой основное значение уставки навходе АРН 4, в соответствии с заложенной в него Функциональной зависимостью.В частности, такой зависимостьюслужит регрессивное уравнение видаосн -йО аР + Ь 1 + Щ +90К 1 р 2 фофу задающее оптимальное значение устав.оснки О д в зависимости от параметроврежима подстанции и нагрузки ИРИ,где а, Ь, с и ц - коэффициенты регрессии.Основная составляющая усгавки пооси35 напряжению О, сформированная Функциональным преобразователем 11, через ограничитель 20 подается на одиниз входов сумматора 21,40 Ограничитель 20 представляет собой диодный ограничитель с опорнойЭДС, поступающей с выхода запоминающего блока 19, на вход которого черезнормально замкнутый контакт 23 релеосн 45 22 подается величина Ос выходаФункционального преобразователя 11,При замкнутом состоянии контакта23 опорная ЭДС на выходе запоминающего блока 19 изменяется синхронно о оснс сигналом ОзА, вследствие чего ограничитель 20 не препятствует прохождению этого сигнала на вход сумматора 21, Б момент размыкания контакта 5, 23 запоминающий блок 9 запоминает сиг-: )осннал (О , ) , Фиксируя тем самьмопорную ЭДС ограничителя 20, которыйтеперь препятствует дальнейшему изоонменению О на входе сумматора 21., мцн Омакс О -(О + е) ( О,при при при 7Блок 9 включения запоминающего блока, реле 22 и интегрально-пропорциональный блок 18 образуют автоматический ограничитель напряжения на шинах подстанции, который работает следующим образом.Блок 9 включения запоминающего блока объединяет в себе два блока 33 и 34 сравнения и логический элемент ИЛИ 35, к входам которого подключены выходы блоков сравнения,дОе 040" - е (О При АО + е 0 или дОмакс мин -е (О происходит срабатывание реле 22, подключенного к выходу блока 9 включения запоминающего блока, которое контактом 24 расшунтирует обратную связь интегрально-пропорционального блока 18, имеющего передаточную функ 1цию И(Р)= К +, и накапливает сигт, фнал коррекции уставки б О д, который складывается в сумматоре с основоснной составляющей Ои уменьшает(или увеличивает ) ее, поддерживаятем самым напряжение на шинах подстанции на предельно допустимом уровне (О пР0 макс е О Р Омнн+ е)1Одновременно контактом 23 реле22 вход запоминающего блока 19 отключается от выхода функциональногопреобразователя 11, на выходе запоминающего блока 19 прн этом фиксируется запомненное значение основной составляющей уставки по напряжению, которое служит одновременно опорным напряжением диодного ограничителя 20. В результате последний препятствует дальнейшему изменеосинию составляющей уставки О, чемпредотвращается возможное противо-.действие функционального преобразователя 1 действию ограничителя напряжения,При возврате напряжения на шинахподстанции в допустимые пределычто может быть выэывано, например,изменением загрузки линии 1 электропередачи )исчезает сигнал на выходеблока 9 включения запоминающего блока, что приводит к переключению контакта 24 и замыканию контакта 23.При этом возобновляется возможность 8На входы блоков 33 и 34 сравнениямаксподаются разностные сигналы А 0Омакс О мин О О ммнвыходов блоков 33 и 34 сравнения,входящих в состав блока 7 переключенияреакторов, где сравниваются с уставкой е,На выходе блока включения запомина ющего устройства появляется знакопеременный сигнал изменения основной составляющей усоснтавки по напряжению Оот функци онального преобразователя 1. Контакт 24 отключает вход интегрально-пропорционального блока 18от выхода блока 9 и шуитирует об ратную связь блока 18, вследствиечего. сигналОна восходе блока18 уменьшается до нуля. Этим достигается автоматический возврат к основ"ной уставке по напряжению при исчез новении причины, вызывающей недопустимые отклонения напряжения1 Таким образом, наличие в устройстве второго и третьего логического 35 элементов И, блока знака приращениянагрузки, включения запоминающегоустройства, блока сравнения, реле,интегрально-пропорционального блока,сумматора, ограничителя, запоминаю щего устройства и второго функционального преобразователя повышает надежность совместного управления реакторами и источниками реактивной мощности как в пределах одной подстан ции, так и одновременно на нескольких энергообъектах.Предлагаемое устройство управления облегчает работу дежурного персонала по ведению нормального режимаподстанции, обеспечивает скоординированное одновременное управлениереакторами (дискретными средствами)н источником реактивной мощности 55 (непрерывно управляемое средство),а при установке его на несколькихподстанциях осуществляет надежноеточное и экономичное ведение суточного Режима целого региона.25620 10единен с выходом "Минус" блока знака приращения нагрузки, выход блокасравнения через третий элемент И со.единен с первым элементом И, входавтоматического регулятора напряжения через сумматор, ограничитель ивторой функциональный преобразовательсоединен с датчиками активной и реак"тивной мощности линии электропереда О чи, датчиком нагрузки источника реактивной мощности и трансформаторомнапряжения шин подстанции, второйвход ограничи.геля через запоминающийблок и замкнутый контакт реле соеди нен с выходом второго функционально-,го преобразователя, второй вход сум.матора через интегрально-пропорциональный блок и разомкнутый контактреле соединен с. выходом блока вклю- О чения запоминающего блока, входы которого соединены с третьим и четвертым выходами второго блока переключения реакторов, одновременно входинтегрально-пропорционального блока 25 через замкнутый контакт реле соединен со своим выходом, а обмотка реле подключена к выходу блока включения запоминающего блока. 9 13 Формула изобретенияУстройство для, управления режимом электрической подстанции по авт,св, У 1293789, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено блоком зна-. ка приращения нагрузки, запоминающим блоком, блоком включения запоминающего блока, выполненного в виде двух блоков сравнения и элемента ИЛИ, реле, интегрально-пропорциональным блоком, сумматором, ограничителем, вторым и третьим элементами И и функ" циональным преобразователем параметров режима подстанции и нагрузки источника реактивной мощности в сигнал, задающий оптимальное значение уставки, причем вход "Включить" схемы управления реакторами через второй элемент И соединен с выходом Плюс 2 блока знака приращения нагрузки, вход которого соединен с датчиком активной мощности линии электропередачи, выход первого : элемента ИЛИ через второй элемент И соединен с входом "Включить" схемы управления реакторами, второй вход первого элемента И через третий ,элемент И соСоставитель О,НаказнаяТехред В.КадарКорректорС,Шекмар Редактор И,Блаиар Заказ 3120/52 Тираж 617ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Иосква, Ж, Раушская наб., д.4/5 Подписное Производственно-полиграфическое предприятие, г,ужгород, ул,Проектная,4