Устройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции

(21) 4 (22) 2 (46) 1 (71) Аз ватель им, И. (72) Р (53) 6 (56) Ав У 1473 М 38научно-исследоэнергетики в и Ш.Ш.Авшал 6.32(088.8) идетельство СССР 02 Л 3/46, 1987. умов ЕСКОГО . РАБОТА- ДВУХЪя бло- ламЪ авле ем и выулькогооднотивуктран у ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕК АВТОРСКОМУ СВИ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИ УПРАВЛЕНИЯ ЧИСЛОМ ПАРАЛЛЕЛЬН ЮЩИХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ТРАНСФОРМАТОРНОЙ .ПОДСТАНЦИИ (57) Изобретение касается уп режимами элементов энергосис предназначено для автоматиче правления числом работающих х силовых трансформаторов 9936 А 3 сформаторной подстанции, каждый изкоторых может работать как на свою,так и на общую нагрузку. Цель изобретения - расширение функциональныхвоэможностей. В устройство, содержащее исполнительный блок 7 на выходе,выполненный в виде параллельно соединенных элементов включения 5 и отключения 6 управляемого трансформатора,делитель 1 и нуль-орган 4, выполненный в виде двухпорогового компараторавведены два блока умножения 2 и 3,входы первого из которых через делитель подключены к напряжению подстанции, а выход подсоединен к первомувходу нуль-органа, входы второгока умножения подключены к датчиктоков нагрузок подстанции, а егоход подсоединен к второму входу норгана. 6 ил.Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено. для автоматического управления числом работающих однотип 5 ных силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции, каждый из которых может работать как на свою, так и на общую нагрузку.Цель изобретения - расширение функ-О циональных возможностей устройства.На фиг.1 изображены графики зависимостей потерь активной мощности 9 Р) в трансформаторах от величины произведения токов нагрузок подстан ции (1 1") при включенном одном (Т 1) и двух трансформаторах (Т 1 и Т 2); на фиг.2 - зависимости потерь мощности в функции величины произведения токов нагрузок подстанции 2 О на фиг.3 а и б - суточный график величины произведения токов нагрузок . подстанции и график работы силовых трансформаторов соответственно; на фиг.4 - функциональная схема устройства; на фиг.5 - выходная характеристика мостового двухпорогового компаратора (нуль-органа); на фиг.6 - временные диаграммы выходных сигналов функциональных блоков. ЗОПотери электроэнергии в трансфор-, маторе, несущем нагрузку, определяются двумя составляющимиФг РЪ = Рхх+ "кз = хх( + "кон,г 35 где Р),х=Рхх 1 Ц - - потери х.х трансформатора зависящие от величины напряжения подстанции")"(2)40При этом потери, зависящие от тока трансформатора (параметры номинального режима обозначены индексом Н.(3)КЭ хз11 ри наличии на подстанции двух однотипных трансформаторов, каждый из которых работает на свою нагрузку, суммарные потери мощности равны2 Рхх 1 н 1 + кз1, +(4) где 1 и 1 - токи нагрузок трансформаторов.Условие, при котором целесообраз-, но отключать или включать один из двух трансформаторов, определится, если приравнять выражения (1) и (4)(6)После некоторых преобразований вы-ражение (6) принимает видоя 11 Р ф 11 (7)Величины 2 Ри Рхх соответственно обозначим через коэффициенты К, и К , тогда соотношение (7) можно представить так1 г) Кг 11 (8)На первые и вторые входы нуль-органов следует подавать сигналы, пропорциональные соответственно правой и левой частям соотношения (8).Включение второго трансформатора происходит при условии, когда левая часть соотношения (8) становится равной или более правой части, т. е. когдаК,. (1 1, )К,11 га его отключение происходит при у -ловииК (11 г) (К О ,При величинах (1+ 1) и (1. гф)ггпроисходит переключение трансформатора.На фиг. абсцисса точки а представляет собой значение И величины произведения токов нагрузок подстанции(1, 1 ), которое соответствует режиму минимума активных потерь, Абсциссы точек б-в соответствуют значениям величины (11 ф, при которых происходит включение (точка в)и отключение (точка б) силовых трансформаторов. Значение величины (1 фх 1 ) используется в качестве опорного сигнала в компараторе.На фиг,2 показаны зависимости левой и правой частей соотношения (8)в функции величины (1 1,). Линия Апостроена для напряжения подстанции,равного номинальному значению 11оАбсцисса точки пересечения зависимости А и линии Б представляет собой величину (1, 1 г)а, соответствующая5 1 с 999 режиму минимальных потерь в трансформаторах.На фиг.З показаны суточный график величины (11 г),значение (линия) величины (1 1 г), соответствующее режиму минимальных потерь, значения (линии) величины (1, . 1+) и (1 к 1 ")г, соответствующие моментам переключения трансформаторов, и интервалы времени (1 - С ), соответствующие точкам пересечения линий величины (1 1",) и (1, 1 ") с криВои Величины (1+ 1 ), на фиг.Зб - суточный график работы силовых трансформаторов.Согласно схеме двухтрансформаторной подстанции (фиг.4) каждый из силовых трансформаторов работает на свою нагрузку с указанием цепей тран сформаторов тока и трансформатора наК (1 К, (1" . К,. (1 . 1 г) - К 1)( К,(1 1",) ), К,(1",.К 1 гт1)(К, (1, 1 )1 г)гК г В момент времени С = О, а также 3 О в лнтеРвалах О ( .г и С, с(( Гсигнал, пропорциональный текущему значению величины произведения(1,1 г), меньше. значения верхнего порогового напряжения компаратора4, т.е. К, (1, 1 ) ( Н , поэтому 35выходной сигнал блока 4 х равен единице или нулю (фиг.5),При этих условиях на выходе компаратора отсутствует отрицательное напряжение и по О этому сигнал на вкл:очение трансформатора Т 2 не возникает. По мере роставеличины произведения (1, 1 г, насту-.пает момент времениг, начинаяс которого сигнал, пропорциональный 45 величине произведения (1 1 ф) находится в пределах К, (1, 1 г)1 г ) г. ) 1" гг х =1 при компаратор 4 х+ =О прих+ =1 при Исполнительный блок предназначен для преобразования входных управляющих сигналов в команды Включить и. "Отключить".С выхода двухпорогового компаратора 4 двухполярное напряжение подводится на входы элементов включения 5 и отключения 6 исполнительного блока 7.Предлагаемое устройство работает следующим образом.На двухтрансформаторной подстанции к выходу устройства подключен трансформатор Т 2. Допустим, что в исходном положении ( = 0) работает только неуправляемый трансформатор Т 1.На первый вход компаратора 4 через последовательно соединенные делитель 1 и умножитель 2 поступает сигнал, пропорциональный квадрату текущего значения напряжения подстанции К г 0 г, Сигналы, пропорциональные текущим значениям токов нагрузок подстанции 1и 1 г, подаются на входы4 Гумножителя 3, с выхода которого сигнал, пропорциональный величине произведения К(1", 1), подается на второй вход компаратора 4, который осуществляет сравнение сигналов в соответствии с условиями (9). 36 6пряжения, Функциональная схема устройства включает делитель 1, умно- житель 2-3, нуль-орган 4, выполнянньщ в виде двухпорогового компаратора, состоящий из элементов включения 5 ь отключения б силового трансформатора Т 2, исполнительный блок 7.При изменении напряжения на входе компаратора (фиг.5) состояние его выхода изменяется два раза, причем в начале выходное напряжение имеет положительное постоянное значение, выходное напряжение имеет положительное постоянное значение, затем возникает нулевая пауза, далее полярность постоянного напряжения изменяется,Двухпороговый компаратор 4 настраивают в режимах, удовлетворяющих следующим условиям: 1В момент времени 1 7 Р 6) на выходб компаратора 4 возникает отрицательный импульс напряжения (х = - 1), ка тарый подается на входы элементов включения 5 и отключения 6 исполнительного блока 7 (фиг.4), при этом на выходе элемента 5 включения вырабатывается управляющее воздействие на включение трансформатора Т 2. С момента времени Сг в работе находится два трансформатора.В момент времени 1 (1) на вьйоде компаратора 4 появляется сигнал х =1, который подается на вход элемента 6 отключения исполнительного блока 7, на выходе которого вырабатывается управляющее воздействие х на отключение трансформатора Т 2. Вначале отключается выключатель ВЗ, который затем своими контактами отключает выключатель В 4, контакты которого включают секционный выключатель В 5 Работа устройства иллюстрируется временной диаграммой (фиг.6) и графиком работы трансформатора Т 2 (фиг. Зб)15 Как видно из Фиг,б задержка на включение и отключение трансформатора Т 2 определяется не только выбором значений пороговых напряжений компаратора 4, но и скоростью изменения текущих 10 значений величины произведения (1, х х 1)".1При отклонениях напряжения подстанции от величины номинального значения меняется уровень линии Б и наклон зависимости А (Фиг.2), что при- водит к изменению точек пересечения зависимости А с линией Б. В результате текущая величина произведения (1 1 ), соответствующая режиму минимальных потерь, автоматически изменяется. Соответственно меняется и величина произведения (1 " 1),при которой происходит переключение трансформатора Т 2. Включение трансформа тора Т 2 происходит после появления сигнала на выходе элемента 5 включения исполнительного блока 7, который отключает секционный выключатель В 5, контакты которого включают выключатель В 4, который в свою очередь включает выключатель ВЗ.Предлагаемое устройство может работать не только при параллельной работе, но и при совместной раздельной работе двух трансформаторов. Таким образом, применение предлагаемого устройства на практике значительно увеличит число двухтрансформаторных подстанций, на которых можно автоматически поддерживать режимы работы, оптимальных с точки зрения потерь ак" тивной мощности в трансформаторах. Формула изобретенияУстройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двух- трансформаторной подстанции, снабженной выключателями на вводе и выводе трансформаторов, а также секционным выключателем, содержащее нуль- орган, выход которого соединен с исполнительным блоком, выполненным в виде параллельно соединенных элементов включения и отключения, выходы которых подключены к выводам для подключения к выключателям трансформаторов и к секционному выключателю, делитель напряжения, вход которого соединен с клеммой для подключения к измерительному трансформатору напряжения, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей, оно снабжено двумя блоками умножения, выходы которых подключены к нуль-органу, входы первого сое динены с выходом делителя входы второго блока умножения подключены к выводам для подключения на ток нагрузки первого и второго трансформаторов.11599936 Фиг Составитель О. НаказнаяТехред М,Ходанич , Корректор Л,Пили едактор А.Доли оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул арина, 1 Заказ 3148 Тираж 416 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СС 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5