Устройство оптимизации распределения нагрузки по полуцепям биполярной линии электропередачи постоянного тока

(45) Дата опубликования описания 20,10.77(5) М, Кл,- Н 02 Р 13/24Н 021 3/46 Государственный комитет Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ НАГРУЗКИ ПО ПОЛУЦЕПЯМ БИПОЛЯРНОЙ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКАИзооретецие относится к биполярным линиям электропередачи постоянного тока (ППТ), содержащим мостовые преооразователи, в частности к устройствам для управления и регулирования электропередачи, и может быть использовано в цетттрализоваттттой системе контроля и управления мощной электропередачей.Известно устройство для оптимизации распределения нагрузки по полуцепям биполярной липин электропередачи постояттттого тока, установленное на выпрямителытой подстачции и содержащее блок задатчика суммарной мощности, блок расчета уставок регулятора тока полуцепей передачи, блок вклточения мостов и блокиреагирующие па изменение тока полуцепей.В известном устройстве уставки регуляторов тока задаются путем, вычисления их по величине заданной мощности и рабочего напряжения передачи. В узел расчета подается задание на поддержание определенного уровня передаваемой по ППТ мощности, Одновременно туда же поступают сигналы о величине напряжения между полюсами ППТ, о величине тока в линии (обрачтная связь) и блокирующий сигнал ЛЭП ППТ не работает. Рассчитанное по величине заданной мощности и величине ттапряжения между по.чтосами значение выпрямленного тока направ.чяется к ус 2танкам регуляторов тока. Однако такое устройство це ооеспечивает опттвтттзатттттт ректтма работы ППТ по минимуму потерь активной мощности, которые при заданной передавае мой мотцности (нагрузке) ППТ зависят в основном от количества включенных в работу вентильных мостов (преобразовательных блоков), от рабочего напряжения полуцепей и распределения нагрузки по полуцепям ППТ, 10 Целью изобретения является уменьшениепотерь в электропередаче. Это достигается тем, что предлагаемое устройство сцабженоблоком вьтявттте.чя зоны мощности, блоком искателя оптимума, матрппей выбора схемы и 15 олоком зада:тия ограничений, причем один пзвыходов блока задатчика суммарной мощттости соединен с первым входом блотса расчета уставок регулятора тока полуцепей передачи, а другой выход - со входом блока выязителя 20 золы мощности, выход 1 старого соединен содним входом блока искателя оптимума, вьтход которого соединен с одним входом матрицы выоора, другой вход которой соединен с выходом блока задания ограничений.25 Для осуществления автоматического уттравлеппя устройство снабжено олоком управ- ,чедия, входы которого подсоединены к матрице выбора и блоку расчета установок регулятора, а выходы - к блоку искателя оптимума 30 и блоку уставгтк регулятора, при этом выход3блока задания ограничений соединен со входом блока расчета уставок регулятора, выходы которого подсоединены к блокам, реагирующим на изменение тока полуцепей, в качестве которых установлены блоки уставок регуляторов тока, а выход матрицы выбора соединен с блоком автоматического включения мостов.Для осуществления полуавтоматическогоуправления устройство снабжено блоком визуальной индикации, вход которого подсоединен к выходу матрицы выбора, к входам блока,расчета уставок регулятора тока подсоединены указатели величины тока полуцепец, авыход блока визуальной индикации соединенс выходом матрицы выбора,В этом варианте выполнения устройство цесодержит блока управления и часть операцийсовершается вручную оператором (диспетчером), который на основании информации, полученной от блока индикации и указателейтока, оказывает управляющее воздействие наискатель оптимума, систему автоматики ивходы уставок регуляторов тока полуцепей.На фиг. 1 дана структурная сема описываемого устройства, предназначенного для автоматического управления; на фиг. 2 - график активных потерь в ППТ в функции от передаваемой мощности и количества включенных мостов в полуцепях; на фиг. 3 - структурная схема полуавтоматического устройства; на фиг. 4 - пример рыполнения принципиальной схемы полуавтоматического устройства,С блока 1 задатчика моп 1 ности (см, фиг. 1)сигналы поступают в блок 2 расчета вставокрег.ляторов тока, где определяются значец 11 ятоков полпепей, и в блок 3 выявителя зотгымощности. Последний предназначен для выработки кодипованного сигнала, который преобразуется олоком 4 искателя оптимума в соответствии с заложенной программой в последовательность кодов состояния схемы ППТ,начиная с оптимального по условио минимума потерь для данной зоны мощности. Значение и смысл этих операций илл 1 остпир 1,ется фиг. 2, на которой показан гпаФцк зависимости суммарных активных потепь .ИР в ППТ от передаваемой мощности Р (отнесенных к номинальной мощности Р.). График построении для биполярной ППТ с двтмя последовательно соединенными преобразовательными блоками (мостами) в каждой полуцепи. Нанесенные кривые соответствуют всех 1 возможным схемам соечинения работающих мостов на подста 14 циях. Для каждой такоц схемы кривь 1 е вассчитань 1 пои оптимальном пословиям с лгмарцых потерь в ППТ соотношении нагрузок полцепей. Пои этом чтецы потепи. зависящие от величины тока в линии и подстанционном оборудовании, от напряжения в линии и количества включенного подстанционного оборудования, а также расходы 5 1 О 15 20 25 30 35 4 О 45 50 55 60 65 ца собственные нужды, не зависящие от на РтЗКИГрафик разбит на несколько (в данном случае восемь) зоц так, что в пределах каждой зоны передаваемой мощности существует определенпая ц неизменная в пределах этой зоны очередность схемам при условии оптимального для каждой схемы и общей передаваемой мощности распределения нагрузок цо полуцепям.При более сложной схеме подстанций (большем количестве последовательно соедиценных мостов, наличии параллельных мостов) количество возможных в эксплуатации схем, их соединений (сочетаний), а следовательно, и количество зон мощности существенно увеличиваются.Последовательность кодов состояния схемы ППТ передается с блока 4 искателя оптимума (см. фиг. 1) ца матрицу 5 выбора.Блок б задания ограничений служит для выраоотки сигналов ограцичения возможности ввода мостов в работу и задания предельных величин тока каждой полуцепи. Ограничения типа моствыведен в ремонт, полуцепьвыведена в ремонт, ток полуцепине более, сток полу- цепине менее могут вводиться в блок 6 задания ограничений вручную цлд автоматически.Матрица 5 выбора может быть выполнена в виде диодной матрицы совпадеций, ферритовой матрицы или в виде набора электромехацических реле. Она ,предназначена для сравнения кода состояния схемы, выбранного блоком 4 иокателя оптимума, с кодом ограничений на возможность ввода мостов в работ, выработанным блоком 6 задания ограничений.Результаты сравнений сигналов кода ограничений и кода состояния схемы поступают в блок 7 управления. В случае их совпадения блок управления посылает сигнал в блок 4 искателя оптимума, в результате чего соответствующая схема исключается из расчета и вырабатывается новый код состояний. Эта операция может быть повторена несколько раз,Если зафиксировано отсутствие совпадений сигналов матрицы 5 выбора и блока 6 аданця ограничений, с матрицы выбора посыла 1 отся сипналы (через блок 7 управления) в блок 2 расчета, которые управляют расчетом распределения нагрузки между полуцепями,Определенные в блоке 2 расчета по этим данным и в соответствии с заложенной программой значения выпрямленного тока пол- цепей сравниваются с сипналамц ограничения тока полуцепей, поступившими с олока 6. Если рассчитанцые значения токов выходят за доп",стимые по условиям ограничения пределы, то с блока 2 расчета (через блок 7 управления) поступает сигнал в блок 4 искателя оптимума, в результате чего соогветству 1 ощая565371 5схема исключается из расчета и вырабатывается новый код,состояций схемы. Если рассчитанные значения токов лежат,в заданных пределах, то дается разрешение па выдачу сигналов с матрицы 5 ца блок 8 автоматического включения мостов и с блока 2 на блоки 9 и 10 уставок регуляторов тока полуцепей, в результате чего формируется новая рабочая схема преобразовательных подстанций и устаггавливается оптимальный режим работы передачи.На фиг. 3 представлена с:структурная схема полуавтоматического устройства (советчика диспетчера). Эта схема отличается от схемы автоматического устройства тем, что код выбранного состояния схемы направляется к блоку 11 визуальной индикации, представляющему собой указательное табло либо печатающий аппарат, а результаты расчета тока полуцепей направляется,к указателям 12 и 13 величины тока,полуцепей.Оператор (диспетчер) вводит соответствующие данные в блок 6 задания ограничений, затем, считьгвает с блока 11 визуальной индикации рекомендуемую схему включения мостов ц с указателей 12 и 13 рассчитанные значения токов полуцепей, Если, рекомендация ца табло не выдана (по условиям ограничения) или рассчитацньге значения токов выходят за установленные, пределы, то оператор воздействует ца блок 4 искателя оггтимума.1-1 а основе цолучеггцой рекомендации оператор (диспетчер) задает уставки регуляторов тока обеих полуцепей и запускает соответствующие схемы включения мостов.На фиг. 4 показана в качестве примера принципиальная схема полуавтоматического устройства для оптимизации распределения мощности цо гголуцепям биполярной линии электропередачи, содержащей по два блока мостов в .полуцепи.Задатчик 1 мощности представляет собой потецциомегр 14, перемещения щегки 15 которого пропорционально заданной мощности и осуществляется при,помощи кинематичеокой, в частцости дистанционной, связи 16, Одновремецно гго кицематической связи воздействуют на блок 3 выявителя зоны мощности. Выяви- тель представляет .собой диск, разделенный па восемь ироводящих секторов 17 - 24, границы,которых соответствуют границам восьми зон мощности ца фиг. 2 (при этом полный оборот диска пронорционален номинальной мощности передачи). По секторам скользит щетка, соединенная с нулевым потенциалом. Каждый из секторов (зон) 17 - 24 электрически связан с соответствующим полем блока 4 цгокателя оптимума, Каждое поле содержит ггять ламелей, по которым цри переключении искателя перемещается контактная щетка, относящаяся к этому полю.Ламели электрически соединены с эмиттерами транзисторов матрицы 5 выбора схемы,Реле 25 - 29 матрицы выбора схемы срабаты 6вают при подаче на эмиттер соответствующего транзистора, например транзистора 30, нулевого потенциала с определенных лагмелейблока 4 искателя оптимума и при,одновременной подаче на базу того же транзистора низкого потенциала с блока 6 задания ограничений. Реле матрицы 5 выбора схемы своими контактами включают сигнальные лампы 31 - 35,Каждая из лами соответствует определеннойсхеме включения: лампа 31 - блок в однойполуцепи, лампа 32 - по одному блоку в каждои полупепи, лампа 33 - два блока в однойполуцепц, лампа 34 - два блока в одной полуцепц ц олок в другой и лампа 35 - по дваблока в обеих,полуцепях.1 элок 6 задания ограничений, содержит четыре ключа, служащих для задания опрапичения н включение каждого блока подстанции, и двоичный дешифратор 36. Выходы дешифратора подключены к логическим схемамНЕ, а выходы схем НЕ присоединены к соответствующим базам транзисторов матрицы 5выоора.Связь, упр агвляюща я,переключеццем л амелей блока 4 искателя оптимума, замыкаетсячерез оператора (диспетчера).Для вычисления уставок токов указтелей12 и 13 по полуцепи передачи служит олок 2расчета уставоккоторый содержит контактыреле и присоедигнецные к ним резисторы.Каждьгйг коцтагкт подключает щетку 15 потенццометра 14 к указателям 12 и 13 через резисторы, величины которых заранее рассчитанны,Для примера рассмотрим работу схемы приаадаггной мощности 0,5 от ггомигна.гьггой (в зоне Ч 111 согласно фиг. 2). Оптимальною распределению мощности по полуцепям передачисоответствует полная схема включецця мостовподстанции (по два блока в каждой полуцепи) .Допустим, что при помощи ключа 37 блока6 задано ограничение на включение одногомоста цервоц полуцепц. Тогда с выход дешцфратора 36 ца логическую схему НЕ 38подается нулевой потенциал и транзистор 30запирается. Остльцые транзисторы подготовлены к включению (ца цх базы зада:гы отрицательные потенциалы).По условию примера щетка 15 потецциометр 14 находится в секторе 19 олок 3 выявителя, прц этом поле 39 искателя оптимумсоединено с сектором 19, ца котором здац пулевой,потезгциал,Если гкоцтактцая щетка поля 39 ггаход)гтсяца ламели 40, то нулевой цотецпцаич задает:яца эмцттер транзистора 30 (реле), который цеподготовлен и вк,поченшо. Перемещение щетки поля 39 ца ламель 41 приводит к тому, чтонулевой гготеггццал задается на эмцттер транзистора реле 28.Поскольку этот транзистор подготовлен(цо базе), то он открывается, обмотка реле 28оотекает:я током и реле овогм контактомвключает лампу 34 индикации схемы соедцце 5 10 15 20 25 30 35 40 45 5 о 55 60 65ния два блока в одной полуцепи и блок в другой, Одновременно контакты этого реле подключают резисторы к потенциометру 14. Величина резисторов талкова, что с указателей 12 и 13 считываются токи полуцепей, являющиеся оптимальными для режима передачи заданной мощности при выбранной конфигурации подстанции. Соотношение токов равно 1,5; ток в полуцепи с двумя мостами в 1,5 раза больше, чем в полуцепи с одним мостом.Формула изобретения1. Устройство,для оптимизации распределения нагрузки по полуцепям биполярной линии электропередачи постоянного тока, установленное па выпрямительной подстанции и содержащее блок задатчика суммарной мощности, блок расчета уставок регулятора тока полуцепей передачи, блок включения мостов п блоки, реагирующие на изменение тока полуцепей, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь в электропередаче, оно снабжено блоком выявителя зоны мощности, блоком искателя оптимума, блоком задавания ограничений и матрицей,выборапричем один из выходов блока задатчика суммарной мощности соединен с первым входом блока расчета уставок регулятора тока полуцепей передачи, а другой выход блока задатчика суммарной мощности соединен с блоком выявителя зоны мощности, выход которого соединен с одним входом блока искателя оптимума, выход которого соединен с одним входом матрицы выбора, другой вход которой соединен с выходом блока задания ограничений.2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с ятем, что, с целью осуществления автоматического управления, оно снабжено блоком уп равления, входы которого подсоединены к матрице выбора и блоку расчета уставок регулятора, а выходы - к блоку искателя оптимума и блоку установок регулятора, при этом выход блока задания ограничений соединен со вхо дом блока расчета установок регулятора, выходы которого подсоединены к блокам, реагирующим па изменение тока,полуцвпеи, в качестве которых установлены блоки уставок регу ляторов тока, а выход матрицы выбора соединен с блоком автоматического включения москитов. 3. Устройство по,п. 1, о тлич ающеесятем, что, с целью осуществлвния полуавтома тического управления, оно снабжено блокомвизуальной индикации, вход которого .подсоединен к выходу матрицы выбора, к входам олока расчета уставок регулятора тока подсоединены указатели величины тока полуцепей, а выход блока,визуальной индикации соединен с выходом матрицы выбора.565371 ставитель Л. ДементьевТехред 3. Тараненко ейсо дакт р"кт меле Заказ 6248 Изд.582осударственного копо делам из113035, Москва, Ж пцсно П МОТ, Загорский фили Тираж 917итета Совета Министровбретений и открытий