Устройство для автоматического регулирования напряжения на шинах подстанции

СОЮЗ СоаЕТСХИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКРЕСПУБЛИК 32522 А 3 12 в н ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЦТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ У СВИДЕТЕЛЬСТВУ Н АВТОР(72) Ю.В. Артемьев и В.М. Коршунов (71) Ордена Ленина Свердловское районное энергетическое управление Свердловэнерго153) 621.316,728(088,8)(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 514412, кл. Н 02 Р 13/06, 19762, Авторское свидетельство СССР В 526982, кл. Н 02 Ю 3/12, 1976, (54)(57 ) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕС" КОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ ПОДСТАНЦИИ под нагрузкой, содержащее ведомые и ведущий параллельно включенные трансформаторы, автоматич ческий регулятор напряжения, измерительный вход которого через измерительный трансформатор подключен к шинам подстанции, датчики положения и приводы трансформаторов, повторитель сигнала фНрибавитьф 1, повторитель сигнала фУбаватьф 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежйости работы при регу. лировании разнотипными трансформаторами, имеющими различное число и величины ступеней регулирования, оно снабжено элементом)контроля начала .и окончания цикла переключения ведущего трансформатора и блоками управления ведомыми трансформаторами, каждый из которых содержит повтори тель запрещенных положений, повторитель разрешенных положений, элемент) контроля начала и окончания цикла переключения и элемент Фиксации направления переключения, при этом первый выход повторителя запрещенных положений подключен к первому входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения, второй выход повторителя запрещенных положений подключен к первому входу элемента Фиксации направления переключения,первый выход элемента контроля начала и окончания цикла переключения подключен к выходу повторителя разрешенных положений, образуя первый выход блока управления ведомым трансформатором, первый выход привода ведомого трансформатора подключен к второму входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведомого трансформатора, образуя первый вход блока управления ведомым трансформатором, первый выход датчика положения подключен к входу повторителя запрещенных положений, образуя второй вход блока управления ведомым трансформатором, второй выход датчика положения подключен ко входу повторителя разрешенных положений, образуя третий вход блока управления ведомым трансформатором, выход ффПрибавить элемента Фиксации направления переключения подключен к первому входу привода ведомого трансформатора, образуя второй выход блока управления ведомого трансформатора, выход 1 Убавить элемента фиксации направления переключения подключен к второму входу привода ведомого трансформатора, образуя третий выход блока управления ведомого трансформатора первые выходы блоков управления ведомых трансформаторов соединены между собой и с первым выходом элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансФорматора и подключены к первому входу автоматического регулятора напряжения, второй выход элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора подключен к последовательно соединен иым элементам контроля начала и жончания цикла переключения ведомых грансформаторов, которые подключенывторому входу автоматического регулятора напряжения, третий выход элемента контроля начала и окончания1032522 10 цикла переключения ведущего трансформатора подключен к третьему входуавтоматического регулятора напряжения, выход Прибавить автоматического регулятора напряжения черезповторитель подключен к первым входам приводов всех трансформаторови к второму входу элемента фиксации.направления переключения каждоговедомого трансформатора, образуячетвертый вход блока управления ведомого трансформатора, выход Убавить,автоматического регулятораИзобретение относится к автоматическому регулированию напряжения вэлектрических сетях и может бытьиспользовано на электроподстанцияхдля автоматического регулированиянапряжения разнотипными параллельноЪключенными трансформаторами с регулированием под нагрузкой 1 РПН.Известен автоматический регуля-.тор напряжения для силовых трансформаторов, содержащий тракт регулирования, .состоящий из датчика тока, переключателя входов, сумматора,элемента изменения зоны, элементаизменения уставки, измерительногооргана и двух каналов управления,которые выполнены на интеграторах,элементах выдержки времени и выходных реле, блок управления и контроляи генератор тактовых импульсов, Блокуправления и контроля включает в. 20себя элемент переключения входов,элемент фиксации дополнительного параметра, элемент контроля исправности регулятора и элемент контроля исправности электроприводов. Для управленни однотипными и разнотипными(в часности длительности переключения устройств РПН) электроприводамигенератора выполнен с элементом изменения периода следования импульсов Г 1,Недостатком описанного устройства является то, что оно непригодно для автоматического регулирования напряжения под загруэкой на разнотипных параллельно. включенных трансформаторах с РПН, имеющих различное число и величины ступеней регулирования, вследствие ограниченности пределов регулирования напряжения, так как 40 у трансформатора с меньшим количест-., вом ступеней и у трансформаторов с большимколичеством ступеней происходит рассогласование при переключении электроприводов РПН и блокинапряжения через повторитель подключен к вторым входам приводов всех трансформаторов и к третьему входу элемента фиксации направления, переключения каждого ведомого трансформатора, образуя пятый вход блока1управления ведомого трансформатора, второй выход привода ведомого трансформатора подключен к входу датчика положения, а выход привода ведущего трансформатора подключен к входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора. 2руется дальнейшая работа автоматического регулятора напряжения.Наиболее близким по техническойсущности и схемному решению к предлагаемому является устройство дляавтоматического регулирования напряжения на шинах подстанций, содержащее параллельно включенные трансформаторы, регулятор напряжения, измерительный вход которого подключен через трансформатор напряжения к шинамподстанции, блоки контроля рассогласования, датчики положения ступенейустройств РПН и приводы, логическиеэлементы типа И и Запрет 2 1.Недостатком известного устройстваявляется то, что оно ненадежно прирегулировании разнотипными параллельно включенными трансформаторами с РПН,имеющими различное число и величиныступеней регулирования, вследствиеограниченнОсти пределов регулирования напряжения, так как у трансформаторов происходит рассогласованиепри переключении электроприводовРПН и блокируется дальнейшая работаавтоматического регулятора напряжения, Кроме того, ненадежность обусловлена тем, что при переключении . электроприборов РПН у всех трансформаторов каждый раз только наодну ступеньпоявляются недопустимые уравнительныетоки, дополнительно загружающие трансформаторы, а при значительных. Уравнительных токах может произойти срабатывание защиты трансформаторов иих отключение,Цель изобретения - повышение надежности работы устройства при регулировании разнотипными параллельновключенными трансформаторами, имеющими различные число и величины ступеней регулирования,ПОставленная цель достигается тем,что устройство для автоматическогорегулирования напряженно на шинахподстанции под нагрузкой содержащееведущий,и ведомые параллельно включеннйе трансформаторы, автоматический регулятор напряжения, измерительный вход которого через измерительный трансформатор подключен к шинамподстанции, датчики положения и при 5воды трансформаторов, повторительсигнала Прибавить, повторительсигнала Убавить, дополнительносодержит элемент контроля начала иокончания цикла переключения ведущегсТрансформатора и блоки управленияведомыми трансФорматорами, каждый изкоторых содержит. повторитель запрещенных положений, повторитель разрешенных положений, элемент контроляначала и окончания цикла переключения 15и элемент фиксации направления переключения, при этом первый выход повторителя запрещенных положений падключен к первому входу элемента конт-.роля начала и окончания цикла переключения, второй выход повторителязапрещенныхположений подключен кпервому входу элемента фиксации направления переключения, первый выходэлемента контроля начала и окончания 5цикла переключения подключен к выходу элемента разрешающих положений,образуя первый выход блока управленияведомым трансформатором, первый выходпривода ведомого трансформатора подключен к второму входу элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведомого трансформатора,Образуя первый вход блока управленияведомым трансформатором, первый выходдатчика положения подключен к входуповторителя запрещенных положений,образуя второй вход блока управленияведомцм трансформатором, второй выход датчика паложения подключен квходу повторителя разрешенных положений, образуя третий вход блока управления ведомым трансформатором,выход Прибавить элемента фиксациинаправления переключения подключенк первому входу привода ведомого 45Трансформатора, образуя второи выходблока управления ведомого трансформатора, выход "Убавить" элемента фиксации направления переключения подключен к второму входу 50привода ведомого трансформатора,образуя третий выход блока управления ведомого трансформатора, первые выходы блоков управления ведомыхтрансформаторов соединены между собой и с первым выходом элемента контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора иподключены к первому входу регулятора напряжения, второй выход элементаконтроля начала и окончания цикла 60переключения ведущего трансформатораподключен к последовательно соединенным элементам контроля начала и окончания цикла переключения ведомыхтрансформаторов, которые подключены 65 к второму входу регулятора напряжения, третий выход элемента контроляначала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора подключен к последовательно соединеннымэлементам контроля начала и окончанияцикла переключения ведомых трансформаторов, которые подключены к второму входу регулятора напряжения,третий выход элемента контроля начала и окончания цикла переключенияведущего трансформатора подключен ктретьему входу регулятора напряжения,выход Прибавить автоматическогорегулятора напряжения через повтори.:тель подключен к первым входам приводов всех трансформаторов и к второму входу элемента фиксации направления переключения каждого ведомоготрансформатора, образуя четвертыйвход блока управления ведомого транссформатора, выход Убавить автоматического регулятора напряжениячерез повторитель подключен к вторымвходам приводов всех трансформаторови к третьему входу элемента фиксациинаправления переключения каждоговедомого трансформатора, образуяпятый вход блока управления ведомоготрансформатора, второй выход привода ведомого трансформатора, подключенк входу датчика положения, а выходпривода ведущего трансформатора подключен к входу элемента контроляначала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора.Введение в устройство блоков управления ведомых трансформаторсв иэлемента начала и окончания циклапереключения ведущего трансформаторапозволило обеспечить надежную работуустройства при регулировании разнотипнычи трансформаторами, имеющимиразличное число и величины ступенейрегулирования,Элемент контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора позволил определять начало, в сочетании с элементами контроля начала и окончания цикла переключения ведомыми трансформаторами,и окончание, в сочетании с повторителями разрешенных положений, одногополного цикла переключения.Полный цикл переключения состоитиз двух этапов переключенияПервый этап переключения состоитиз переключения на одну ступеньвсех трансформаторов, с помощью атоматического регулятора напряжения.Второй этап переключения состоитиз переключения с помощью блоков управления на одну или несколькоступеней регулирования только ведомыхтрансформаторов.В блоки управления ведомых трансформаторов вводится заданная при монтаже программа посредством двухсигналов датчиков положения ведомыхтрансформаторовразрешенные положения, "запрещенные положения.Повторители запрещенных положенийведомых трансфооматооов повторяютсигналы "запрещенные положения"поступившие от датчиков положения, 5для того, чтобы подготовить цепи переключения по второму этапу и определяют с помощью элементов контроля начала и окончания циклов переключенияведущего и ведомого трансформаторов 10начало полного цикла переключения.Повторители разрешенных положенийведомых трансформаторов повторяют сигНалы "разрешенные: положения, поступившие от датчиков положения, длятого, чтобы определить, в сочетаниис элементами контроля начала и окончания циклов переключения ведомыхи ведущего трансформаторов, завершение полного цикла переключения.Элементы Фиксации направления переключения ведомых трайсформаторовподготавливают цепи для осуществлениявторого этапа переключения в том женаправлении:"Прибавить" или "Убавить",что и от автоматического регулятора напряжения при переключении впервом этапе полного цикла переключения.На фиг. 1 изображена Функциональная схема устройства для автоматического регулирования напряжения на,шинах подстанции; на Фиг. 2 - функциональная электрическая схема автоматического регулятора напряжения.Устройство для автоматическогорегулирования напряжения на шинах 35подстанции содержит ведущий трансформатор 1, ведомые трансформаторы2 и 3, причем ведущим является транс-,.форматор с меньшим количеством ступеней регулирования, но с большейвеличиной каждой ступени, а ведомымитрансформаторы 2 и 3 с большим числом ступеней, но с меньшей величинойкаждой ступени, автоматический регулятор 4 напряжения, трансформатор 5напряжения, шины 6 подстанции, датчик 7 и 8 положения ступеней ведомыхтрансформаторов 2 и 3, электроприводы9 - 11 трасформаторов 1-3, блоки 12и 13 управления ведомых трансформаторов 2 и 3, повторителя 14 и 15 сиг 50налов" Прибавить "и "Убавить", элемент 16контроля начала и окончания цикла переключения ведущего трансформатора 1.Блоки 12 и 13 управления ведомыхтрансформаторов 2 и 3 содержат соответственнс повторители 17 и 18, запрещенных положений, повторители 19 и20 разрешенных положений, элементы21 и 22 контроля начала и окончанияцикла переключения ведомых трансфор Оматоров 2 и 3, элементы 23 и 24 фиксации направления переключения,Автоматический регулятор 4 напряжения (фиг, 1 и Фиг. 2 с четырьмявходами: вход А, вход Б,вход В, Измерение и двумя выходами: Прибавить, Убавитьсодержит сумматор 25, элемент 26 формирования и изменения зоны, элемент27 установки и изменения уставкинапряжения, пороговый орган 28, преобразователи 29 и 30, элементы 31 и32 времени, элементы 33 и 34 запрета,исполнительные элементы 35 и 36,элемент 37 изменения периода следования генератора 38 тактовых импульсов (ГТИ) элемент 39 контроля исправ.ности системы регулирования, содержащего элемент: 40 контроля исправности регулятора и элемент.41 контроля исправности электроприводов,элемент 42 переключения,Устройство работает с.ледующим образом.Для трансформаторов 1-3 выполняется программа переключения злектроприводов 9 - 11, в соответствии с таблицей положения ступеней регулирования,в которой определены допустимые изапрещенные положения ступенейрегулирования напряжения из условиядопустимости параллельной работытрансформаторов. В тех положенияхступеней, в которых не допускаетсядлительная параллельная работа трансформаторов, осуществляется дополнительное переключение одного илидвух злектроприводов на следующиеступени, допускающие длительнуюпараллельную работу трансформаторов,При изменении напряжения на шинахб подстанции, например, в сторонуснижения напряжения до величины уставки срабатывания, автоматическийрегулятор 4 напряжения подает сигналПрибавить и через повторитель14 сигнал Прибавитьф" поступает наэлектроприводы 9 - 11. Производитсязапуск электроцриводов 9 - 11. Одновременно сигнал Прибавить отавтоматического регулятора 4 напряже.ния поступает на элементы 23 и 24фиксации направления переключения,которые становятся в положение "Прибавить" и подготавливают цепидля дополнительного переключениязлектроприводов 10 и 11 от блоков12 и 13 управления в то же направление, что и от автоматического регулятора 4 напряжения. Запустившисьэлектроприводы 9-11 становятся насамоудерживание по цепям электроприводов для заканчивания цикла пере -ключения на одну ступень. С запускоми включением на самоудерживание всехэлектроприводов 10-11, на ,"вход Бци вход Б автоматического регулятора 4 напряжения в элемент 42 переключения поступает сигнал о началецикла переключения всех злектроприводов от последовательно соединенныхэлементов 16, 21 и 22 контроля начала и окончания циклов переключениясоответствующих электррприводов 9-11, В результате вавтоматическом регу,ляторе 4 напряжения с помощью элемента 42 переключения произойдет "увеличение зоны нечувствительности и снятие сигнала Прибавить. 5Е".-и после цикла переклочения злектроприводов 9 - 11 от автомати-, ческого регулятора 4 напряжения на одну ступень даТчики 7 и 8 положения ступеней у электроприводов 10 и 11 10 ведомых трансформаторов 2 ч 3 зафикс сировали запрещенные положения, согласно таблице положения ступеней, то сигналы запрещенных положений ступеней от датчиков 7 и 8 положения 15 ступеней поступают.в блоки 12 и 13 управления соответствующих ведомых трансформаторов 2 и 3, на вход повторителей 17 и 18 запрещенных положений, с од оорых 20 поступают на входы элементов 23 и 24 фиксации направления переключения и с учетом зафиксированного от автоматического регулятора 4 переключения, например, Прибавить, сигналы поступают на электроприводы 10, 11 и происходит дополнительное переключение электроприводов 10, 11 без выдержки времени еще на одну или несколько ступеней до тех пор, пока датчики 7 и 8 положения ступеней не зафиксируют разрешенные положения, согласно таблице положения ступеней для электроприводов 9-11. В этом случае сигналы разрешенных положений ступеней от датчиков 7 и 8 соответствующих электроприводов 10 и 11 поступают в блоки 12 и 13 управления на входы повторителей 19 и 20. разрешен" ных пОложений ступеней и на "вход А" автоматического регулятора 4 напря жения на элемент 42 переключения, В результате в автоматическом регуляторе 4 напряжения снимается с помощью элемента 42 переключения "увеличение зоны нечувствительности" и 45 если напрякение на шинах б подстанции превышает установку срабатывания автоматического регулятора 4 напряжения на "Прибавить" или на "Убавить", то он снова подает сигнал для переключения электроприводов 9 - 11 в описанной выше последовательности.Переключение электроприводов 9-11 по заданной программе осуществляется с автоматическим контролем правильности выполнения этой программы следующим образом ( Фиг.1 и Фиг. 22.Информация о начале одного полного цикла переключения у электроприводов 9 - 11 трансформаторов 1 - 3 формируется при срабатывании всех с 0 последовательно соединенных элемен:ов 1 б, 2 и 21, которые замыкаютцепи "вход Б" и "вход В" у автоматического регулятора 4 напряжения. Призамыкании цепей "вход Б" и "вход В"в автоматическом регуляторе 4 напряже.ния срабатывает элемент 42 переключе-.ния и "увеличивает зону нечувствительности". В результате в автоматическомрегуляторе 4 напряжения исполнительный элемент Зб(35) снимает сигнал"Прибавить" (" Убавить" ),Информация о завершении одногополного цикла переключения у электро-приводов 9 - 11 Формируется с помощьюпараллельно соединенных элементов16( 21, 22, 19, 20, которые сначалапри запуске электроприводов 9 - 11срабатывают и создают цепь "вход 1"для самоудержания элемента 42 переклю 4 ния в автоматическом регуляторе4 напрякения, а затем, при завершениивсеми электроприводами 9 - 11 одногополного цикла переключения с достижением разрешенных положений ступеней,во:-вращаются в исходное положениеи размыкают цепь "вход А" у автоматического регулятора 4 напряжения иснимают самоудерживание у элемента 42переключения. В результате в автоматическом регуляторе 4 напряжения снима:ется "увеличение зоны нечувствительности" и он снова готов к выдаче сигнала "Прибавить" (" Убавить" ).Если при переключении электроприводав 9 - 11 нарушится программа переключения, например, от появления неисправностей в злектроприводах, в автоматическом регуляторе 4 напряжения или в дргих элементах устройства для автоматического регулирования напряжения на шинах подстанцйи, то в автоматическом регуляторе 4 напряжения элемент 42 переключения не вернется в исходное положение и будет продолжать увеличивать зону нечувствительности.В этом случае автоматический регулятор 4 напряжения заблокирует (запретит) выдачу сигналов Прибавитьф Убавитьф) и у него поясгнал неисправности.Использование изобретения позволит осуществить надежное автоматическое регулирование напряжения под нагрузкой на параллельно работающих разнотипных трансформаторах, имеющих различное число и величины ступенейрегулирования напряжения за счет применения в. устройстве блоков управления трансформаторами, а также повысить качество электроэнергии и экономичность в работе энергосистемы за счет снижения потерь энергии в электросети.1032522 Составите Техред В,Д актор В. Пилипен по делам изобрет113035, Москва,Ж П СР исно д 4/5 5,Патент, г. Ужгород, ул, Проектная Филиал каз 5414/56 Тираж ВНИИПИ Государственно Наказнаякорей Корректор В. Гирняк 7комитета ССоткрытийаушская наб.