Устройство для автоматического регулирования частоты и распределения активной нагрузки между электростанциями в энергосистемах

Устройство для автоматического регулирования частоты и распределения активной нагрузки между электростанциями в энергосистемах

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Класс 216, 42,4 № 114528

СССР

БИБЛИОТЕК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

В. Е. Казанский и Л. Д. Стернинсои

УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ЧАСТОТЫ И РАСЙРЕДЕЛЕНИЯ АКТИВНОЙ НАГРУЗКИ МЕЖДУ

ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯМИ В ЭНЕРГОСИСТЕМАХ

Заявлено 25 апреля 1952 г, за ¹ 5571/57649! в Министерство электростанций (c присоединением заявки ¹ 8509 от 19 декабря 1955 г ) Задача автоматизации распределения нагрузки между электростан-циями в энергетических системах по мере роста последних приобретает все более актуальное значение.

Недостатком известных устройств, предназначенных для решения этой задачи (в том числе и устройств, в которых совместно осуществляется как автоматическое распределение активной нагрузки между станциями, так и автоматическое регулирование частоты}, является необходимость измерения суммарной нагрузки станций по характеристикам относительных приростов, что связано с возможностью нарушения точной работы всего устройства в целом при выходе из строя или неточной работе любого из аппаратов, измеряющих нагрузку каждой станции.

Особенность предлагаемого устройства, исключающая необходимость измерения суммарной нагрузки электростанций, заключается в использовании в качестве управляющего импульса интегральной функции отклонения частоты, воспринимаемой и преобразуемой блоками распределения нагрузки по характеристикам относительных приростов. Блоки расположены на диспетчерском пункте энергосистемы, и каждый из них связан индивидуальными каналами с соответствующей электростанцией.

B качестве варианта осуществления такого устройства предлагается применить в блоках распределения нагрузки для задания характеристик относительных приростов шаблоны, по которым скользят коппры, изменяющие параметры задающего контура генератора частоты, посылающего управляющие сигналы на регулирующую станцию.

Автоматическое введение поправок на потери в сети осуществляется в этом устройстве с помощью устанавливаемых на диспетчерском пункте и предусмотренных для каждой из входящих в энергосистему станций телеваттметров, измеряющих нагрузку на соответствующей линии и управляющих индукционным преобразователем, выходное напряжение которого подается в цепь, управляющую перемещением системы шаблонов.

¹ 114528

На фиг. 1 †принципиальн схема установленного на диспетчерском пункте автоматического распределителя активной нагрузки между станциями; на фиг. 2 представлена структурная схема связи диспетчерского пункта с двумя регулирующими станциями.

С диспетчерского пункта ДП (фиг. 2) на регулирующие станции

ГЭС-1 и ГЗС-2 по каналам связи КС-1 и КС-2 передаются звуковые частоты f 3, f", вырабатываемые ламповыми генераторами ГЗЧ. Эти частоты являются задающими: каждому значению задающей частоты f3 соответствуют вполне определенные уставки автоматического регулятора мощности (АРМ) данной станции, а следовательно, и вполне определенная нагрузка данной станции. Изменение уставок АРМ в функции задаощей частоты осуществляется приемными устройствами ПЧ.

Таким образом, чтобы изменить с диспетчерского пункта нагрузку какой-либо станции, достаточно изменить задающую частоту, передаваeìóþ на эту станци о. Изменение задающих частот осуществляется переменными конденсаторами С и С, включенными в колебательные контуры соответствующих генераторов задающей частоты ГЗЧ.

Конденсаторы С предназначены для дистанционного изменения натру-,oê каждой станции в отдельности, например вручную — диспетчером.

Все конденсаторы С сидят на одной общей оси и управляются одним, общим для всей системы регулятором частоты АРЧ. При отклонении частоты в системе от заданного значения, например от 50 zq, регулятор частоты ЛРЧ изменяет емкости всех конденсаторов С и вызывает из.менение нагрузок станций, стремясь поддержать частоту в системе на заoàíHîì уровне. Так как оси всех конденсаторов С1 жестко связаны между собой, то при С вЂ” — const нагрузки всех регулирующих станций тоже жестко связаны между собой, и поэтому при астатическом регулировании частоты в системе любым числом станций никаких специальных уравнителей мощности между станциями (для обеспечения заданного распределения нагрузок между станциями) не требуется.

Если все генераторы какой-либо станции снабжены автоматическими регуляторами мощности АРМ, то при исправной работе аппаратуры задгпощая частота, передаваемая на эту станцию, является функцией нагрузки данной станции, а положение оси автоматического регулятора частоты АРЧ, управляющей конденсаторами Сь является (при С вЂ” — const) функцией суммарной нагрузки всех регулирующих станций.

Такая структурная схема в принципе позволяет отказаться от телепзмерения нагрузок регулирующих станций — достаточно измерять задающие частоты и преобразовывать их в показания телеваттметров. При этом отпадает необходимость в телеизмерительной аппаратуре на станциях и в соответствующих каналах телеизмерения между станциями и диспетчерским пунктом (вместо них нужны каналы для передачи задающих частот с диспетчерского пункта на станции).

Для изменения нагрузки станций в определенной заданной последовательности, в соответствии с суммарными характеристиками относительnbIx приростов этих станций, необходимо емкость конденсаторов С изменять не линейно с поворотом оси блока, а по определенному заданному для каждого ко,!,:.cícÿòoðà закону, Такое изменение e:ëêocòè обеспечиваетсч либо специальной формой пластин конденсаторов, отражающей характеристку относительных приростов, либо управлением конденсаторами через посредство кулачкового вала. В последнем случае, сцепление управляющей оси с отдельными конденсаторами Ci происходит в определенной последовательности и лишь на определенный угол поворота.

Более простым вариантом решения той же задачи является применение на диспетчерском пункте для измерения задающих частот не конденсаторов, я реостатов. Последние вводятся в пепи генераторов задающей частоты ГЗЧ, которые выполняются как генераторы типа RC. Расстановкой закороток, шунтирующих участки реостатов, достигается olll3Cделенная необходимая последовательность изменения задающих частот. я следовательно, и нагрузок станций. Движки блока реостатов управля1отся автоматически регулятором частоты или вручную — диспетчером.

На фиг. 1 цифрой 1 обозначена частсточувствительная схема, управляющая посредством усилителя 2 реверсивным электродвигателем 3. Последний посредством не показанного ня схеме редуктора човорачивает рамку индукцио»1toro преобразователя (трансформаторного датчика с переменной взаимоиндуктивностью) 4, изменяя напряжение IIH его выходе.

Частоточувствительная схема, электродвигатель и индукционный преобразователь образуют управляющий блок УБ. Напряжение выхода упряг,ляющего блока отражает в некотором условном масштабе велич»11у относительного прироста расхода топлива нли, в общем случае, любого параметра, в функции которого входит распределение нагрузки.

Управляющий блок УБ воздействует на станционные блоки СБ, число которых равно числу телерегулируемых станций. Воздействие осуществляется по принципу следящей системы (индукционный прсобразоьа ел1.

5, усилитель б и электродвигатель 7). та i что каждому знячшгию напряжения на выходе управляющего блока соответствует определенное -I:î.»ожение механической системы станпионного блока. Электродвигатель 7 станционного блока перемещает группу шаблонов по числу агрегатов станции. Форма каждого шаблона 8 отражает завис»мость отнссительНОГО прироста дяннОГО яГреГятя От pro»arpyolut, пр11чем няГр зкя Откладывается по вертикали, а относительный прирост по горизонтали. ПосредСТВоМ III26. loHoH H351eItHoI orat eMIMCTb HQpCiliettHbIX KoH CHCBT0o08 С1, Bti;itoченных параллельно и входящих и контур генератора задающей частоты

ГЗЧ (фиг. 2). Сигнал от этого генератора передается ня станцию, и нагрузка ее изменяется в соответств1ш с частотой сигнала. Суммарная емкость конденсаторов, а следовательно, н частота изменяются ь зависимости от положения подвижной системы станционного блока в соответствии с характеристикой зависимости нагрузки ста»ц»н от относ:1тельного прироста. Так как все станционные блоки СБ управляются общим управляющим блоком УБ и двигаются синхронно, то распределение нагрузки между станциями происходит в соответствии с характеристиками относительных приростов. Вместо нескольких шаблонов по числу агрег",тов в станционном блоке может быть использован один шаблон, характеризующий станцию в целом.

Между управляющим УБ и станционным СБ блоками прн необходимости может быть включен блок учета потерь в сети (БУП). Этот блок включает в себя телеваттметр 9, измеряющий нагрузку на линии, потери в которой изменяются наиболее сильно при изменении нагрузки данной станции, или на линии, потери в которой являются определяющими для сети в целом. В общем случае, это может быть также сумматор нагрузк» нескольких линий. С телеваттметром 9 связан нндукционньш преобразователь 10, на первичную обмотку которого подается напряжение Uq c выхода управляющего блока УБ, я вторичная — включена последовательно в цепь управления данного станционного блока СБ. Напряжение на вторичной обмотке телеваттметра 9 равно U „= (),К„Р„где Р, мощность, измеряемая телеваттметром, К„. — коэффициент. Напряжение, управляющее станционным блоком СБ, в этом случае равно U „=- 0 (1 + J(Ä P,,). № 114528

Поскольку У отражает величину относительного прироста, блок учета потерь БУП обеспечивает умножение относительного прироста на множитель (1 +К„Р„), в соответствии с теорией метода относительных приростов.

В схему введена отрицательная обратная связь по скорости изменения суммарного задания, передаваемого станциям. Необходимость применения обратной связи обусловливается тем, что коэффициент усиления системы регулирования может изменяться в широких пределах в зависимости от числа агрегатов, участвующих в регулировании на данном участке изменения относительного прироста, а также от крутизны характеристик зависимости нагрузки станций от относительного прироста. Это может серьезно сказаться на качестве регулирования, вызывая замедленное регулирование в одних и перерегулирование в других случаях. Отрицательная обратная связь позволяет в значительной степени устранить этот недостаток. Для ее осуществления частоты сигналов, передаваемых на станции, преобразуются преобразователями 11 в напряжения постоянного тока; все эти напряжения включаются последовательно (складываются), и их сумма дифференцируется с помощью дифференцирующего устройства 12. Полученный сигнал, пропорциональный скорости изменения суммарного задания, подводится к усилителю 2 управляющего блока.

Скорость вращения электродвигателя 8 управляющего блока УБ, а следовательпо, и скорость движения шаблонов 8, уменьшается, причем скорость изменения суммарного задания при данном отклонении частоты на входе управляющего блока остается примерно постоянной.

Предмет изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования частоты и распределения активной нагрузки между электростанциями в энергосистемах, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью исключения необходимости измерения суммарной нагрузки электростанции, в качестве управляющего импульса используется интегральная функция отклонения частоты, воспринимаемая и преобразуемая блоками распределения нагрузки по характеристикам относительных приростов, расположенными на диспетчерском пункте энергосистемы и связанными индивидуальными каналами каждый с соответствующей электростанцией.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что для задания характеристик относительных приростов в блоках распределения нагрузки применены шаблоны, по которым скользят копиры, изменяющие параметры задающего контура генератора частоты, посылающего управляющие сигналы на регулирующую станцию.

3. Устройство по пп. 1 — 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью автоматического введения поправок на потери в сети, для каждой станции на диспетчерском пункте применен телеваттметр, измеряющий нагрузку на линии и управляющий индукционным преобразователем, выходное напряжение которого подается в цепь, управляющую перемещением системы шаблонов. № 114528

Фиг. 2

Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Гр. 93

Редактор Н. С. Кутафина йппографпя Комитета по делам изобретений и открытий прн Совете Министров СССР

Москва, Петровка, 14

Информационно-издательский отдел.

Объем 0,51 п, л. Зак. 6389

Подп. к печати 23.1-59 г.

Тираж 2175 Цена 75 коп.