Устройство для фиксации динамической перегрузки электропередачи

Устройство для фиксации динамической перегрузки электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

етт

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04.04.73 (21) 1901551/24-7 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.07.75. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 20.10,75 (51) М. Кл. Н 02j 3, 24

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 316 92 (088.8) (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

И. 3. Глускин и Л. Н. Чекаловец

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФИКСАЦИИ ДИНАМИЧЕСКОЙ

ПЕРЕГРУЗКИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Изобретение относится к области противоаварийной автоматики энергосистем, предназначенной для сохранения устойчивости и надежности их параллельной работы путем отключения генераторов, разгрузки тепловых туроин, форсировки продольной емкостной компенсации, деления энергосистем и т. д. в случае возникновения повреждения в энергосистеме.

Большая часть наиболее частых повреждений, которые могут привести к нарушению устойчивости параллельной работы и поэтому требуют действия противоаварийной автоматики, фиксируется непосредственно. Однако некоторые виды повреждений зафиксировать трудно. К таким повреждениям относится аварийный небаланс мощности в приемной или передающей энергосистеме, который может привести к нарушению статической или динамической устойчивости параллельной работы.

Известны устройства для фиксации динамической перегрузки электропередачи, содержащие датчики мощности, подключенные к входу суммирующего усилителя, реагирующее и блокирующее реле с дифференцирующим и пропорциональным входами, контакты которых ьключены в цепь питания обмотки промежуточного выходного реле.

Цель изобретения — улучшение селективности устройства, Это достигается тем, что устройство снабжено инвертирующим усилителем и инерционным звеном, выполненным, например, на операционном усилителе, причем к выходу суммирующего усилителя, вход

5 которого подключен к выходам датчиков мощности, подключены входы инвертирующего усилителя и инерционного звена. Выход инерционного звена подключен к пропорциональному входу реагирующего реле, а выход ин10 вертирующего усилителя — к дифференцирующим входам реагирующего и блокирующего реле.

Для повышения точности устройства оно снабжено включенными параллельно реаги15 рующему реле дополнительными реагирующими реле, замыкающие контакты которых включены последсвательно с обмотками дополнительных промежуточных выходных реле и размыкающими контактами промежуточных

20 реле-повторителей блокирующего реле, причем характеристики срабатывания всех реагирующих реле выбраны различными.

Для предотвращения неправильного действия устройства при качаниях, не вызванных

25 небалансом мощности, устройство дополнено блокирующим реле с двумя пропорциональными входами, один из которых подключен к выходу суммирующего усилителя, а другой к выходу инерционного звена, причем замы30 кающие контакты дополнительного блокирую479196 щего реле включены в цепь питания промежуточного реле повторителя, а его размыкающие контакты включены в цепи питания обмоток выходных промежуточных реле последовательно с контактами реагирующих реле. 5

На фиг. 1 дана диаграмма, характеризующая настройку двух ступеней органа фиксации перегрузки по мощности и скорости ее изменения; на фиг. 2 — диаграмма, характеризующая зону срабатывания органа при од- 10 ном значении исходной передаваемой мощности; на фиг. 3, а — схема сети, 3, б — измерительные цепи устройства, 3, в — логическая часть устройства.

Характеристика срабатывания реагирующего реле имеет вид:

+ К лер --- Рс.у,1

dt (1) <Рлер где — — скорость

dt изменения активной 20 мощности;

Р„,р — величина активной мощности исходного режима;

Р, у1 — мощность срабатывания реаги- 25 рующего реле;

К вЂ” коэффициент, учитывающий угол наклона характеристики.

Эта характеристика в показана на фиг. 1.

Характеристика срабатывания блокирующе- 30 го реле имеет вид: лер с. бл, dt где Р, о> 1 — скорость изменения мощности, при которой срабатывает это реле. Эта характеристика д показана на фиг. 2.

Характеристика срабатывания дополнительного блокирующего реле имеет вид: 40

Рлер Рлер с.бл, где Р, 6 2 — мощность срабатывания блокировки е показана на фиг. 2.

На фиг. 1 показаны зависимости макси- 45 мальной скорости изменения активной мощности по электропередаче при возникновении небалансов мощности, граничных по устойчивости а и в и раз более граничных б от величины исходной мощности. По этим зависимо- 50 стям для каждого исходного режима однозначно определяется величина небаланса мощности. Характеристики срабатывания предлагаемых реагирующих реле (в и г) на фиг. 1 выбираются так, чтобы было обеспечено срабатывание устройства при граничном по устойчивости небалансе (первая ступень) и при большей величине небаланса (вторая ступень) .

На фиг. 2 показан вид граничных фазных 60 траекторий при определенной величине передаваемой мощности и неизменных постоянных инерции. Показана только часть кривых, расположенных в рабочей зоне. Характеритика т — это граничная фазная траектория 05 при синхронных качаниях относительно исходного режима. Характеристика и — фазная траектория при граничном по устойчивости небалансе мощности, Область, расположенная выше кривой m — это область неустойчивых режимов. Область, ограниченная кривой и и осью абсцисс — область устойчивых режимов.

Область, заключенная между кривыми m и и, может быть или областью устойчивых режимов, если наброса не было, или областью неустойчивых режимов.

При возникновении небаланса мощности фазные траектории переходного процесса находятся целиком правее характеристики е, проходящей через точку, соответствующую исходной мощности. При коротких замыканиях, сбросах мощности и т. п. процесс не может попасть в область, расположенную правее характеристики е, если до этого он не был в области, расположенной левее. Поэтому орган, блокирующий устройство на некоторое время после уменьшения мощности ниже исходной, предотвращает его излишнее срабатывание при качаниях.

Таким образом, зона срабатывания устройства при каждом определенном значении пеI редаваемой мощности Рл,р ограничена характеристиками е, к и д на фиг. 2. Характеристика соответствует Р, y < при данном Рл, р

Измерительная часть устройства состоит из трех однофазных датчиков мощности 1 — 3, суммирующего операционного усилителя 4, подключенного к выходам датчиков мощности

1 — 3 инвертирующего усилителя 5 и инерционного звена на операционном усилителе 6, подключенных к выходу усилителя 4; реагирующих реле с двумя входами 7 и 8, дифференцирующий вход которых подключен к инвертору 5, а пропорциональный к усилителю

6; блокирующего реле 9, один вход которого подключен к усилителю 6, а другой к усилителю 4; блокирующего реле 10, дифференцирующий вход которого подключен к выходу инвертора 5. Логическая часть устройства состоит из промежуточных реле-повторителей 11 и 12, реле времени 13 и 14, выходных промежуточныхреле 15 и 16; реле, ограничивающих длительность выходного сигнала 17 и 18 и резисторов 19 и 20. К датчикам мощности подводятся токи и напряжения, пропорциональные фазным токам и напряжениям линии электропередачи, При возникновении аварийного дефицита мощности в приемной энергосистеме II, или избытка мощности в передающей системе I увеличивается активная мощность по электропередаче Р„,р. Соответственно увеличивается напряжение на выходе однофазных датчиков активной мощности 1 — 3. Напряжение на выходе суммирующего усилителя 4, пропорциональное активной мощности всех трех фаз

Р„,р, также увеличивается. Операционный усилитель 6, работающий в режиме инерционного звена, сохраняет па выходе некоторое

479196

10 время напряжение, пропорциональное величине мощности по электропередаче до возникновения возмущения Р„„. На выходе инверI тора 5, также переключенного к выходу усилителя 4, напряжение пропорционально текущему значению величины активной мощности

P„ того знака, что и на выходе (инерционного звена 6). Таким образом, возрастающее па пряжение с выхода и нвертора 5 подается на дифференцирующий вход реагируюших реле 7 и 8, а постоянное во время переходного процесса напряжение с выхода инерционного звена 6 подается на пропорциональный вход.

С помощью входных резисторов можно менять наклон характеристики срабатывания этих реле, как показано на фиг. 1 (линия в и г). Если сумма сигналов по двум входам превышает заданную величину, реле срабатывает, замыкая свой контакт в цепях выходных реле 15 и 16. Последние срабатывают, если не работали реле блокировки 9 и 10, управляющие промежуточными реле-повторителями 11 и 12, которые своими закрытыми контактами при срабатывании размыкают цепь обмоток выходных реле.

Реле блокировки 9 при увеличении мошности не срабатывает, поскольку напряжение на выходе инвертора 5 увеличивается пропорционально изменению мощности, а напряжение на выходе ийерционного звена 6 увеличивается с постоянной времени, определяемой величиной емкости конденсатора и сопротивления резистора в обратной связи усилителя, и условия срабатывания не выполняются. Реле блокировки 10 также не срабатывают поскольку скорость изменения напряжения на выходе инвертора 5 при небалансах мошности, которая является входным сигналом для этого реле, недостаточна для его срабатывания.

Во время синхронных качаний после отключения короткого замыкания возможно срабатывание реагирующих реле 7 и 8, однако при этом раньше срабатывает реле блокировки 9 и контактом реле-повторителя 11 разрывается цепь выходных реле 15 и 16. При включении одной из параллельных линий, при отключении коротких замыканий и т. п. также возможно срабатывание реагирующих реле 7 и 8, однако в этом случае раньше срабатывает реле блокировки 10, и контактом реле-повторителя 12 разрывается цепь обмоток выходных реле.

Для повышения надежности блокировки реле-повторители !1 и 12 имеют цепь самоудерживания. Возврат их возможен лишь по15

55 сле выдержки времени реле 13 илп 14, которые запускаются контактами реле 11 и 12 соответственно и замыкают с выдержкой времени свои контакты в цепях, шунтирующих обмотки реле 11 и 12.

Выходные реле также имеют цепи самоудерживания, которые размыкаются спустя некоторое время контактами реле 17 и 18, в цепи катушек которых включены открытые контакты выходных реле 15 и 16 соответственно.

Предмет изобретения

1. Устройство для фиксации динамической перегрузки электропередачи, содержащее датчики мощности, подключенные к входу суммирующего усилителя, реагирующее и блокирующее реле с дифференцирующим и пропорциональным входами, контакты которых включены в цепь питания обмотки промежуточного выходного реле, о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с целью улучшения селективности устройства, оно снабжено пнвертируюшим усилителем и инерционным звеном, выполненным, например, на операционном усилителе, причем к выходу суммирующего усилителя подключены входы инвертируюшего усилителя и инерционного звена, выход которого подключен к пропорциональному входу реагирующего реле, а выход инвертирующего усилителя к дифференцирующим входам реагирующего и блокирующего реле.

2. Устройство по и. 1, отл ич а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности, оно снабжено включенными параллельно реагирующему реле дополнительными реагирующими реле, замыкающие контакты которых включены последовательно с обмотками дополнительных промежуточных выходных реле и размыкающими контактами промежуточных реле-повторителей блокирующего реле, причем характеристики срабатывания всех реагирующих реле выбраны различными.

3. Устройство по пп. 1 и 2, отл ич а юшеес я тем, что, с целью предотвращения излишнего срабатывания устройства при синхронных качаниях, оно снабжено блокирующим реле с двумя пропорциональными входами, один из которых подключен к выходу суммирующего усилителя, а другой к выходу инерционного звена, причем замыкающие контакты дополнительного блокирующего реле включены в цепь питания промежуточного реле повторителя, а его размыкающие контакты включены в пепи питания обмоток выходных промежуточных реле последовательно с контактами реагирующих реле.

479196

Фиг 5$ и npoinuloatapuueou ап",ппааики, f сп ипено

rpomu//oa0apuueou

Ьпоиагпиии, 2сп упено

ФигЗ

Составитель К. Фотина

Техред 3. Тараненко

Редактор В. Левятов

Корректор В. Брыкснна

Заказ 2504/10 Изд. № 1620 Тираж 782 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2