Устройство оптимизации распределения нагрузки по полуцепям биполярной линии электропередачи постоянного тока

Устройство оптимизации распределения нагрузки по полуцепям биполярной линии электропередачи постоянного тока

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

I» 565371

Оп ИСАНИЕ

ИЗОбРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскик

Социалистических

Республик (б1) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.01.74 (21) 1989864/07 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.07.77. Бюллетень ¹ 26 (45) Дата опубликования описания 20,10.77 (51) М, Кл,- H 02Р 13/24

Н 02,1 3/46

Государственный комитет

Совета Министров СССР ао делам изобретений и открытий (53) УД К 621.316.14.072 (088.8) (72) Авторы изобретения Х, Ш, Гройс, В. A. Капустин, Г. В. Карасев и В. А. Мержеевский (71) Заявитель

Научно-исследовательский институт IIocToAHHoI тока (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ

НАГРУЗКИ ПО ПОЛУЦЕПЯМ БИПОЛЯРНОЙ ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Изооретение относится к биполярным линиям электропередачи постоянного тока (ППТ), содержащим мостовые преооразователи, в частности к устройствам для управления и регулирования электро передачи, и может быть использовано в цептрализо ваооной системе контроля и управления мощной электропередачей.

Известно устройство для оптимизации .распределения нагрузки по полуцепям биполярной липин электропередачи постоянного тока, установлвнпое IIB выпрямительпой подстачции и содержащее блок задатчика суммарной мощности, блок расчета уста вок регулятора тока полуцепей .передачи, блок выключения мостов и блоки, .реагирующие:Ia 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 папряжесяия между полюсами ППТ, о величине тока в линии (обрапная связь) и блоки рующий сигнал «ЛЭП ППТ не работает». Рассчитанное по величине заданной мощности и величи не напряжения между полюсами значение выпрямленного тока направляется к ус2 танкам регуляторов тока. Однако такое устройство не ооеспечивает оптимизации режима работы ППТ по минимуму потерь активной мощности, которые при заданной передавае5 мой могцности (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 уменьшение потерь в электропередаче. Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено блоком выявителя зоны мощности, блоком искателя оптимума, матрппей выбора схемы и

15 блоком задания ограничений, причем один пз выходов блока задатчика суммарной мîIL,IIости соединен с первым входом блока расчета уставок регулятора тока полуцепей передачи, а другой выход — со входом блока выязителя

20 зоны мощности, выход которого соединен с одним входом блока искателя оптимума, выход которого соединен с одним входом матрицы выоора, другой вход которой соединесч с выходом блока задания ограничений.

25 Для осуществления автоматического управления устройство снабжено олоком управ,ления, входы которого подсоединены к матрице выбора и блоку расчета уставок регулятора, а выходы — к блоку искателя оптимума зо и блоку устаB()K регулятора, при этом выход

565371

3 блока 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 .полуавтоматического управления устройство снабжено блоком визуальной индикации, вход кото|рого подсоединен к выходу матрицы выбора, к входам блока,расчета уставок регулятора тока подсоединены указатели величины тока полуцепеи, а выход блока визуальной индикации соединен с выхо дом матрицы .выбора, В этом варианте выполнения устройство не содержит блока управления и часть операций совершается вручную оператором (диспетчером), который на основании информации, .полученной от блока индикации и указателей тока, оказывает управляющее воздействие на искатель оптимума, систему автоматики и входы уставок регуляторов тока полуцепей.

На фиг. 1 дана структурная схема 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 выполнения принципиальной схемы полуавтоматического устрой1ства.

С блока 1 задатчика могцности (см. фиг. 1) сигналы поступают в блок 2 расчета вставок рег ляторов тока, где определяются значения токов полупепей, и в блок 3 выявителя зонь| мощности. Последний предназначен для выработки кодированного сигнала, который преобразуется олоком 4 искателя 0птимх vrÿ в соответствии с заложенной программой в последовательность кодов состояния схемы ППТ, начиная с оптимального по услови|о миниму.ма потерь для данной зоны мощности.

Значение и смысл этих операций иллюстпир,ется фиг. 2, на которой показан гласник зависимости суммарных активных потепь ЛР в ППТ от передаваемой мощности Р (отнесенных к номинальной мощности Р„.„). График

rIocI poeirr для биполярной ППТ с двумя последовательно соединенными преобразовательными блоками (мостами) в каждой полуцепи.

Нанесенные кривые соответствуют всем возможным схемам соечинения работающих irnстав на подстанциях. Для каждой такой схемы кривь1е рассчитаны IIIIII оптимальном по словиям суммарных потерь в ППТ соотпотлении нагрузок полупепей. Ппн этом учте ты потели. зависящие от величины тока в линии и подстанцио нном оборудовании, от:напряжения в линии и количества включенного подстанционного оборудования, а также расходы

4 на собственные нужды, не зависящие от нар узки.

График разбит на несколько (в данном случае восемь) зон так, что в пределах каждой зоны передаваемой мощности существует определенная и неизменная в пределах этой зоны очередность схем при условии оптимального для каждой схемы и общей передаваемой мощности распределения нагрузок ro полуцепям.

П ри более сложной схеме подстанций (большем количестве последовательно соединенных 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 c блока 4 искателя оптимума (см. фиг. 1) на матрицу 5 выбора.

Блок 6 задания ограничений служит для выраоотки сигпалоB ограничения возможности ввода мостов в работу и задания предельных величин тока каждой полуцепи. Ограничения типа «мост Мо... выведен в ремонT», «полуцепь Х ... выведена в ремонт», «ток полуцепи Х1 ... не более ....», <ток полуцепи Ke .....не менее....» могут вводиться в блок 6 задания ограничений вручную плд а вто м атическ и.

Матрица 5 выбора может быть выполнена в виде диодной матрицы совпадений, ферритовой матрицы или в виде набора электромеханических реле. Она,предназначена для сравнения кода состояния схемы, выбранного блоком 4 иокателя оптимума, с кодом ограничений на возможность евода мостов в работу, 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 адания ограничений, с матрицы выбора посылаются сигналы (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 сигналами ограничения тока полуцепей, поступившими с блока 6. Если рассчитанные значения токов выходят за доп", .стимые по условиям ограничения пре делы, то с блока 2 расчета (через блок 7 управления) поступает сигнал в блок 4 искателя оптимума, в результате чего соответствующая

565371

5 схема иоключается из расчета и вырабатывается новый код,состояний схемы. Если рассчитанные значения токов лежат в заданных пределах, то дается разрешение па выдачу сигналов с матрицы 5 II» 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 устанавливается оптимальный режим работы передачи.

На фиг. 3 представлена структурная схема полуавто матического устройства (советчика диспетчера). Эта схема отличается от схемы автоматического уст ройства 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 соогветству|ощие данные в блок 6 задания ограничапий, затем, считывает с блока 11 визуальной индикации рекомендуемую схему включения мостов и с указателей 12 и 13 рассчитанные значения токов полуцепей. Если, рекомендация на табло не выдана (по условиям ограничения) или рассчитанные значения токов выходят за установленные, пределы, то оператор воздействует на блок 4 искателя оптимума.

На основе получо п|ой 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 но полуцепям 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 кинемятичеокой, в частности дистанционной связи 16. Одновременно,ио кинематической связи воздействуют на блок 3 выявителя зоны мощности. Выявитель представляет .собой диск, разделен ный па восемь ироводящих .секторов 17 — 24, границы,которых соответствуют границам восьми зон мощности на 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 искателя оптимума. Каждое поле содержит пять ламелей, по которым при 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 срабаты6 вают при подаче на эмиттер .соответствующего транзистора, например транзистора 30, нулевого потенциала с определенных ламелей блока 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 ламп соответствует определенной схеме включения: лампа 31 — блок в одной полуцепи, лампа 32 — по одному блоку в каждой полупепи, лампа 33 — два блока в одной полуцепи, лампа 34 — два блока в одной полуцепи и олок в другой и лампа 35 — по два блока в обеих,полуцепях.

Блок 6 задания ограничений, содержит четыре ключа, служащих для задания ограничения ня вт лючение каждого блока подстанции, и двоичный дешифратор 36. Выходы дешифратора подключены к логическим схемам

НЕ, а выходы .схем НЕ присоединены к соответствующим базам транзисторов матрицы 5 выоора.

С вязь, упр являющая,переключенпем л амелей блока 4 искателя оптимума, замыкается через оператора (диспетчера).

Для вычисления уcTBBOK токов указателей

12 и 13 по полуцепи передачи служит олок 2 расчета уставок,,который содержит контакты реле и присоединенные к ним резисторы.

Каждый коHT»IKT TIOglI

Для примера рассмотрим работу схемы при заданной мощности 0,5 от номи на.чьной (в зоне VIII согласно фиг. 2). Оптимальному распределению мощности по полуцепям передачи соответствует полная схема включения мостов подстанции (по два блока в каждой полуцепи) .

Допустим, что при помощи ключа 37 блока

6 задано ограничение на включение одного моста первой полуцепн. Тогда с выходя дешифратора 36 на логическую схему НЕ 38 подается нулевой потенциал и транзистор 30 запирается. Остальные транзисторы подготовлены к включению (па пх базы заданы отрицательные потенциалы).

По условию примера щетка 15 потенциометря 14 находится в секторе 19 олок» 3 выявителя, при этом поле 39 искателя оптимума соединено с сектором 19, па котором задан пулевой, потенциал.

Если контактная щетка поля 39 находится па ламели 40, то нулевой потенциал задает=я ца эмпттер транзистора 30 (реле), которьш не подготовлен к вк.поченшо. Перемещение щетки поля 39 па ламель 41 приводит к тому, что нулевой потенциал задается на эмпттер pp»Hзпстора реле 28.

Поскольку этот транзистор подготовлен (IIo базе), то он открывается, обмотка реле 28 оотекает=я током и реле овоим контактом включает лампу 34 индикации схемы соедппе5

25 зо

6О

565371 ния «два блока в одной полуцепи и блок в другой». Одно временно контакты этого реле подключают резисторы к потенциометру 14.

Величина резисторов такова, 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 изобретения

1. Устройство,для оптимизации раопределепия 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 IIOлуцепей, отличающееся тем, что, с целью уменьшения потерь в электро передаче, оно снабжено блоком выявителя зоны мощности, блоком искателя оптимума, блоком задавания огра ничений и матрицей,выбора,,причем 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 мощ ности, выход .которого соединен с одним входом блока искателя о птимума, выход которого соединен с одним входом матрицы выбора, другой вход которой соединен с выходом блока задания ограничений.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что, с целью осуществления автоматического управления, оно снабжено блоком управления, 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 5 дом блока расчета установок регулятора, выходы которого подсоединены к блокам, реагирующим па изменение тока,полуцвпей, в качестве которых установлены блоки уставок регу. ляторов тока, а выход матрицы выбора соединен с блоком автоматического включения мостов.

3. Устройство по,п. 1, о тл ич а ющееся тем, что, с целью осуществлвния полуавтоматического управления, оно снабжено блоком визуальной индикации, вход которого .подсоединен к .выходу матрицы выбора, к входам блока расчета уставок регулятора тока подсоединены указатели величины тока полуцепей, а выход блока,визуальной индикации соединен с выходом матрицы выбора.

565371!

Составитель Л. Дементьева

Техред 3. Тараненко

Редактор A. Пейсоченко

Корректор F.. Хмелева

Подписное

NOT, Загорский филиал

Заказ 6248 Изд. № 582 Тираж 917

НПО Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

1 !

1 !

1