Устройство автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме

Устройство автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскин

Социалмстическин

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

< 943986 (61 ) До пол н ител ьное к а вт. с вид- ву(22)Заявлено 27. 10.80 (21) 2997533/24-07 (53)М. Кл.

Н 02 J 3/24 с присоединением заявки №

Вкуаэрствснный квинтет

СССР (23) Приоритет ао делаи нэнбретеннй и открытий

Опубликовано 15. 07. 82. Бюллетень ¹26

Дата опубликования описания 15 . 07 . 82 (53) УДК 621.316.

° 925:621 ° 316. .96(088.8) Г. С. Ордуян, А. М. Аракелян и В. И. Саакс1в

1 .. 4ю

Армянское специализированное отделение дена ".".

Октябрьской Революции Всесоюзного госуд рств4@ного ...

° и Ф проектно-изыскательского и научно-исследо и льскцСо " института энергетических систем и электрических сетей "Энергосет ьпроект" (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОГО ПРЕКРАЦЕНИЯ

АСИНХРОННОГО ХОДА В ЭНЕРГОСИСТЕМЕ

Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийной автоматике энергосистем, предназначено для определения оптимального момента времени отключения электрической цепи в режиме асинхронного хода (АХ) и может быть использовано в системах, где по условиям эксплуатации допустимо отключение ЛЭП после

nepBoro или последующих циклов АХ, по истечении времени, отведенного для возможной ресинхронизации.

Известно устройство автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме, в котором производится счет циклов изменений тока в режиме АХ и подается команда на отключение электрической цепи после отсчета заданного числа циклов без учета величины скольжения и времени срабатывания выключателя (1J .

Момент отключения при использовании этого устройства может совпасть или находиться вблизи момента противофазы ЭДС на концах линии, что приводит к утяжелению условий работы выключателей и увеличению внутренних перенапряжений в сети.

Известно также устройство, основанное на измерении цифровым методом минимального и максимального значений напряжения биений и подаче ко а манды на отключение в момент дости" жения восходящей волной напряжения полусуммы этих значений )2J .

Устройство дает удовлетворительные результаты в определенном диапа 5 зоне изменения скольжения и может привести к нежелательным явлениям при очень малых или больших скольжениях.

Наиболее близким к предпагаемому

20 является устройство для прекращения асинхронного хода генераторов электростанций, связанных линий электропередачи, снабженной измерительным

943986

3S ао

3 трансформатором тока, содержащее соединенные последовательно пусковой блок, блок определения длительности части периода биения полного тока в линии электропередачи, выполненный в виде последовательно соединенных элемента формирования огибающей полного тока и элемента формирования производной по времени огибающей полного тока, блок вычисления ожидаемого момента минимума огибающей биения полного тока, блок вычисления оптимального момента подачи команды на отключение линии, состоящий из элемента определения разности полупериода биения полного тока и собст венного времени отключения выключателя и элемента задержки, блок счета времени и исполнительный блок (3).

Недостатком указанного устройст ва является малая точность отключения вблизи момента синфазности ЭДС при больших и малых скольжениях, необходимость дублирования другим устройством при скольжениях с очень большим периодом биений. Кроме того, принцип действия устройства предполагает для определения моментов экстремумов огибающей биения полного тока вычисление ее первой производной по времени, что связано с трудностями аппаратной реализации и внесением дополнительной погрешности.

Цель изобретения - повышение надежности устройства путем еГо упрощения (отказ от получения огибающей биений и ее производной), увеличение точности отключения вблизи момен. та синфазности ЭДС во всем диапазоне изменения скольжения, а также обеспечение возможности отключения линии при любом практически достижимом скольжении, особенно при скольжениях с очень большим периодом бие.ний.

4 да биений полного тока, один из выходов арифметического блока подключен к второму входу блока управления, другой - к первому входу исполнительного блока, а выход блока разрешения подключен к второму входу исполнительного блока.

Кроме того, с целью увеличения точности измерения периода биений

АХ, а следовательно, и точности отключения линии вблизи момента синфазности ЭДС во всем диапазоне изменения скольжения, блок определения длительности периода биений полного тока выполнен из элемента коммутации и порогового элемента, входы которых подключены к измерительному трансформатору тока, а выход порогового элемента подключен ко второму входу элемента коммутации, элемента запоминания и компаратора (элемента сравнения), причем первый выход элемента коммутации соединен с первым входом компаратора, а между вторым выходом элемента коммутации и вторым входом компаратора включен элемент запоминания.

Далее, с целью упрощения устройства и получения возможности отключения линии при скольжениях с очень большим периодом биений АХ, вместо блока определения ожидаемого момента минимума огибающей полного тока, блока вычисления оптимального момента подачи команды на отключение линии, состоящего из элемента определения разности полупериода биения полного тока и собственного времени отключения выключателя и элемента задержки, блока счета времени, введен выполняющий эти функции арифметический блок, состоящий из реверсивного счетчика импульсов и элемента задания времени отключения выключателя, выход которого подключен ко входу счетчика импульсов.

На фиг. 1 и 2 показаны кривые

Поставленная цель дости гает ся тем, что в устройство для прекращения АХ, содержащее блок определения длительности периода биений полного тока и исполнительный блок, дополнительно введены последовательно соединенные блок управления, блок генерации и формирования импульсов, арифметический блок, а также блок разрешения, причем первый вход блока управления подключен к выходу блока определения длительности периобиений полного тока в режиме AX u последовательные этапы работы устройства соответственно для случаев t ñÒ/2 иТ/2 ив St/2; на фиг. 3 представлена блок-схема предлагаемого устройства.

На фиг. 1 и 2 показаны период Т биений полного тока (период АХ), собст венное время 1 в от ключения выключателя частота f следования рабочих импульсов устройства, моменты

5 9439

1, 2 и 3 максимумов биений полного тока, порог 4 чувствительности устройства, момент 5 приема в устройство информации о 1 1,, момент 6 подачи команды на отключение выключателя, область 7 подачи команды на отключение выключателя, момент 8 отключения выключателя, последовательные этапы 9-14 работы отдельных блоков устройства. 0

ЛЭП 15 связывает энергосистемы

16 и 17 через выключатели 18 и 19 и сборные шины 20 и 21. В режиме

AX возникающие биения полного тока от измерительного трансформатора

22 тока поступают одновременно на входы порогового элемента 23 и элемента 24 коммутации, функционально входящих в блок 25 определения длительности периода 20 биений полного тока. Элемент коммутации имеет два выхода, управляемые пороговым элементом так, что на одном из них появляются все четные, считая с момента 5, полуволны сину- 25 соид биений полного тока, а на другом - нечетные полуволны. Четные полу-. волны поступают на первый вход номпаратора (элемента сравнения) 26, а нечетные - на второй вход компаратора 50 через элемент 27 запоминания. Компара. тор сравнивает оба входных сигнала и выдает на выходе сигнал отрицательной полярности, если амплитуда предыдущей полуволны биений полного тока меньше амплитуды последующей полуволны (подьем огибающей), и сигнал положительной полярности - в против- . ном случае (спад огибающей). Эти сигналы поступают в блок 28 управления, который в моменты перемены полярности входных сигналов запускает блок 29 генерации и формирования импульсов, выходные .сигналы (рабочие импульсы ) которого с частотой следования < или 2 f поступают в ариф- . метический блок 30, состоящий из счетчика 31 импульсов и элемента 32 задания времени отключения выключателя. Арифметический блок выдает сигнал на вход исполнительного блока

33, который при наличии сигнала от, блока 34 разрешения, появляющегося только по истечении времени, отведенного для целей ресинхрониэации, по55 дает команду на отключение выключателя 18.

Счетчик импульсов представляет собой электронный двоично-десятичный

86 6 реверсивный счетчик (можно использоват ь и двоичный счет чик, но в этом случае информация о1 > должна задаваться в восьмеричном коде) .

В момент 5 превышения порога чувствительности устройства (lo команде

9 из элемента 32 в счетчик принимается величина 2т, (в единицах (lk) в дополнительном коде. В момент 1 пер" вого максимума в счетчик из блока

29 поступают импульсы с частотой следования, заставляя счетчик работать в режиме 10 сложения до момента 2 второго максимума,: после наступления которого в счетчике оказывается записанным в тех же единицах число (- 2 т. > < Т) .

Если(-2t в+Т) положительная величина, о чем сигнализирует в блок управления импульс 11 прямого переноса при "переполнении" счетчика (фиг. 1), блок 29 начинает формировать импульсы удвоенной частоты 2 заставляющие работать счетчик в реверсивном режиме, т. е. в режиме

12 вычитания, до его полного "опорожнения" в один иэ моментов 6 области 7, когда содержимое счетчика становится равным нулю. Этот процесс занимает время, равное (7/2 — t в), отсчитанное от момента 2 второго максимума. В момент 6 импульс обратного переноса счетчика дает сигнал

13 в исполнительный блок, который подает команду на отключение выключателя, отключающего линию в момент

8, когда ЭДС синфазны.

При отрицательном (-2 1в 1Т) т. е. когда время полупериода АХ меньше времени отключения выключателя (фиг. 2), в момент 2 второго максимума по сигналу блока управления блок генерации и формирования импульсов вырабатывает импульсы удвоенной частоты 2), которые поступают на вход счетчика, заставляя его работать в режиме 14 сложения до момента 3 третьего максимума, т. е. в течение следующего целого периода Т, в результате чего в счетчике оказывается записанным число(-21в +3T) уже положительное. В момент 3 включается реверсивный режим счетчика, и команда на отключение выключателя подается в момент 6 иэ области 7, т. е. через время (3Т/2 - т, >1, отсчитанное от

I момента 3 третьего максимума.

К достоинствам устройства относятся возможность оперативной под7

943986 стройки к любому типу выключателя с помощью цифрового набора времени его отключения. Введение реверсивного счетчика импульсов позволяет подавать команду на отключение выключате- у ля как с постоянным, так и с переменным временем опережения, зависящим от контролируемого параметра (например, от величины разности двух последовательных периодов AX), tO что достигается введением коэффициента пропорциональности между контролируемым параметром и частотой вычи" тания счетчика 2 .

Технико-экономический эффект 1$ при применении устройства достигает . я за счет облегчения условий рабо-, ты выключателей в энергосистемах, увеличения срока их службы и снижения внутренних перенапряжений в щ сети.

Формула изобретения

1. Устройство автоматического прекращения асинхронного хода в энергосистеме, содержащее блок определения. длительности периода биений полного тока и исполнительный блок, о т - зв л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности устройства путем его упрощения, а также увеличения точности отключения вблизи момента синфазности ЭДС во всем диапазоне изменения скольжения, оно снабжено последовательно соединенными блоком управления, блоком генерации и формирования импульсов, арифметическим блоком, а также блоком разреше- в ния, причем первый вход блока управления подключен к выходу блока определения длительности периода биений полного тока, выходы арифметического блока подключены к второму входу блока управления и к первому входу исполнительного блока, а выход блока разрешения подключен к второму входу исполнительного блока.

2. Устройство flo и ° 1, чающее ся тем, чтоблокопределения длительности периода биений полного тока выполнен из элемента коммутации, порогового элемента, элемента запоминания и элемента сравнения, причем входы элемента коммутации подключены к зажимам для подключения к измерительному трансформатору тока и к выходу порогового элемента, а выходы - к первому входу элемента сравнения и к входу элемента запоминания, выход элемента запоминания подключен к второму входу элемента сравнения, выход элемента сравнения - к блоку управления, а вход порогового элемента соединен с входом элемента коммутации.

3. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что арифметический блок содержит реверсивный счетчик импульсов и связанный с

Его приемным входом элемент задания времени отключения выключателя.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Беркович M. А., Семенов В. А.

Основы автоматики энергосистем.

M., "Энергия", 1968, с. 390.

2. Патент Франции N 2067708, кл. Н 02 Н 7/00, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

И 688958, кл. H 02 Г 3/24, 1977.

943986

Составитель К. Фотина

Редактор Л. Алексеенко Техред А. Бабинец

Корректор И. Муска

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 5143/69 Тираж 669 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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