Устройство для селективного предотвращения асинхронного хода межсистемной линии электропередачи

Устройство для селективного предотвращения асинхронного хода межсистемной линии электропередачи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ. СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 060580 (2т) 2937891/24-07 (31) М. КЛ. с присоединением заявки Йо ..Н 02 J 3/24

Н 02 Н 7/26

Государственный комитет

СССР ио делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 07.10.82. Бюллетень Мо 37

Дата опубликования описания 07.1082

f $3) УДК 621. 311. ..016.35 (088.8) OO3tip с.

1 ИАТНП1И:

ТЕХИИЧВСКИ " М

44MaO uq (72) Автор изобретения

К А. Вринкис

- (13) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЕЛЕКТИВНОГО ПРЕДОТВРАЩЕНИЯ

АСИНХРОННОГО ХОДА МЕЖСИСТЕМНОЙ ЛИНИИ

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

1 2

Изобретение относится к.йротивоаварийной автоматике энергосистем.

Известно устройство,для селективного предотвращения асинхронного хода межсистемной линии электропередачи„ действующее на отключение межсистем" ной линии электропередачи в оптимальном сечении, если она состоит из несколько участков с промежуточными отборами мощности и выключателями. В основном, иэ двух устройств, установленных по концам межсистемной линии электропередачи, действует одно устройство в зоне основного действия, создавая оптимальный баланс активных мощностей в обе стороны от места деления в послеаварийном режиме. В случае отказа выключателя или устройства в зоне основного действия действует второе устройство, но в резервной зоне. В этом случае имеет место нару йение баланса активных мощностей в обе стороны от.места деления. Известное устройство содержит четырехплечий мост, два противоположных активных плеча которого представляют собой блоки преобразования напряжений, ко входам которых подключены блоки моделирования напряжения пер::вой и второй электрических систем с блоКировкой прй коротких замыкани ях в сети, причем блок моделирования напряжения первой электрической системы выполнен со вторым выходом, к которому подключен дополнительный блок преобразования, выход которого. подключен к управляющему входу блока пуска .и блокировки, блок преобразования напряжения первой электрической системы выполнен с дополнительным стабилизированным выходом,, между которым и асновными его выходами включен блок пуска и блокировки, основные выходы соединены, образуя одно пассивное плечо, а второе пассивное плечо представляет собой на правленный блок угла, выход которого связан с выходным блоком $1) .

Однако известное устройство не позволяет осуществить такие воздейст.вия, .как например, отключение части генераторов в избыточной части системы и пуска генераторов. гидрогенераторов) и их форсировку возбуждения в

25 дефицитной части:системы, что могло .бы способствовать восстановлению синх- ронной динамической устойчивости по межсистемной линии электропередачи.

Предполагаемое воздействие нельзя

ЗО осуществить, в основном, из-за невоз964852 можности фиксации работы известного устройства в основной или в резерв- ной зоне.

Если устройство работает в основной зоне, то отключение части генераторов во второй электрической сис- 5 теме (избыток активной мощности) и пуск генераторов в первой электрической системе (дефицит активной мощности) были бы правильными. Но при работе устройства в резервной зоне ука- 10 занные воздействия могут привести к тяжелым послеаварийным послецствиям в.обеих энергосистемах, утяжеляя аварийную ситуацию.

Цель изобретения — расширение области использования и повышения надежности.

Эта цель достигается тем, что устройство для предотвращения асинхронного хода межсистемной линии электро- передачи, o-oäåpæàttåe четырехплечий мост, два противоположных активных плеча которого представляют собой блоки преобразования напряжения, ко входам которых подключены блоки моделирования напряжений первой и второй электрических систем с блокировкой при коротких замыканиях в сети„ при этом блок моделирования напряжения первой электрической системы выполнен со вторым входом, к которому 30 подключен дополнительный блок преобразования, выход которого подключен к управляющему вхОду блока пуска и:блокировки,. блок преобразования напряжения первой электрической системы 35 выполнен с дополнительным стабилизированным выходом, между которым .и основчым его восходами включен блок пуска и блокировки, основные выходы блоков преобразования напряжений не- 40 посредственно соединены, образуя одно пассивное плечо, а второе пассивное плечо представляет собой направл нный блок угла, выход которого связан с выходным блоком, снабжено ненаправленным блоком угла и диодом, выходной блок соцержит элемент времени и логические элементы И и "Запрет".

Направленный блок угла выполнен с управляющим входом для измерения его характеристики срабатывания. Ненаправ. 0 ленный блок угла включен во второе пассивное плечо параллельно встречно направленному блоку угла, выход ненаправленного блока угла подключен к управляющему входу логического элемен Б5 та "Запрет" и ко входу эле;,:енса .времени. Выход направленного блока угла подключен ко входу логического эле-. мента И, ко второму входу .которогоподключен выход элемента времени, а параллельно встречно блоку пуска и блокировки включен диод., На фиг. 1 привецена первичная схема. включения устройства, на фиг.2 характеристики срабатывания; на фиг. 3 — блок-схема устройства.

Блок-схема устройства содержит;

Е/ — эквивалент ЭДС первой электрической системы Е, эквивалентную

ЭДС второй электрической системы Е, ток по межсистемной линии электройередачи I, напряжение на месте установки устройства I), угол срабатывания основного блока угла (I ступень) „, угол срабатывания дополнительного блока угла (, угол срабатывания основного блока угла (I j ступень-), гранич- " ный угол срабатывания основного блока угла. Ip4 устройство 1 для селективного предотвращения асинхронного хода по межсистемной линии электропередачи со ступенчатой и частично направленной характеристикой срабатывания, блок 2 моделирования напряжения первой электрической системы, блок 3 моделирования напряжения второй электрической систе мы, блок 4 преобразования первой электрической системы, дополнительный блок

5 преобразования напряжения первой электрической системы, блок 6 преобразования напряжения второй электрической системы, блок 7 пуска и блокирования, основной направленный блок 8 угла с автоматическим изменением характеристики срабатывания в основной зоне, дополнительный ненаправленный блок 9 угла, дополнительный выход 10 блока преобразования 4, логический элемент 11 "Запрет", каналы 12 отключения или разгрузки генераторов станций в сторону второй электрической системы, каналы 13 пуска генераторов (в основном, гидрогенераторов) и их форсировки возбуждения в сторону первой электрической системы, в том числе и каналы отключения энерго. потребителей °

Диод 14, щунтирующий блок (7),. элемент 15 времени, логический элемент 16 И. Канал 17 на отключение межсистемной линии электропередачи в оптимальном сечении.

Согласно фиг. 1 устройство 1 подключено к трансформаторам тока и. трансформат6рам напряжения межсистемной линии электропередачи. Блоками моделирования устройства 2 и 3 моделируются расчетные напряжения первой и второй электрической системы по формулам (фиг. 2).

Е = u+ - гК

6 =- U — - I ° ZK2, где ZKI — эквивалентное сопротивление до расчетной точки сети в сторону эквивалентной

ЭДС Е

ZK2 - эквивалентное сопротивление до расчетной точки сети в сторону эквивалентной

ЭДС Kg..

964852

Блоками преобразования 4 и 6 пере- менные напряжения Е и Е> преобразуются B прямоугольные стабилизирован(ные двухполярные найряжейия, фиксируя фазу этих напряжений в моменты времени прохождения синусоиды через нулевые значения. Блоком преобразования 5 преобразуется только отрицательная полуволна синусоиды напряжения Е(в .прямоугольное стабилизированное отрицательное напряжение.

Основной направленный блок угла 8

° включен в токовую цепь сравнения времени совпадения прямоугольного— стабилизированного отрицательного на t пряжения, пропорционального Е с прямоугольным стабилизированным йапряжением, пропорциональным Е2 . Наличие в этой цепи сравнения блока пуска и блокировка 7 обеспечивает . направ" ленность блока угла 8, т.е. его рабо1 ( та при положительных углах между Е< и Е . Дополнительный ненаправленный блок угла 9 включен в токовую цепь сравнения время совпадения прямоугольного стабилизированного положительного напряжения Е с прямоугольным стабилизи (ованным отрицательнотм напряжением Е>. НаличиеМ шунтирующего диода

14 обеспечивается ненаправленность блока угла (9), т.е. его работа при положительных и отрицательных углах между Е2 и Е1.

Основной блок угла 8 имеет только рдин выход, который через логический элемент 11 действует на пуск каналов

12 и 13 и через логический элемент

16 на канал 17. Действие на пуск каналов 12 и 13 происходит с первой ступенью срабатывания(((,) до срабатывания дополнительного блока угла 9, который одним выходом блокирует это дейстние.

При срабатывании блока 9 происходит изменение характеристики срабатывания блока 8, чем а временем не более 30 мсек снимается сигнал с его выхода, н том числе с входа

;логического элемента 16, Но.сигнал о срабатывании блока угла 9 с не, большой выдержкой времени (40-!

60 мсек) через элемент времени 15 поступает на второй вход логического элемента 16. При срабатывании блока угла 8 со второй ступенью (Щ) происходит пуск канала 17.Пуск каналов 12 и 13 (блокирован логическим элементом 11.

Возможны три случая действия устройства.

Первый случай. При возникновении дефицита активной мощности н сторону системы с эквиналентной ЭДС Е происходит наброс мощности по межсистемной линии электропередачи в сторону шйн ПС "A". Согласно фиг. 2 вектор напряжения Е2 опережает вектор напряжения Е . При дости-

f женин угла между векторами напряжений ф(происходит срабатывание блока угла 8, чем обеспечивается пуск каналов 12 и 13. По каналу 12 н сис° I теме с эквивалентной ЭДС Е2 отключа . ются или разгружаются генераторы станций, что снижает передаваемую активную мощность по линии электропередачи. Одновременно по каналу 13 в

10 сторону системы с экниналентной ЭДС

Е1 происходит пуск. генераторов (в основном гидрогенераторов), пуск форсировки нозбуждения генераторов, чем увеличивается предел статичес15 кой,устойчивости по линии электропередачи. В некоторых случаях по этому каналу отключаются энергопотребите..ли. Выполненные воздействия обеспечивают нознрат устройства 1 в исходное

20 состояние, т.е. угол между векторами I напряжения Е и Е устанавливается меньше (((Второй случай. Возникший дефицит активной мощности в .сторону системы 5 с эквивалентной ЭДС Е превышает дефицит активной мощности по сравнению с первым случаем.

В таком случае воздействия па каналам.12 и 13 недостаточны. Угол меж° 1 (3 ду векторами напряжения Е и Е2 продолжает увеличиваться. Прй достижении угла Ц2происходит срабатывание блока угла 9, который одним выходом изменяет характеристику срабатывания блока угла 8 с, на (, чем обеспечиваетЗ5 ся. исчезновение сигнала с его выхода. Вторым выходом блока угла 9 блокируют ся каналы 12 и 13, а третьим — через элемент времени 15 подготавливается логический элемент 16. При увеличе40 нии угла до q > происходит повторное срабатывание блока угла 8 и сигнал срабатывания через логический элемент

16 пускает канал 17, чем отключается линия электропередачи на месте уста45 нонки устройства или н другом более (оптимальном сечении н сторону. сиатемы с эквивалентной ЭДС E .

Третий случай. Устройство 1 действует н резервной зоне. В таком случае

50 дефицит активной мощности возник в сторону системы с эквивалентной,(. ЭДС Е . Согласно фиг. 2 вектор Е опережает вектор напряжения Е2. При достижении угла мехтягу векторами на55 пряжения Е2 и Е ф происходит срабатывание дополнительного блока угла

9, чем блокируется воздействие по каналам 12 и 13.

При достижении угла q происходит срабатывание блока угла 8, а следовательно и пуск канала 17. Вероятность возникновения такого случая мала, так как аналогичное устройство 1 должно быть установлено на линии электропе редачи со стороны системы с эквина< лентной ЭДС Е, что в основном пре964852

Фаа 1 дотвращает действия устройства 1 в резервной зоне.

Возможны случаи нарушения устойчивости по линии электропередачи,когда в одной из систем возникает большой избыток активной мощности. В таких случаях действия устройства 1 аналогичны ранее описанным.

Устройство несложно, экономично и надежно. Оно повышает надежность функционирования крупных энергосистем.

Формула изобретения

Устройство для.селективного предотвращения асинхронного хода межсистемной линии электропередачи, содержащее четырехплечий мост, два противоположных активных плеча которого представляют собой блоки преобразования напряжения, к входам, которых подключены блоки моделирования напряжения первой и второй электросистем с блокировкой при коротких замыканиях -в сети, причем блок моделирования напряжения первой электрической системы выполнен со вторым выходом, к которому подключен дополнительный блок преобразования, выход которого подключен к управляющему входу блока пуска и блокировки, блок преобразования напряжения пер вой электрической системы выполнен с дополнительным стабилизированным выходом, между которым и основным его выходом включен блок пуска и блокировки, основные выходы блоков преобразования напряжений непосредственно соединены, образуя одно пассивное плечо, а второе пассивное плечо пред5 ставляет собой направленный блок угла выход которого связан с выходным блоком, отличающееся тем, что, с целью расширения области использования и повышения надежности,:

30 устройство снабжено ненаправленным блоком угла и диодом, выходной блок содержит элемент времени, логические элементы И и ."Запрет", а направленный блок угла выполнен с управляющим

)5 входом для изменения его характеристики срабатывания, причем ненаправленный блок угла включен во второе пассивное плечо параллельно-встречно направленному блоку угла, выход рр ненаправленного блока угла подключен к управляющему входу направленного блока угла, к управляющему входу ло гического элемента "Запрет" и к входу элемента времени, выход направ ленного .блока угла подключен к входу логического элемента И, ко второму .входу которого подключен выход элемента времени, а параллельно-встречно блоку пуска и блокировки включен

3О диод.

Источники информации принятые во внимание"при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2711518/24-07, 35 кл. Н 02 J 3/24, 1978,