Устройство для выявления угла расхождения эквивалентных эдс частей энергосистемы

 

з рног Х324

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СМОМТМЪСТВУ

° АО

Ю

° °

° III

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

Ю «А IIIIII (21) 3359279/24-07

° (22) 03.12.81 (46) 23.08.83. Вюл. IP 31 (72) В.Л.Иансветов (53) .621 ° 311 ° 016 ° 35(088 ° 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 439878, кл. Н 02 J 3/24, 1971, (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЙЯВЛЕНИЯ

УГЛА РАСХОаДЕНИЯ ЭКВИВАЛЕНТНЫХ ЭДС

ЧАСТЕЙ ЭНЕР1ОСИСТЕ, содериащее формирователи вспомогательных ЭДС основных моделируеьых направлений as напряиений и токов этих направлений, схему сравнения фаз и фазосдвигаищуЮ схему с задатчиком сдвига фаэ, причем выход одного из формирователей вспоьюгательных ЭДС подключен к входу фаэосдвигаищей схеваю, выход которой подключен к схеме сравнения фаэ, о т si и ч а ю щ е е с я тем, что, SUÄÄ 1037376 А с пелью новыщения точности устройства для выявления угла нрн наличии иа заданном направлении обходной связи с промеиуточными нагрузками, устройств снабиено второй и третьей фаэосдвигающнми схемами с. задатчика- ми сдвига фаз, формирователем вспомогательной ЭДС иэ тока и напряиеиия обходной связи -н сумматором, причем вход. второй фазосдвигающей ,схем подключен на выход второго фюрмирователя вспомогательной ЭДС, выход формирователя вспомогательной ЭДС иэ тока и напряиения обходной связи подключен к входу третьей фазосдвигамщей схемы, выходы второй и третьей фаэосдвигающих схем подклю- Е чены к входам суюеатора, выход кото.рого соединен с вторым входом схеиа сравнения фаз.

1037376

Изобретение, относится к автоматике энергосистем, предназначенной ,для сохранения устойчивости параллельной работы энергосистемы, а также ограничения перетоков, обменной мощности

Известно устройство для выявления угла расхождения эквивалентных ЭДС частей энергосистемы, содержащее фильтры напряжения и тока прямой последовательности, выходы которых включены на входы формирователей вспомогательных ЭДС, и фазосдвигающую схему с зацатчиком сдвига

Фаз. На вход фазосдвигайщей схемы включен выход одного из формировате- 15 лей вспомогательной ЭДС, выход ее включен к схеме сравнения фаз, имеющий регулятор диапазона граничных углов срабатывания. Кроме того, устройство содержит также схему антома- рц тического изменения уставок, введенную в Формирователи вспомогательных ЭДС и фазосдвигающую схему, 1 .

Современное развитие энергетики характеризуется интенсивным использованием существующих электропередач. Для передачи мощнрсти в какомлибо направлении используются не только линии электропередач высшего напряжения, но и подключенные через трансформаторы параллельно им элект-, ропередачи более низких напряжений, имеющие, как правило, промежуточные нагрузки.

Это хотя иногда и .увеличивает З5 эксплуатационные расходы за счет роста потерь электроэнергии н неоднородной сети, однако позволяет в ряде случаев снизить капитальные затраты за счет отсрочки или отказа от стро- 40 и ельства новых электропередач. Возможно также использование обходных, связей на напряжении, равном основному.

Изнестное устройство предназначе- 45 но в основном для простых электропе- . редач с промежуточными нагрузками без обходных связей. Это устройство при включении его на сумму токов основной и обходной связи заданного направления и на напряжение в данной точке энергосистемы имеет при выявлении фазы ЭДС заданного направления дополнительную фазовую погреш-. ность, определяемую наличием промежуточных нагрузок на обходной связи, наличием сопротивления между основной,и обходной связями, например, сопротивления трансформаторной связи.

Эта погрешность особенно возрастает при отключении сопротивления (транс- 60 форматоры связи) между основной и обходной связями заданного направления, а также при возрастании величины промежуточной нагрузки и возрастании степени неоднородности между 65 продольными и поперечными сопротивле ниями на обходной и основной связях (под продольным сопротивлением понимается сопротивление линии электропередачи, а под поперечным - сопро тивление промежуточной нагрузки или сопротивление шунта короткого. замыкания).

Целью изобретения является повышение точности устройства при включении его на электропередаче с обходными связями, имеющими промежуточные нагрузки. указанная- цель достигается тем, что устройство для выявления угла расхождения эквивалентных ЭДС частей энергосистем, содержащее форми- рователи вспомогательных ЭДС основных моделируемых направлений из напряжений и токов этих направлений, схему сравнения фаз и фазосдвигающую схему с задатчиком сдвига фаз, причем выход одного из формирователей вспомогательных ЭДС подключен к входу фазосдвигающей схемы, а выход фазосдвигающей схемы подключен к схеме сравнения фаз, снабжено второй н третьей фазосдвигающими схе" мами с задатчиками сдвига фаз, формирователем вспомогательной ЭДС из токЪ и напряжения обходной связи, и сумматором, причем вход второй фазосдвигающей схемы подключен на выход второго формирователя вспомогательной ЭДС, выход формирователя вспомогательной ЭДС из тока и напряжения обходной связи подключен ко входу третьей фазосдвигающей схемы, выходй второй и третьей фазосдвигающих схем подключены к входам сумматора, выход которого соединен со вторым входом схеМы сравнения фаз.

На фиг. 1 изображена схема электропередачи в-виде четырехполюсников 1-4; на фиг. 2 — блок-схема уст-, ройства.

На схеме введены обозначения: ф„ р Е - ЭДС частей эиергосистемы; »»> v токи соответствую» > щих присоединений;

0 - напряжение на шинах М; напряжение на шинах параметры четырехполюсников 1-4

Устройство для выявления угла расхождения подключено на напряжения U U и токи J 3" и 3 " соответственно через трансформаторы напряжения и трансформаторы тока, которые.,для упрощения на фиг. 1 не показанЫ.

1037376 с 11 11 \11 а Ilü

С другой стороны, по выходным параметрам режима четырехполюсни» ков 1 и 2 определим входные. Для четырехполюсника 1:

1 э„ «с„о ++i), y . () . Для четырехполюсника 2:

50 -:", j" (; j»1Р jb (Д) дставляя (мДи и . " иэ, 2) и Щ . в (1) получаем:

1 . Ia;- 3 А„б, -КУЬЬ(6„0 +

I+%3) 4(а,ы +D,." =

- el" и з a." Ч где Д „«А„4>+ — эквивалентный параметр А при каскад-

60 +®ьС ., ном соединении. четырехполюсников 1 и 3„ з в дф+ - эквивалентный пара/ ( метр 8 при каскад В э, ном соединении четырехполюсников 1 и 3.

На фиг 2 введены обозначения: 1 Ф

Оо, 0» 0 - фаэные напряжения, подводимые с шин И к устрой- . ству;

О, Мф Ä 0 - фазные напряжения, подводимые с шин L к устройству, I

3а ., 3» 3 - фазные токи. (фиг.. 1 ), подводимые к устройствур

- фазные токи 3 (фиг. 1), подводимые к устройст- 15

l.

iV lv У 1М

3,„, 3>, 3 - фазные токи 3 (фиг. 1), подво димые к устройст° t, lt ву; 20

0, 0„ напряжения пря-, мой последовательности;

3, 3,, 3 - токи прямой последовательности. ,Устройство для выявления угла между эквивалентным и ЭДС частей энергосистемы Е и Е, (фиг. 2) состоит из фильтров 5-9 токов и напря« жений прямой последовательности, которые .преобразуют системы фазных

0 ; 0", 0", ff"1 соответственно в токи прямой последовательности 3,,, J, и напряжения прямой последо- З5 вательности Ul и U„" . В формирователях вспомогательных ЭДС 10-12 из соответствующих напряжений и токов прямой последовательности образуются соответственно 0 - Z ò 3,"

U - Z >„3„x 0„- таст J„" . Регулировка уставок 2, Z>,, 2,,,. осуществляется регуляторами уставок. по сопротивлениям 13-15.. Сформиро« ванные вспомогательные ЭДС поданы на фазосдвигающне схемы 16-18, имеющие задатчики 19-21 сдвига фаз, осуществляющие изменение или,регулировку сдвига фаз в фазосдвигающих схемах.

Сдвиг по фазе в фазосдвигающих устройствах 16-18 соответственно на

4«ere . с(; углы Qc — — ) i 1 т,р у д. определяется неоднородностью продолж" ных и поперечных сопротивлений электроцередачи, заданными граничными углами срабатывания устройст

- ва S<, S< и типом схемы сравнения

lIo фазе. Сдвиг на угол " даи для

2 схемы сравнения по фазе сравнения времени совпадения с заданным. Сдвинутые по фазе вспомогательные ЗДС

1 ° 1 . d Щ.1 tS 51)63 МСТ1 И (ц.1- чСТ У)el4 aI поданы на сумматор 22. Соотношение К< между величйФЪми, поданными на сумматор ЭДС,регулируется с помощью регулятора 23. Сумматор 22 может быть выполнен в виде суммирующего операционного усилителя, регулирование коэффициентов передачи которого осуществляется с помощью активных сопротивлений, входящих в его состав. Выходные сигналы с сумматора 22 и с фазосдвигающей схемы 16 поданы на схему сравнения по фазе 24 с регулятором 25 граничного диапазона срабатывания устройства по углу Д(1„cC<).. Выходной сигнал схемы сравнения по фазе подается на исполнительный орган автоматики.

Для обоснования блок-сх предложенного устройства, определения условия работы устройства введены, дополнительные обозначения:

0l„ - напряжение в узле и схемы электропередачи являющееся входным напряжением для че- . тырехполюсников 1 и 2, 3м - входной ток четырехполюсника 1 г

11

Р

3, - входной ток четырехполюсника 2.

Входные зажимы четырехполюсников 1-3 и 4 будем считать подключенными со .стороны ЭДС Е н Е4 (фиг. 1), Уравнения составлены для тока и напряжения прямой-последовательности.

В соответствии с принципом независимости эквивалентная ЭДС Е может быть смоделирована иэ напряжения 011 и суммы токов " 311 + «J независимо от частот и фаз других эквивалентных ЭДС,, Eú=Аъ0м+ь (зм+3„"). (4-) 103737б

>1осле преобразования (4) получаемг

Е,ô* а " в )Ат«+(О"« —,"в")Ввпн (Х) 10 у,т«f z«l н(Ч -z««ziZ« )e т«« «к«(йа ттст тн т у на

Ь ст4. B

"! сравнения фаз схемы сравнения вре мени совпадения с заданным имеет вид

Тогда условие срабатывания реле при использовании в качестве схемы о,-К, (O ;z„„,z, Û" 1К,Щ-z„„,">а "с«, 2, са-ст . у а где 54 И 6 - заданные граничныЕ указаннОй на фиг.. 1), При этом в углы срабатывания уст- соответствии с принци чезависи» ройства," мости тбчность моделирования экви" g - коэффициент передачи валентной эДс Й не зависит от тоЪ сумматора 22.по входу го, замкнутЫ или Разомкнуты шины l и" . I . и М и имеет ли место многочастотный асинхронный ход в Остальной энергоПредложенное устройство за счет ..системе или иет, а также не зависит .учета промежуточных нагрузок на 66 от состава электропередачи со сторообходных связях данного направления ны эдс Йг и Й наличия коротких электропередачи позволяет повысить замыканий в части энергосистемы„ точность выявления фазы эквивалент- сО стороны ЭДС М и Е . Выполнейие ной эдс этого направления,(направ- . предложенного устройства в ряде ление эдс Й для электропередачи, $5, случаев позволяет упростить выявле

ПринимаеМ коэффициенты т1рансформа ции трансформаторов тока с "прямой" полярностью их подключения к соответ. ствуюцим линиям для тОка Д, в„ - для тока „г п 4- для тока J и трансформаторов напряжения

n, 4 - для напряжения U„.j

nä - для напряжения

Тогда выражение (5) преобразуется .15

8З4 Ъ ст "н кт« "в т — "а« тнсткнт«

1 g4Ü

° n Э & ° и Г 1: 1 М ст4

"" е- .--;. е)= 11н4 1 з4 161 е- ст 4 в)Е +

«, й«С«н «(O Z фа3 «ст«) кн lA«

4, 4Н4 а - „,„Э )Е + >(u -«„,т,Е (()

Г ЫУ т4 1 И стг .:

t д ст=(г

Авв«+внв«нт« ъ « - вторичная уставA«Ат ЬнС«нн« ка по сопротнвлений при исполь« зовании на основной связи токаЭ

1 и напряжения U > ст и т - вторичная устав"2! ка по сопротивлению при использовании на обход» ной, связи тока 3 и напря4 жения U д, =бгщ д4А 4 Ь С„) уставка по углу для основной свя- 40 зи с четырехпоЬ Са люсниками 1 и,зу бтст пгг .Гфф - уставка по. углу для обходной связи

ВзС ггм

М вЂ”.„- коэффициент Qepe ЬА " -„„„„ду.

"6 2 ст å при суммировании вспомогательных

ЭДС;

Ое, 0е - вторичные напряжения

>),Эе - вторичные токи; !

М,„1 М А +Ььс4!

Вспомогатель ная ЭдС, моделирующая ЭДС Е4 формируется известным способом

1l >v

Е4 ИН4 А4 (ОЕАР« f 3B )

-" 41А4 <"в z ñ a )е т4, О)

« где /Apl - модуль параметра Д4 эквивалентного четырехполюсника н стороНу ЭДС E4I

$4 . г т4., - вторичная уставка

3 т4, "4 44 ПО СОПРОтизлеНию по направлению к эквивалентной ЭДС. энергосистемы E4,"

- уставка по углу по

4 направлению эквнвачст4= О .лен тной ЭДС Й4.

Угол, выявляемый устройством, определяется разностью углов между вспомогательной ЭДС E и Е4, который с учетом (6) и (7), а также тоАЭ4 го у что ЛЩ -у — =О равен Я 41

1037376 ние угла в многомашинной энерго- ву догнзлнительных обходных связей, системе, отказавшись от передачи а колйФ ство входов сумматора такинформации о фазе эквивалентной ЭДС ие дщакно быть увеличено на число, с поввщьв .высокочастотной аппарату- . равнее количеству дополнительных .ры передачи и приема. обходных связей. При разрыве обходных связей в направлении заданных если обходная свяэь не одна, а эдс в энергосистеме необходимо откнесколько, в устройство вводится .зачать от сулеаатора соответствуюещй количество дополнительных форйирова-., формирователь вспомогательной ЭДС, телей вспомогательных ЭдС,с .фазо- что .целесообразно осуществлять автосдвигающей схемой, равное количест- 10 матически.

Составитеж X.Фотина

Редактор П. Коссей Техред Х.Иыцьо Корректор A. Зимокосов

Ю Ю Юв Ю ° в

Заказ 6023/56 Тирак 6i7 Ищюисное

ВНИИПИ Государс тэениог© йон1Иета СССР по делам иаобретеи Ф и открытий

113035, Москва :.З-35, раущюкаи веб., д. 4/5

Вй В ЮЭЬ ° В Ю аВ

Филиал ППП "Патент", .г.УМгеред, ул.йроектная, 4