Устройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции

 

Изобретение касается управления режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом работающих однотипных силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции, каждый из которых может работать как на свою, так и на общую нагрузку. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей. В устройство, содержащее исполнительный блок 7 на выходе, выполненный в виде параллельно соединенных элементов включения 5 и отключения 6 управляемого трансформатора, делитель 1 и нуль - орган 4, выполненный в виде двухпорогового компаратора, введены два блока умножения 2 и 3, входы первого из которых через делитель подключены к напряжению подстанции, а выход подсоединен к первому входу нуль - органа, входы второго блока умножения подключены к датчикам токов нагрузок подстанции, а его выход подсоединен к второму входу нуль - органа. 6 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

9936 А (19) (11) (g1)g Н 02 J 3/46

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4473759/24-07 (22) 29.07.88 (46) 15.10.90. Бюл. № 38 (71) Азербайджанский научно-исследовательский институт энергетики им. И.Г.Есьмана (72) P.È.Èóñòàôàåâ и Ш.Ш.Авшалумов (53) 621.314. 2.016. 32(088. 8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1473006, кл. Н 02 J 3/46, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

УПРАВЛЕНИЯ ЧИСЛОМ ПАРАЛЛЕЛЬНО РАБОТАЮЩИХ СИЛОВЫХ ТРАНСФОРМАТОРОВ ДВУХТРАНСФОРМАТОРНОЙ .ПОДСТАНЦИИ (57) Изобретение касается управления режимами элементов энергосистем и предназначено для автоматического управления числом работающих однотипных силовых трансформаторов двуктран2 сформаторной подстанции, каждый из которых может работать как на свою, так и на общую нагрузку. Цель изобретения — расширение функциональных воэможностей. В устройство, содержащее исполнительный блок 7 на выходе, выполненный в виде параллельно соединенных элементов включения 5 и отключения 6 управляемого трансформатора, делитель 1 и нуль-орган 4, выполненный в виде двухпорогового компаратора, введены два блока умножения 2 и 3, входы первого из которых через делитель подключены к напряжению подстанции, а выход подсоединен к первому входу нуль-органа, входы второго блока умножения подключены к датчикам токов нагрузок подстанции, а его выход подсоединен к второму входу нульоргана. 6 ил.

1599936 »- г

Ркэ Р кз(н)

11ри наличии на подстанции двух однотипных трансформаторов, каждый из которых работает на свою нагрузку, суммарные потери мощности равны

P> = 2Рхх(н) U + PK3(I, +

+l

Р) („) - I (4) где I+ и I2 — токи нагрузок трансформаторов.

Условие, при котором целесообраз-, но отключать или включать один из двух трансформаторов, определится, если приравнять выражения (1) и (4) (3)

Изобретение относится к управлению режимами элементов энергосистем и предназначено. для автоматического управления числом работающих однотип5 ных силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции, каждый из которых может работать как на свою, так и на общую нагрузку.

Цель изобретения — расширение функ-)p циональных возможностей устройства.

На фиг.1 изображены графики зависимостей потерь активной мощности (дР) в трансформаторах от величины произведения токов нагрузок подстан- 15 ции (I+ Т ) при включенном одном (T l ) и двух трансформаторах (T1 и

Т2); на фиг.2 — зависимости потерь мощности в функции величины произведения токов нагрузок подстанции 2п на фиг.3 а и б — суточный график величины произведения токов нагрузок . подстанции и график работы силовых трансформаторов соответственно; на фиг.4 — функциональная схема устройст-25 ва; на фиг.5 — выходная характеристика мостового двухпорогового компаратора (нуль-органа); на фиг.6 — временные диаграммы выходных сигналов функциональных блоков. ЗО

Потери электроэнергии в трансфор-, маторе, несущем нагрузку, определяются двумя составляющими ф. 2 Фl

PQ = Рхх+ "кз = хх(н1 кь(н1 °

-«:г 35 д хх = хх (н) " потери x.x тран сформатора зависящие от величины напряжения подстанции

П 11н (2)

При этом потери, зависящие от тока трансформатора (параметры номинального режима обозначены индексом Н. х-г Ф-2 У-2

Р,„(„1. 11 + Р„, („1 =2Р„„П г Фг кз(н) 1 +Ркд(y I2 (5)

Учитывая, что I =I q + I, соотФ « ношение (5) можно представить в следующем виде:

«г k2 «

Р к«(и) U + Рчз(н -I1,+ Р кз(нг 2I I 2 +

P< (+ e х («) к (i)) т Рхз<н) I2

%(2) Фг +. «г+ IF 7 (6)

После некоторых преобразований вы- ) ражение (6) принимает вид

Рхх(н)

Величины 2Р (н) и Рхх(„1 соответственно обозначим через коэффициенты

К, и К, тогда соотношение (7) можно представить так к,. (I". I") = к, U", (а)

На первые и вторые входы нуль-органов следует подавать сигналы, пропорциональные соответственно правой и левой частям соотношения (8).

Включение второго трансформатора происходит при условии, когда левая часть соотношения (8) становится равной или более правой части, т. е. когда (I1 Iz ) Э K2U а его отключение происходит при условии к„. (I . х,") <к,ц

При величинах (I + I ) и (I + («)

1 1 Zz происходит переключение тр ансформатора.

На фиг.1 абсцисса точки g представ. ляет собой значение И величины произведения токов нагрузок подстанции

+ М(I, I2) <, которое соответствует режиму минимума активных потерь, Абсциссы точек б-в соответствуют значениям величины (I 1 Тф, при которых происходит включение (точка в) и отключение (точка б) силовых трансформаторов. Значение величины (I+

xI ) используется в качестве опорного сигнала в компараторе.

На фиг.2 показаны. зависимости левой и правой частей соотношения (8) в функции величины (I+ I ). Линия А построена для напряжения подстанции, равного номинальному значению U

1(о

Аб сцис с а точки пере сечения з ависимо сти А и линии Б представляет собой величину (I, I2) соответствующая

М., +

5 1 999 режиму минимальных потерь в трансформаторах.

На фиг.3 показаны суточный график величины (I » Х г),значение (линия) величины (I „ I 2)p, соответствующее режиму минимальных потерь, значения (линии) величины (I, . I ) н (I

xI ")2, соответствующие моментам переключения трансформаторов, и интервалы времени (t — t ), соответствующие точкам пересечения линий величины (I+ Х",) и (Х т Х ") с кривой величины (Х+ Х ), на фиг. 3б — суточный график работы силовых трансформаторов.

Согласно схеме двухтрансформаторной подстанции (фиг.4) каждый из силовых трансформаторов работает на сваю нагрузку с указанием цепей тран- 20 сформаторов тока и трансформатора наК1 (I

К, (Х

К,- (1 .

I",) < К„. (I

I.,)(К,(Х»») ) K (Z»

I+) < K 11»г

Т 2

I+)c1, (Х, 1 ), I2)2< zU

В момент времени t = О, а также

3п влнтервалахО (t < t 2 и t< < t < (t сигнал, пропорциональный текущему значению величины произведения

» (I, I<), меньше. значения верхнего порогового напряжения кампаратора

4, т.е. К,. (I, I ) < U <, поэтому

35 * выходной сигнал блока 4 х равен единице или нулю (фиг.5) „-При этих условиях на выходе компаратора отсутствует отрицательное напряжение и по4р этому сигнал на вкл очение трансформатора Т2 не возникает. По мере роста

Э( величины произведения (Х, ° IO насту= пает момент времени t г(<), нач шая с которого сигнал, пропорциональный величине произведения (I . I «) находится в пределах К т (I т I q)

r.т,) ». г U2, 1

В момент времени (t6) на выход компаратора 4 возникает отрицательный импульс напряжения (х = — 1), ка тарый подается на входы элементов включения 5 и отключения 6 исполнительного блока 7 (фиг.4), при этом

55 на Выходе элемента 5 включения Вьтрабатывается управляющее воздействие на включение трансформатора Т2. С момента времени t2(t ) в работе находится два трансформатара„х =1 при

4 компаратор- 4 х+ =О при х+ =1 при

Исполнительный блок предназначен для преобразования входных управляющих сигналов в команды Включить и

"Отключить".

С выхода двухпорогового компаратора 4 двухполярное напряжение подводится на входы элементов включения 5 и отключения 6 исполнительного блока 7.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На двухтрансформатарнай подстанции к выходу устройства подключен трансформатор Т2. Допустим, что в исходном положении (t = 0) работает только неуправляемый трансформатор

Tl.

На первый вход компаратара 4 через последовательно соединенные делитель 1 и умножитель 2 поступает сигнал, пропорциональный квадрату текущего значения напряжения подстанции

К 2 U г. Сигналы, пропорциональные текущим значениям токов нагрузок подстанции I „ и I, подаются на входы

4F Ф умножителя 3, с выхода которого сигнал, пропорциональный величине произведения К„(I ", ° I ), подается на второй вход кампаратора 4, который осуществляет сравнение сигналов в соответствии с условиями (9).

36 6 пряжения, Функциональная схема устройства включает делитель 1, умножитель 2-3, нуль-орган 4, вьтпалненкьтц в виде двухпораговога кампаратора, состоящий из элементов включения 5 ь отключения б силового трансформатора

Т2, исполнительный блок 7.

При изменении напряжения на входе компаратора (фиг.5) состояние его вы-. хода изменяется два раза, причем в начале выходное напряжение имеет положительное постоянное значение, выходное напряжение имеет положительное постоянное значение, затем возникает нулевая пауза, далее полярность постоянного напряжения изменяется, Двухпорогавый компаратар 4 настраивают в режимах, удовлетворяющих следующим условиям . !

1599936

В момент времени 1 (1 ) на выходе компаратора 4 появляется сигнал х =1, который подается на вход элемента 6 отключения исполнительного блока 7, на выходе которого вырабатывается управляющее воздействие х на отключение трансформатора Т2. Вначале отключается выключатель ВЗ, который затем своими контактами отключает 1ð выключатель В4, контакты которого включают секционный выключатель B5„

Работа устройства иллюстрируется временной диаграммой (фиг.6) и графиком работы трансформатора Т2 (фиг.Зб)„ 15

Как видно из фиг.6 задержка на включение и отключение трансформатора Т2 определяется не только выбором значений пороговых напряжений компаратора

4, но и скоростью изменения текущих 10 значений величины произведения (I, х I )"

При отклонениях напряжения подстанции от величины номинального значения меняется уровень линии Б и наклон зависимости А (фиг.2), что при- водит к изменению точек пересечения зависимости А с линией Б. В результате текущая величина произведения (I I ), соответствующая режиму минимальных потерь, автоматически изменяется. Соответственно меняется и величина произведения (I "„ Т" ),при которой происходит переключение трансформатора Т2. Включение трансформа- 35 тора Т2 происходит после появления сигнала на выходе элемента 5 включения исполнительного блока 7, который отключает секционный выключатель

В5, контакты которого включают выключатель В4, который в свою очередь включает выключатель ВЗ.

Предлагаемое устройство может работать не только при параллельной работе, но и при совместной раздельной работе двух трансформаторов. Таким образом, применение предлагаемого устройства на практике значительно увеличит число двухтрансформаторных подстанций, на которых можно автоматически поддерживать режимы работы, оптимальных с точки зрения потерь ак" тивной мощности в трансфопматопах.

Ф о р му л а и з о б р е т е н и я

Устройство для автоматического управления числом параллельно работающих силовых трансформаторов двухтрансформаторной подстанции, снабженной выключателями на вводе и выводе трансформаторов, а также секционным выключателем, содержащее нульорган, выход которого соединен с исполнительным блоком, выполненным в виде параллельно соединенных элементов включения и отключения, выходы которых подключены к выводам для подключения к выключателям трансформаторов и к секционному выключателю, делитель напряжения, вход которого соединен с клеммой для подключения к измерительному трансформатору напряжения, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено двумя блоками умножения, выходы которых подключены к нуль-органу, входы первого сое динены с выходом делителя входы второго блока умножения подключены к выводам для подключения на ток нагрузки первого и второго трансформаторов.

1 599У56

1599936

Х5 7 8

Составитель О.Наказная

Редактор А.Долииич Техред М.Ходанич, Корректор Л.Пилипенко Заказ 3148 Тираж 416 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производствейно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 101

О

t> tg 3 4 4 6 48.б