PL216706B1 - Sposób realizacji warunku częstotliwościowego w procesie automatycznej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób realizacji warunku częstotliwościowego w procesie automatycznej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych. Znajduje on zastosowanie podczas łączenia do pracy równoległej wielu obiektów elektroenergetycznych, zarówno w systemie elektroenergetycznym, jak i na jednostkach pływających, zwłaszcza w sytuacjach ruchowych wymagających pośpiechu.

W znanych rozwiązaniach w zakresie synchronizacji obiektów elektroenergetycznych nie uwzględnia się wpływu przyspieszenia kątowego ε synchronizowanego zespołu wytwórczego na dopuszczalną różnicę częstotliwości Δf w chwili łączenia. Ponadto na skutek zmian częstotliwości napięcia synchronizowanego zespołu wytwórczego pod wpływem impulsów sterujących wysyłanych z synchronizatora automatycznego, w czasie po wysłaniu sygnału załączającego wyłącznik główny, a jednocześnie jeszcze przed chwilą zamknięcia się styków wyłącznika głównego, wartość przyspieszenia kątowego może się zmieniać. Osiągnięcie zbyt dużej wartości przyspieszenia kątowego przez synchronizowany obiekt elektroenergetyczny, przy jednoczesnym spełnieniu ograniczenia na dopuszczalną różnicę częstotliwości w chwili łączenia, może spowodować, że proces łączenia będzie nieudany, co z kolei wpłynie na oddalenie w czasie chwili łączenia i jest szczególnie niekorzystne w sytuacjach ruchowych wymagających pośpiechu. Powiązanie takiego skumulowanego wpływu powyższych parametrów na skorygowaną w ten sposób wartość dopuszczalnej różnicy częstotliwości Af w chwili łączenia wynika z zależności:

Δ/' = 7δ/² - ε

Rozwiązania znane z polskich opisów patentowych o numerach: 102418, 128115, 128159, 129679, 137606 dotyczące sposobów realizacji stałego czasu wyprzedzenia w automatycznych synchronizatorach prądnic nie zawierają informacji na temat sposobów ekstrapolacji przyspieszenia kątowego synchronizowanego obiektu elektroenergetycznego do chwili, w której następuje zamknięcie styków wyłącznika głównego. Znany z polskiego opisu patentowego nr 205019 sposób adaptacyjnej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych ze względu na różnicę częstotliwości także nie obejmuje sposobu i możliwości ekstrapolacji przyspieszenia kątowego synchronizowanego obiektu do chwili, w której następuje zamknięcie styków wyłącznika głównego. Znane są także z polskich patentów PL158718 i PL158719 rozwiązania dotyczące sposobu ekstrapolacji liniowej oraz ekstrapolacji parabolicznej czasu predykcyjnego w mikroprocesorowym synchronizatorze obiektów elektroenergetycznych prądu przemiennego, które są wykorzystywane w synchronizatorach mikroprocesorowych typu SM-5 i SM-6. Rozwiązania te nie przewidują możliwości ekstrapolacji przyspieszenia kątowego synchronizowanego obiektu elektroenergetycznego do tej chwili czasowej, w której następuje zamknięcie styków wyłącznika głównego.

Sposób realizacji warunku częstotliwościowego w procesie automatycznej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych według wynalazku charakteryzuje się tym, że uwzględnia się wpływ przyspieszenia kątowego ε synchronizowanego zespołu wytwórczego na parametr Δf synchronizatora automatycznego warunkujący dopuszczalną różnicę częstotliwości w chwili łączenia. W tym celu w czasie trwania procesu synchronizacji w chwilach czasu Ti, Ti-1, Ti-.2, Ti-3 realizuje się pomiar częstotliwości napięcia synchronizowanego zespołu wytwórczego, odpowiednio: fmi, fmi-1, fmi-2, fmi-3, po czym wartości te wykorzystuje się do ekstrapolacji w przedziale czasu [T_Ta-AT, T_Ta+_AT] wartości częstotliwości odpowiednio: f_Ta._AT, f_Ta, ί_Τ3+ΔΤ, na podstawie których przewidywana jest wartość przyspieszenia kątowego ε, jaka wystąpi w chwili T_Ta zamknięcia styków wyłącznika głównego.

Rozwiązanie według wynalazku umożliwia ekstrapolację przyspieszenia kątowego synchronizowanego zespołu wytwórczego do chwili czasu, w której następuje zamknięcie styków wyłącznika czasowego, dzięki czemu w sposób precyzyjny może być realizowany warunek częstotliwościowy w procesie automatycznej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych.

Przykład realizacji wynalazku zilustrowany jest rysunkiem przedstawiającym w formie wykresu sposób ekstrapolacji przyspieszenia kątowego.

W pierwszym kroku sposobu realizacji warunku częstotliwościowego w procesie automatycznej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych dokonuje się w chwilach czasowych T_i, T_i-1, T_i-2, T_i-3 pomiarów częstotliwości napięcia synchronizowanego zespołu wytwórczego jako odpowiednio: fmi, fmi-1, f_mi-2, f_mi-3. Na podstawie tych wartości częstotliwości, w czasie obliczeniowym T_obi określa się przyrosty częstotliwości Δ^, Af_mi_i, Af_mi_₂ występujące w chwilach czasu T_i, T_i-1, T_i-2 korzystając ze wzorów:

PL 216 706 B1 kfmi ^fmi(i-l)

2)

Jmi Jmi (i-D

Ti - Τ(ί-1·)

1) fmi(i—2) fi-l) - ^T(i~2) fmi(i—2) fmi(i—3)

T(i-2) ~ T(i-₃)

Następnie wyznacza się wartości częstotliwości f_Ta-ńT, f_Ta, fra+Δτ w chwilach czasu Τ_Τα-ΔΤ, T_Ta, Τ_Τα+_ΔΤ stanowiących otoczenie ΔΤ chwili T_Ta warunkującej zamknięcie styków wyłącznika głównego korzystając ze wzoru interpolacyjnego Lagrange'a, jako:

ίτα-ΔΤ ⁺

_._f (Ττα-ΔΤ—Τ(ϊ-ι))(Τ_Τα-Δ_Τ—Τι)

Jmi(i-2) (_Τ(ί_₂₎-Τ_(ί_^)(τ_(ί_₂₎-Τι) (Ττα-ΔΤ-Τ(3-2ΐ)(^ΤΤα-ΔΤ~Τ(ί-ι\) (7i~7(i-2))(7i~7(i-l)) . » f (Ττα-ΔΤ-Τ(ί-2))(·^ΤΤα-ΔΤ-Τΰ

Jmi(.i-1) (τ^-Τ^Χτ^-Τι) ⁺ ίτα _ . f (Ττα Αί-1))(Αα Τ)}

J1?li (ΐ 2) Zrri rrt \ Zrrt rri \

Ua-2) - /(i-i)A^y(i-2) “ F) (^TTa-T(i-2))(^TTa-T(i-i)) (Τί-Τ(ΐ-2))(Τί-Τ(ΐ_ι)) + hfmi(i-l) (Ττα Tęi_₂))(T_Ta Ti) (^Ta-i) ~ ^T(i-2))(T(i-D ~ ^Ti) fra+ΔΤ — ^fmi(i-2) (Ττα+Δ1—Τ(ί-ι))(Ττα+ΔΤ-Τύ (F (i-2) ~T(i-l))(^T(i-2) ~^Ti) (Ττα+ΔΤ-Τ(ί-2))(·^ΤΤα+ΔΤ-Τύ (^T(i-l)~T(i-2))(^T(i-2)~Ti) (^ΤΤα+ΔΤ-Τ(ί-2))(^ΤΤα.+ΔΤ~Τ(ί-ι)) (^1^(1-2))(^1-7(1-^)

Znajomość powyższych wartości pozwala na wyznaczenie ekstrapolowanej wartości przyspieszenia kątowego s(T_Ta) w chwili T_Ta warunkującej zamknięcie styków wyłącznika głównego na podstawie zależności:

, . fra+ΔΤ ίτα-Δί ^ε\Τ_Τα) — 7 ¹Τα+ΔΤ ¹Τα-Δί

Znajomość wartości przyspieszenia kątowego s(T_Ta) synchronizowanego zespołu wytwórczego w chwili zamknięcia styków wyłącznika głównego TTa pozwala na precyzyjną realizację warunku częstotliwościowego synchronizacji, mającego na celu ocenę dopuszczalnej różnicy częstotliwości Δf w chwili zamknięcia styków wyłącznika głównego. Realizacja tej czynności sprowadza się do konieczności spełnienia następującej nierówności:

Δ/ < 4(fs-fTa)²-£(T_Ta) gdzie fs oznacza częstotliwość napięcia w systemie elektroenergetycznym, z którym łączony jest zespół wytwórczy.

Claims (1)

1. Sposób realizacji warunku częstotliwościowego w procesie automatycznej synchronizacji obiektów elektroenergetycznych, znamienny tym, że uwzględnia się wpływ przyspieszenia kątowego ε synchronizowanego zespołu wytwórczego na parametr Δf synchronizatora automatycznego warunkujący dopuszczalną różnicę częstotliwości w chwili łączenia realizując w czasie trwania procesu synchronizacji w chwilach czasu Ti, Ti-1, Ti-2, Ti-3 pomiar częstotliwości napięcia synchronizowanego zespołu wytwórczego, odpowiednio; fmi, fmi-1, fmi-2, fmi-3, po czym wartości te wykorzystuje się do ekstrapolacji w przedziale czasu [T_Ta-M, T_Ta+^] wartości częstotliwości odpowiednio: f_Ta_M, f_Ta, f_Ta+M, na podstawie których przewidywana jest wartość przyspieszenia kątowego ε, jaka wystąpi w chwili TTa zamknięcia styków wyłącznika głównego.