RU2316100C1 - Способ выявления и ликвидации асинхронного режима в энергосистеме устройством автоматики - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в противоаварийной автоматике энергосистемы для выявления асинхронного режима. В способе вычисляют проекцию полного сопротивления на ось, повернутую в комплексной плоскости сопротивлений на расчетный угол относительно оси ординат. Вычисляют проекцию вектора измеряемого напряжения на ось, повернутую в комплексной плоскости относительно вектора тока на тот же расчетный угол. Определяют первую и вторую производные по времени от проекции вектора напряжения. Момент возникновения асинхронного режима фиксируют по несовпадению знака проекции вектора напряжения со знаками ее первой и скорректированной второй производной. С этого момента измеряют время и вычисляют полупериод асинхронного режима через первую производную проекции вектора напряжения. В случае превышения измеряемым временем полупериода асинхронного режима, уменьшенного на заданную величину, фиксируют наличие асинхронного режима для формирования действия автоматики по его ликвидации при благоприятном значении угла электропередачи. В способе уменьшается число неправильных действий автоматики за счет повышения селективности, устойчивости функционирования и адаптивности способа. 6 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к противоаварийной автоматике (ПА) энергосистем и может быть использовано, например, в автоматике ликвидации асинхронного режима (АЛАР).

Известен способ выявления асинхронного режима (АР) устройством автоматики, основанный на фиксации перехода фазового угла φ между напряжением и током в узле энергосистемы (ЭС) из одной области в другую при условии, что угол δ электропередачи, эквивалентирующей ЭС относительно этого узла, существенно отличен от нуля и находится в диапазоне значений, включающем δ=180° [1, с.40-45]. В устройстве автоматики реализация этого способа осуществляется путем фиксации переориентации реле мощности в зоне срабатывания реле сопротивления. При этом характеристика реле мощности соответствует границе, разделяющей области значений угла φ, а характеристика срабатывания реле сопротивления определяет требуемый диапазон углов δ и контролируемый по размещению электрического центра качаний (ЭЦК) участок сети.

Недостатком этого способа являются низкие селективность и устойчивость функционирования из-за зависимости φ от изменения угла φ_э эквивалентного сопротивления электропередачи в пределах (60÷110)° при жесткой связи характеристики реле мощности с расчетным значением φ_э, а также из-за неопределенности фиксируемого диапазона δ, вызванной неоднозначностью его связи с измеряемым сопротивлением. По той же причине рассматриваемый способ не позволяет селективно выявлять угрозу и момент возникновения АР.

Известен также способ выявления и ликвидации АР устройством автоматики, основанный на моделировании по локальным параметрам напряжений в узлах ЭС, ограничивающих контролируемую зону [2]. Здесь угол δ вычисляется по траекториям (годографам) векторов этих напряжений в комплексной плоскости. Такой метод дает приемлемые результаты в идеальных или близких к ним схемно-режимных условиях (длинные транзиты без существенных отборов мощности, простая, близкая к радиальной структура сети стабильность параметров эквивалентной электропередачи в ходе АР).

Однако несинфазность и самораскачивание внутри асинхронно идущих групп, многосвязность сети с распределенными по передачам отборами мощности, затрудняющая моделирование, изменение параметров схемы и нагрузки в процессе развития аварии приводят к сильным отклонениям годографов от окружностей и, как следствие, большим погрешностям в определении угла электропередачи δ. Это приводит к снижению селективности и устойчивости функционирования способа, а также замедлению выявления угрозы и момента возникновения АР из-за необходимости аппроксимации вычисляемых параметров.

Наиболее близким по технической сущности к достигаемым результатам к предлагаемому способу является способ, согласно которому измеряют по скалярным и векторным параметрам ток и напряжение в узле электропередачи и моделируют с их помощью параметры, по которым можно оценить расстояние до ЭЦК, а также определить знаки угла электропередачи, его первой и второй производных по времени [3]. При этом расстояние до ЭЦК, который должен при АР размещаться на контролируемом участке, находят по вычисляемому реактивному сопротивлению от точки измерения до точки с минимальным напряжением (ТМН) на электропередаче, т.к. ТМН практически совпадает с ЭЦК в диапазоне углов δ, при которых происходит выявление АР. В качестве угла электропередачи δ в этом способе используют угол (δ_л) между моделируемыми напряжениями по концам контролируемого участки сети. Возникновение АР фиксируют при совпадении знаков δ_л и его первой и второй производных по времени, если сопротивление до ТМН находится в заданных пределах.

Достоинства способа - выявление АР в момент его возникновения, одновременность срабатывания автоматики, основанной на этом способе, на всех линиях сечения АР, минимум задаваемых уставок и их расчетного обеспечения.

Однако анализ рассматриваемого способа обнаруживает в нем ряд недостатков, снижающих селективность и устойчивость функционирования.

Первый недостаток обусловлен нелинейной зависимостью δ_л от угла электропередачи δ. Даже в случае однородной электропередачи без отборов мощности δ_л и δ совпадают только при значениях 0, 180° и 360° в цикле АР [1, с.27]. В диапазоне от нуля до 180°, когда происходит выявление АР, превышение δ над δ_л может достигать (60÷70)°. Обратная картина имеет место при 180°<δ<360°. Нелинейность функции δ_л=f(δ) и ее зависимость от изменяющихся в ходе АР параметров электропередачи (эквивалентного сопротивления

и соотношения эквивалентных ЭДС k=E₁/E₂) приводит к разновременности изменения знаков вторых производных по времени от δ и δ_л. При этом знак d²δ_л/dt² может измениться значительно раньше момента возникновения АР, соответствующего переходу через ноль d²δ_л/dt². Следовательно, в известном способе зачастую фиксируется угроза, а не момент возникновения АР, что приводит к снижению селективности по отношению к глубоким синхронным качаниям (СК) и нарушению одновременности фиксации АР по параллельным связям контролируемого сечения, что может вызывать сбои в работе автоматики и способствовать развитию аварии. Приближение δ_л к δ за счет расширения контролируемого участка сети при определении местоположения ЭЦК по сопротивлению до ТМН не целесообразно, т.к. повышается вероятность ложной фиксации внешнего АР при существенном превышении углом φ_э сопротивления

угла φ_л. К тому же отличие этих углов и многосвязность сети не позволяют осуществить достаточно точное моделирование

и

.

Второй недостаток известного способа заключается в том, что он не обеспечивает селективность по отношению к коротким замыканиям (КЗ) на контролируемом участке сети и требует при этом дополнительных мер для отстройки от ложной фиксации АР, т.к. появление ее условий вполне вероятно в процессе возникновения и отключения КЗ. Отстройка по скорости изменения δ_л=f(δ) не целесообразна из-за нелинейности этой функции, которая может привести к отказу способа в АР.

Третий недостаток проявляется в отсутствии адаптивности момента фиксации возникновения АР к благоприятным условиям деления системы (ДС) или реализации мероприятий по ресинхронизации (PCX) устройством автоматики. В худшем случае возможно отключение электропередачи при максимальном токе (δ=180°), вызывающее сильные динамические перегрузки ЭС, которые могут привести к нарушению устойчивости функционирования автоматики на параллельных связях контролируемого сечения, где задействован известный способ. В итоге возникает задержка в ликвидации АР, чреватая вторичным нарушением устойчивости с последующим отказом автоматики при многомашинном АР. Кроме того, мероприятия по PCX при δ=180° наименее эффективны.

Задачей, на решение которой направлено заявленное техническое решение, является повышение селективности, устойчивости функционирования и адаптивности способа.

Полученный технический результат проявляется в уменьшении числа отказов, излишних и ложных срабатываний АЛАР, где это изобретение может быть использовано, а также повышении эффективности ДС и PCX, осуществляемых этой автоматикой. Такой технический результат снижает ущерб от возможных аварий в современных многосвязных энергосистемах.

Поставленная задача решается тем, что в способе выявления и ликвидации асинхронного режима в энергосистеме устройством автоматики, согласно которому измеряют по скалярным и векторным параметрам ток и напряжение в узле электропередачи и моделируют с их помощью параметры, по которым можно оценить расстояние до электрического центра качаний и определить знаки угла электропередачи, его первой и второй производных по времени, дополнительно измеряют вектор полного сопротивления как отношение вектора напряжения к вектору тока в контролируемом узле, вычисляют проекцию полного сопротивления на ось, повернутую в комплексной плоскости сопротивлений на расчетный угол относительно оси ординат, вычисляют проекцию вектора измеряемого напряжения на ось, повернутую в комплексной плоскости относительно вектора тока на тот же расчетный угол, фиксируют знак этой проекции в момент входа ее значений в установленный диапазон, вычисляют в этом диапазоне первую производную по времени проекции вектора напряжения, вычисляют моделируемое скольжение путем деления этой производной на квадратный корень из разности квадратов номинального напряжения и проекции вектора измеряемого напряжения, определяют модуль этого скольжения, вычисляют вторую производную по времени проекции вектора измеряемого напряжения, корректируют эту производную сложением с ней квадрата моделируемого скольжения, умноженного на проекцию вектора измеряемого напряжения, и для формирования действия автоматики на ликвидацию недопустимого асинхронного режима фиксируют его возникновение при несовпадении знака проекции вектора измеряемого напряжения со знаками ее первой и скорректированной второй производных по времени, если моделируемое скольжение не превысило по модулю заданной величины, а значения проекции вектора полного сопротивления находятся в установленном диапазоне, при соблюдении двух последних условий фиксируют момент изменения знака проекции вектора измеряемого напряжения, измеряют время, начиная с этого момента, вычисляют полупериод асинхронного режима как величину, обратную модулю моделируемого скольжения, деленному на π/2, и в случае превышения измеряемым временем полупериода асинхронного режима, уменьшенного на заданную величину, при несовпадении знака проекции вектора напряжения с ее знаком в момент входа в установленный диапазон значений фиксируют наличие асинхронного режима для формирования действия автоматики по его ликвидации при благоприятном значении угла электропередачи.

Сопоставительный анализ существенных признаков предлагаемого технического решения и существенных признаков аналогов и прототипа свидетельствуют о его соответствии критерию «новизна».

Существенные признаки отличительной части формулы предлагаемого изобретения решают следующие функциональные задачи.

1. Признак «...измеряют вектор полного сопротивления как отношение вектора напряжения к вектору тока в контролируемом узле, вычисляют проекцию полного сопротивления на ось, повернутую в комплексной плоскости сопротивлений на расчетный угол относительно оси ординат...» позволяет более точно и направленно измерять сопротивление от контролируемого узла ЭС до ЭЦК в рабочем диапазоне улов δ, что повышает устойчивость функционирования при внешних и внутренних АР, близких к границам контролируемого участка сети.

2. Признак «...вычисляют проекцию вектора измеряемого напряжения на ось, повернутую в комплексной плоскости относительно вектора тока на тот же расчетный угол...» позволяет использовать параметр, однозначно связанный с углом δ, с помощью которого можно установить его рабочий диапазон и достоверно оценить знак δ, его первой и второй производных.

3. Признак «...фиксируют знак этой проекции в момент входа ее значений в установленный диапазон...» необходим для реализации одного из условий наличия АР в момент, соответствующий формированию действия автоматики при благоприятных значениях угла δ.

4. Признак «...вычисляют в этом диапазоне первую производную по времени проекции вектора напряжения...» позволяет по ее знаку однозначно определить знак реального скольжения s=dδ/dt.

5. Признак «...вычисляют моделируемое скольжение путем деления этой производной на квадратный корень из разности квадратов номинального напряжения и проекции вектора измеряемого напряжения, определяют модуль этого скольжения...» требуется для нахождения полупериода АР и корректировки второй производной проекции вектора измеряемого напряжения U_m по времени.

6. Признак «...вычисляют вторую производную по времени проекции вектора измеряемого напряжения, корректируют эту производную сложением с ней квадрата моделируемого скольжения, умноженного на проекцию вектора измеряемого напряжения и для формирования действия автоматики при недопустимости асинхронного режима...» позволяет получить параметр, знак которого однозначно связан со знаком d²δ/dt².

7. Признак «...фиксируют его возникновение при несовпадении знака проекции вектора измеряемого напряжения со знаками ее первой и скорректированной второй производных по времени, если моделируемое скольжение не превысило по модулю заданной величины, а значения проекции вектора полного сопротивления находятся в установленном диапазоне...» соответствует наличию АР в ЭС, причем ограничение моделируемого скольжения s_m позволяет отстроиться от ложных срабатываний при КЗ, если вычисляемые проекции находятся в заданных диапазонах.

8. Признак «...фиксируют момент изменения знака проекции вектора измеряемого напряжения, измеряют время, начиная с этого момента, вычисляют полупериод асинхронного режима как величину обратную модулю моделируемого скольжения, деленному на π/2, и в случае превышения измеряемым временем полупериода асинхронного режима, уменьшенного на заданную величину, при несовпадении знака проекции вектора напряжения с ее знаком в момент входа в установленный диапазон значений фиксируют наличие асинхронного режима...» необходим для реализации условия фиксации АР в момент, обеспечивающий действие автоматики при благоприятных значениях угла электропередачи, когда ДС с учетом уменьшения полупериода АР на величину, учитывающую задержку по выходным цепям и время отключения выключателей, происходит при минимальном токе (δ≈0).

На фиг.1 изображена двухмашинная схема замещения энергосистемы; на фиг.2 - векторная диаграмма электропередачи, являющейся эквивалентом ЭС при двухмашинном АР; на фиг.3 и фиг.4 показаны векторные диаграммы, включающие векторы эквивалентных ЭДС по концам электропередачи, а также векторы тока и напряжения, измеряемые в нулевом узле; фиг.4 содержит построенные в комплексной плоскости траектории изменения напряжения в контролируемом узле и в ЭЦК при АР; на фиг.5 показаны годографы комплексного сопротивления при АР по контролируемому сечению и при внешнем АР; на фиг.6 приведена блок-схема реализации предлагаемого способа.

При двухмашинном АР энергосистема может быть представлена в виде эквивалентной электропередачи с ЭДС

и

по ее концам и сопротивлениям

и

от точек приложения этих ЭДС до контролируемого узла 0 с напряжением

и током

(фиг.1). На векторной диаграмме электропередачи (фиг.2) кроме упомянутых параметров показан вектор напряжения

в точке с минимальным напряжением (ТМН), совпадающий по направлению с осью перпендикулярной вектору

. При этом проекция U_m вектора

на эту ось, совпадающая по модулю с

может быть найдена как

где φ_э - угол эквивалентного сопротивления электропередачи Z_э=Z₁+Z₂, φ - угол между векторами

и

; γ - угол между вектором тока

и выбранной осью.

Решая треугольник векторов

,

и

с учетом угла электропередачи

, можно определить U_m как высоту этого треугольника:

где m=2·k/(1+k²), если обозначить k=E₁/E₂. В реальном диапазоне k=0,8÷1,25 [1, с.19] отличие m от 1 составляет не более 2,5%. Поэтому в рабочем диапазоне δ=(60÷300)° можно пренебречь этой погрешностью. Тогда

Напряжение

в контролируемом узле для однородной электропередачи можно вычислить следующим образом:

где α=Z₁/Z₂,

.

Напряжение

в ЭЦК определяется при α=α_ц=k/(k+1) [1, с.23]. При этом его проекция на ось, совпадающую с биссектрисой угла δ с учетом (4) равна

Следовательно, в соответствии с (3) и (5) и с учетом того, что U_m.max и U_c.max отличаются не более чем на ±0,7% в реальном диапазоне Е₁ и Е₂ (0,9÷1,1 в о.е.) [1, с.17], можно вместо U_c использовать U_m.

На фиг.3 и 4 приведены годографы

и

, построенные по (4) с учетом (5). Векторы

и

, характеризующие координаты центра и радиус окружностей, легко определяются по этим выражениям. Для годографа

очевидно, что A=R=0,5·U_c.max, с приемлемой точностью можно принять U_c.max=U_ном и

при 90°<δ<270°, где U_н - номинальное напряжение.

Согласно предложенному способу вычисляют U_m (1), чтобы получить параметр, связанный простой тригонометрической функцией с δ по (1) при заданном U_m.max=U_ном. С учетом этой связи рабочий диапазон δ, где выявляется АР, ставится в соответствие задаваемому диапазону значений U_m:

На границе этого диапазона знак δ, как видно из векторной диаграммы (фиг.1) и (3), может быть определен как знак U_m, изменяющийся при δ=180°.

Другим вычисляемым параметром является проекция Z_0m вектора полного сопротивления

на ось, повернутую относительно оси jX комплексной плоскости (R, jX) на тот же расчетный угол α, который используется в (1) при определении U_m (α=π/2-φ_э).

На фиг.5 в упомянутой плоскости построен годограф

при АР на контролируемом участке (годограф 1), границы которого удалены от точки измерения (начала координат) на Z₀₁ и -Z₀₂ влево и вправо соответственно. Годограф

, как известно [1, с.30], представляет собой окружность, центр которой находится на линии, совпадающей с вектором эквивалентного сопротивления электропередачи

, а в случае ее однородности - с векторами Z₁ и Z₂, как на фиг.5, где угол φ_э вектора сопротивления Z_э равен углу вектора

относительно оси R. Радиус окружности зависит от k=E₁/E₂ и стремится к бесконечности при k=1. Точка пересечения годографа с

соответствует ЭЦК. Проекция Z_0m равна сопротивлению от точки измерения до ТМН. В рабочем диапазоне углов электропередачи δ=(90÷270)° ТМН и ЭЦК практически совпадают, как это видно на фиг.5 и следует из адекватности (3) и (5). Таким образом, с помощью параметра Z_0m можно установить местоположение ЭЦК, попадающего на контролируемый участок при

При этом знак Z_0m однозначно показывает, в какую сторону от контролируемого узла смещен ЭЦК - влево (+) или вправо (-).

Проекция Z_0m вычисляется по формуле

В способе, выбранном в качестве прототипа, для контроля размещения ЭЦК используют реактивную составляющую X_min сопротивления до ТМН, находящейся на реальной, а не эквивалентной передаче. Фактически ТМН совпадает с концом проекции

на вектор сопротивления линии

, a X_min определяется реактивной координатой этой точки, как показано на фиг.5 для внешнего АР (годограф 2). В этом режиме Х_min еще находится в заданных для линии пределах, а угол δ уже достиг значений, при которых имеют место условия фиксации АР. Следовательно, при близких внешних АР устойчивость функционирования известного способа нарушается, в то время как предлагаемый способ не реагирует на такие режимы, т.к. условие (7) не выполняется.

Определив основные параметры, необходимые для оценки угла электропередачи (U_m) и местоположения ЭЦК (Z_0m), и установив по (6) рабочий диапазон δ, далее вычисляют в этом диапазоне первую производную по времени от U_m. В соответствии с (3) при U_m.max=U_ном получим

Здесь

по (3), a

- реальное скольжение.

Моделируемое скольжение s_m вычисляют путем деления dU_m/dt на

. Тогда s_m и его модуль связаны с реальным скольжением следующим образом:

Очевидно, что знак dU_m/dt и s_m совпадают и всегда противоположны знаку s.

Далее вычисляют вторую производную от U_m по времени, которая может быть определена путем дифференцирования (9) по следующей формуле:

Скорректированную вторую производную с учетом (10) получают следующим образом:

Отсюда видна однозначная связь знака (d²U_m/dt²)_cor со знаком ds/dt=d²δ/dt².

Признаком возникновения АР, фиксируемых по предлагаемому способу, является несовпадение знака U_m со знаком его первой и скорректированной второй производных:

Это условие свидетельствует о соответствии знаков угла δ и его первой и второй производной, и момент его выполнения точно совпадает с моментом нарушения устойчивости. В способе-прототипе, как было отмечено ранее, такой эффект не всегда достижим из-за нелинейности δ_л=f(δ) и разновременности изменения знаков d²δ_л/dt² и dδ_л/dt. Следовательно, предлагаемый способ обладает более высокой селективностью и устойчивостью функционирования при глубоких СК.

Дополнительными к (14) условиями фиксации АР по контролируемому сечению являются нахождение Z_0m в установленном по (7) диапазоне и ограничение моделируемого скольжения по модулю, задаваемое неравенством

которое с учетом (11) адекватно неравенству

Здесь s_m.пр и s_пр - предельные значения моделируемого и реального скольжении на первом цикле АР, причем s_пр=2π·f_s.m, где f_s.m - максимально возможная разность частот эквивалентных ЭДС

и

, которая может быть принята равной (2÷3) Гц.

Выявление момента возникновения АР по факту одновременного выполнения условий (6), (7), (14) и (15) позволяет при его недопустимости сформировать быстрое действие автоматики на деление системы по определенному сечению на две части, внутри которых генераторы работают синхронно. Однако отключение связей может произойти при максимальных токах в них, если угол δ близок к 180°. Такое отключение воспринимается энергосистемой как сильное возмущение, которое сопровождается перегрузкой оборудования и вероятными сбоями в работе автоматики, чреватыми развитием аварийной ситуации. С этой точки зрения наиболее благоприятным условием отключения является минимум тока в линиях, имеющий место при значениях δ, близких к нулю. Для повышения адаптивности в предлагаемом способе в отличие от известного предусматривается фиксация наличия АР для формирования действия автоматики при благоприятном значении угла электропередачи. Такое действие целесообразно как при допустимости асинхронных проворотов (большинство случаев), так и при их недопустимости, чтобы резервировать возможный сбой в выявлении момента возникновения АР.

С этой целью в предлагаемом способе при соблюдении (6), (7) и (15) фиксируют момент изменения знака U_m, соответствующий δ=180°, измеряют время t, начиная с этого момента, и вычисляют полупериод АР T_t на каждом шаге измерений по формуле

При этом учтены соотношение (11) и связь периода АР со скольжением s, равным угловой частоте вращения вектор

относительно

(T=1/f_s=2π/s).

Наличие АР фиксируют при

В момент выполнения этого условия формируется действие автоматики за время опережения t_оп до истечения полупериода, когда δ достигнет нулевого значения. Задавая t_оп с учетом задержки, вносимой выходными устройствами автоматики и времени отключения выключателя, обеспечивают деление системы при наиболее благоприятных условиях, соответствующих минимуму тока в связях сечения.

Блок-схема реализации предлагаемого способа, приведенная на фиг.6, содержит блок 1 датчиков тока и напряжения, вычислитель 2 сопротивления Z, вычислитель 3 проекции сопротивления Z_0m, вычислитель 4 проекции напряжения U_m, определитель 5 знака U_m, блок 6 контроля диапазона изменения U_m, определитель 7 первой производной U_m по времени, вычислитель 8 моделируемого скольжения s_m, определитель 9 модуля s_m, определитель 10 второй производной U_m по времени, вычислитель 11 скорректированной производной (d²U_m/dt²)_cor, фиксатор 12 знака проекции напряжения U_m при входе в установленный диапазон, фиксатор 13 знака U_m при выходе из установленного диапазона, логический элемент 14 «исключающее ИЛИ», блок 15 сравнения «меньше», блок 16 контроля диапазона изменения Z_0m, блок 17 сравнения знаков проекции U_m и ее производных, конъюнкторы 18 и 24-26 (логические элементы «И»), счетчик 19 времени, вычислитель 20 периода T₁, блок 21 вычисления разности, дизъюнктор 22 (логический элемент «ИЛИ»), блок 23 сравнения «больше».

Схема функционирует следующим образом. Поступающие от измерительных трансформаторов мгновенные величины напряжения u и тока i используют в блоке 1 для получения действующих значений напряжения U и тока I, а также фазного угла φ между ними. В блоке 2 определяется модуль измеряемого сопротивления Z=U/I. Проекции сопротивления Z_0m и напряжения U_m вычисляются блоками 3 и 4 соответственно. Блок 5 предназначен для определения знака текущей проекции U_m. Если U_m>0, на выходе Y₁ появится логическая единица. Сигнал Y₂ на выходе блока 6 принимает единичное значение только в случае выполнения условия (6), когда величина U_m находится в установленном диапазоне. Первая производная U_m по времени определяется в блоке 7. Полученное значение dU_m/dt используется далее блоком 8 для вычисления моделируемого скольжения s_m no выражению (10). Блок 9 определяет абсолютное значение моделируемого скольжения

.

Для определения второй производной U_m по времени предназначен блок 10. Величина d²U_m/dt² затем корректируется блоком 11 на основании выражения (13). Блоки 12 и 13 фиксируют знаки U_m при входе и выходе из установленного диапазона соответственно. Так, на выходе Y₃ появляется единица, только если в момент установки Y₂ в единичное значение U_m>0. Сигнал Y₄ станет равным «1», если U_m>0 в момент обратного перехода Y₂ в нулевое значение. В блоке 14 контролируется неравенство знаков U_m при входе и выходе из установленного диапазона (Y₅=1 только при Y₃≠Y₄). Функция отстройки от коротких замыканий реализуется с помощью блока 15, где проверяется условие (15). В случае истинности данного условия сигнал Y₆ принимает единичное значение. В блоке 16 осуществляется контроль установленного диапазона для Z_0m по условию (7), при выполнении которого Y₇=1. Проверка истинности обоих условий (7) и (15) производится блоком 18, представляющим собой логический элемент «И», на выходе которого Y₉=Y₆·Y₇. Блок 17 предназначен для проверки условия (14). Истинность этого условия является одним из признаков существования АР. Выявление момента начала АР осуществляют с помощью логического элемента «И» (блок 19), контролирующего одновременное выполнение условий (7), (14) и (15) и срабатывающего по выходу Y₁₀=Y₈·Y₉.

Блок 20 выполняет функцию счетчика времени t, отсчет которого начинается от момента смены знака U_m (сигнал Y₁) при выполнении условий (7) и (15). Период T₁ для задержки срабатывания АЛАР вычисляется в блоке 21 по выражению (17). Затем блок 22 производит вычитание из T₁ величины t_оп. Срабатывание автоматики разрешается только в случае превышения величиной t определенного значения в соответствии с условием (18). Тогда выходной сигнал Y₁₁ блока 23, осуществляющего это сравнение, установится в единичное значение. Если при этом будет присутствовать условие возникновения АР (Y₅=1), то на выходе Y₁₂=Y₅·Y₁₁ блока 24 появится сигнал для формирования УВ при АР.

Предложенный способ легко реализуется на микропроцессорной базе. Для этих целей, в частности, может быть использован микропроцессорный комплекс противоаварийной автоматики МКПА (разработан в ООО «НПФ Прософт-Е», г.Екатеринбург), который, обладая высокой степенью гибкости программных и аппаратных средств, позволяет создавать алгоритмы практически любой сложности. В настоящее время осуществляется программа широкого внедрения комплектов МКПА в энергосистеме Дальнего Востока.

Источники информации

1. Гоник Я.Е., Иглицкий Е.С. Автоматика ликвидации асинхронного режима. - М.: Энергоатомиздат, 1988.

2. Патент RU 2204877 С1, МКП Н02Н 3/48, 2003 г.

3. Патент RU 2199807 С2, МКП H02J 3/24, 2003 г.

Claims (1)

1. Способ выявления и ликвидации асинхронного режима в энергосистеме устройством автоматики, согласно которому измеряют по скалярным и векторным параметрам ток и напряжение в узле электропередачи и моделируют с их помощью параметры, по которым можно оценить расстояние до электрического центра качаний и определить знаки угла электропередачи, его первой и второй производных по времени, отличающийся тем, что дополнительно измеряют вектор полного сопротивления как отношение вектора напряжения к вектору тока в контролируемом узле, вычисляют проекцию полного сопротивления на ось, повернутую в комплексной плоскости сопротивлений на расчетный угол относительно оси ординат, вычисляют проекцию вектора измеряемого напряжения на ось, повернутую в комплексной плоскости относительно вектора тока на тот же расчетный угол, фиксируют знак этой проекции в момент входа ее значений в установленный диапазон, вычисляют в этом диапазоне первую производную по времени проекции вектора напряжения, вычисляют моделируемое скольжение путем деления этой производной на квадратный корень из разности квадратов номинального напряжения и проекции вектора измеряемого напряжения, определяют модуль этого скольжения, вычисляют вторую производную по времени проекции вектора измеряемого напряжения, корректируют эту производную сложением с ней квадрата моделируемого скольжения, умноженного на проекцию вектора измеряемого напряжения, и для формирования действия автоматики на ликвидацию недопустимого асинхронного режима фиксируют его возникновение при несовпадении знака проекции вектора измеряемого напряжения со знаками ее первой и скорректированной второй производных по времени, если моделируемое скольжение не превысило по модулю заданной величины, а значения проекции вектора полного сопротивления находятся в установленном диапазоне, при соблюдении двух последних условий фиксируют момент изменения знака проекции вектора измеряемого напряжения, измеряют время, начиная с этого момента, вычисляют полупериод асинхронного режима как величину обратную модулю моделируемого скольжения, деленному на π/2, и в случае превышения измеряемым временем полупериода асинхронного режима, уменьшенного на заданную величину, при несовпадении знака проекции вектора напряжения с ее знаком в момент входа в установленный диапазон значений фиксируют наличие асинхронного режима для формирования действия автоматики по его ликвидации при благоприятном значении угла электропередачи.

Images