Изобретение относитс к электроэнергетике , а именно к автоматическо- му регулированию источника реактивной мощности в нагрузочном узле.The invention relates to electric power industry, namely to the automatic regulation of the source of reactive power in the load node.
Известны устройства дл регулировани источников реактивной мощности по одному параметру (реактивному току, напр жению, времени суток, температуре воздуха, коэффициенту мощ7 ности и полному току) и по двум параметрам: по току и напр жению,по времени и температуре, наружного воздуха , по коэффициенту мощности и температуре наружного воздуха понапр жению и времени, по напр жению и температуре l .Devices are known for adjusting reactive power sources according to one parameter (reactive current, voltage, time of day, air temperature, power factor and total current) and two parameters: current and voltage, time and temperature, outdoor air, power factor and outdoor air temperature for voltage and time, for voltage and temperature l.
Источники реактивной мощности в нагрузочных узлах имеют двойное назначение: дл разгрузки линий электропередач и трансформаторов от перетоков реактивной мощности, т.е. увеличени пропускной способности электросети и снижени потерь электроэнергии в электрических сет х (компенсации реактивной мощности), а такж.е дл регулировани напр жени на зажимах электроприемников. Однако сравнительна , значимость каждой из двух функций управлени источником реактивной мощности мен етс в зависимости от режима работь энергосистемы . В режимах максимальной нагрузки энергосистемы главное назначение источника реактивной мощности - снижение потерь электроэнергии и разгрузка электросети от перетоков реактивной мощности. Напр жение у электроприемников при этом должно находитс , в допустимых пределах. В немакси10 мальных режимах задача увеличени пропускной способности электросетей тер ет свое значение. Кроме того,в этих режимах нередко снижение электропотреблени в соответствии со ста15 тическими характеристиками нагрузки по напр жению, вызванное снижением напр жени из-за дополнительной нагрузки электросети потоками реактивной мощности, больше,чем вызванное Reactive power sources in the load nodes have a dual purpose: to unload power lines and transformers from reactive power flows, i.e. increasing the capacity of the power grid and reducing the power losses in the electric networks (reactive power compensation), as well as to regulate the voltage at the terminals of the power receivers. However, comparatively, the significance of each of the two functions of controlling the source of reactive power varies depending on the mode of operation of the power system. In the modes of maximum load of the power system, the main purpose of the source of reactive power is to reduce electricity losses and unload the power grid from reactive power flows. The voltage at the power consumers in this case should be within acceptable limits. In nonmaximal modes, the task of increasing the transmission capacity of electric grids loses its significance. In addition, in these modes, the power consumption is often reduced in accordance with the static characteristics of the voltage load caused by a decrease in voltage due to the additional load of the power network by reactive power flows, more than
20 этой дополнительной нагрузкой увеличение потерь электроэнергии в сети. В этих случа х экономически выгодно не только обеспечивать напр жение в допустимых пределах, но и поддержи25 вать его на оптимальном уровне. Во многих случа х это минимально допустимый уровень.20 this additional load increases the loss of electricity in the network. In these cases, it is economically advantageous not only to provide voltage within acceptable limits, but also to maintain it at an optimal level. In many cases, this is the minimum acceptable level.
Известные устройства дл регулировани источника реактивной мощности обеспечивают одну или преимуществен но одну функцию управлени . Известно также устройство дл ре гулировани источника реактивной мощ ности (конденсаторной батареи) по напр жению с компенсацией по реакти ному (активному)току или только по реактивному току 21 . Это устройство при регулировании по скомпенсированному реактивному току позвол ет поддерживать эконом чески целесообразную величину реактивной нагрузки узла в часы максимальной нагрузки энергосистемы. Есл это устройство примен ть дл регули ровани напр жени с компенсацией по скомпенсированному току, то можно обеспечить преимущественно функци компенсации реактивной мощности с некоторой чувствительностью к существенным изменени м напр жени . Однако в этих двух случа х регул тор стремитс поддержать ту же реактивную нагрузку и в немаксимальные Во многих случа х в часы-немаксимальных нагрузок энергосистемы при этом не исчерпываютс все резервы снижени расхода электроэнергии, так как не достигаютс минимально допустимые (или оптимальные) уровни напр жени уэлектроприемников. Если это устройство дл регулировани конденсаторной батареей примен ть с регулированием по напр жению и с компенсацией по нескомпенсирован ному реактивному, току (или активному току), то можно обеспечить ,пос- . то нный уровень напр жени в некоторой точке сети, удаленной от места измерени напр жени , то есть на зажимах электроприемников. Однако в этом случае регулирование-источника реактивной мощности не выполн ет функцию компенсации реактивной мощности в часы максимальной нагрузки энергосистемы. Кроме того, это устройство при выполнении любой из названных функций не контролирует непосредственно величину полного тока по ограничивающему элементу сети. Цель изобретени - расширение функций устройства дл автоматического управлени источником реактивной мощности в нагрузочном узле -дл обеспечени требуемой компенсации реактивной мощности в часы максималь ных нагрузок энергосистемы и дл получени дополнительной экономии электроэнергии в остальные часы при соблюдении допустимых токо.в по элементам сети и требуемых уровней напр жени у электроприемников за счет поддержани оптимальных по расходу электроэнергии уровней напр жени у электроприемников. Поставленна цель достигаетс тем, что в устройство дл регулировани источника реактивной мощности введены блок управлени по внешнему сигналу, например по превышению тока электроприемника заданной величины , блок измерени напр жени у электроприемников , блок ограничени по полному току, каждый с каналами Увеличить и Уменьшить, логические элементы И, ИЛИ, НЕ, причем выход канала Увеличить блока измерени реактивного тока и выход блока управлени по внешнему сигналу соединены каждый с соответствующим входом логического элемента И, выход которого соединен с входом логического элемента ИЛИ, два других входа которого соединены соответственно с выходами каналов Увеличить блока измерени напр жени и блока ограничени по полному току, а выход соединен с входом исполнительного элемента Увеличить- при этом выход канала Уменьшить соединен с входом второго элемента И, другой вход коогорого соединен с выходбм третьего элемента И, а выход соединен с входом второго элемента ИЛИ, выход которого соединен с входом исполнительного элемента Уменьшить, причем другой вход второго элемента ИЛИ соединен с выходом четвертого элемента И, один вход которого соединен с выходом элемента НЕ, вход которого соединен с выходом блока управлени по внешнему сигналу, а другой вход четвертого элемента И соединен с выходом третьего элемента И, два входа которого соответственно соединены с выходами каналов Уменьшить блока измерени напр жени и блока ограничени по полному току. На чертеже изображена структурна схема устройства дл регулировани источника реактивной мощности. Устройство содержит блок 1 измерени реактивного тока с выходным каналом- 2 Уменьшить реактивную мощность источника и с выходным каналом 3 Увеличить реактивную мощность источника, блок 4 измерени напр жени у электроприемников с выходным каналом 5 Увеличить реактивную мощность источника и с выходным каналом б Уменьшить реактивную мощность источника , блок 7 ограничени по полному току с выходным каналом 8 Увеличить реактивную мощность источника и с выходным каналом 9 Уменьшить реактивную мощность источника, блок 10 управлени по внешн1ему сигналу , логический элемент И 11,. логический элемент ИЛИ 12, логический элемент И 13, логический элемент НЕ 14, логический элемент И 15, логический элемент И 16, логический элемент ИЛИ 17,исполнительный элемент 18 Увеличить реактивную мощность источника и исполнительный элемент 19 Уменьшить реактивную мощность источ ника . Устройство работает следующим об разом. На вход блока 1 измерени реактивного тока подаетс скомпенсированный ток узла. После преобразовани этого тока в величину, пропорци нальную реактивной составл ющей, по . ледн сравниваетс с заданной уста ками блока величиной, и при выходе ее за пределы уставок вырабатываетс соответствующа команда на увеличение или уменьшение реактивной мощности источника через каналы 3 или 2. Команда на увеличение мощности источника ПЕОХОДИТ до исполнительного элемента 18 только при наличии сигнсша от дополнительно введенного блока 10 управлени , который .вырабатывает такой сигнал или в заданное врем , или при превышении током нагрузки заданной величины, или при другом внешнем условии, в частности блок 10 -может быть программным реле времени или токовым реле или другим релейным устройством. При наличии сигналов от канала 3 и от блока 10 по вл етс сигнал на выходе элемента И 11 и на выходе элемента ИЛИ 12, срабатывает исполнительный элемент 18, увеличивающий мощность источника Уменьшение мощности источника, кр ме увеличени величины ског/шенсированного реактивного тока, снижает напр жение у электроприемникови уве личивает полный ток через элементы сети. Поэтому команда на уменьшение мощности источника от канала 2 проходит до исполнительного элемента 19 только тогда, если это не вызывае снижени напр жени у электроприемни ков ниже допустимого и увеличени полноготока выше допустимого. Это достигаетс тем, что сигнал от канала 2 проходит через элемент И 16, на другой вход которого подаетс логитческое произведение сигналов, идущих от каналов Уменьшить блока 4 измерени напр жени и блока 7 ограничени по полному току. В то врем , когда от блока 10 сигнсШ не поступает, на выходе элемента И 11 сигнала нет, и не может быть увеличина мощность источника по условию компенсации реактивной мощности. В этом случае мощность может быть увеличина только тогда, если напр жение у электроприемников снизилось циже допустимого - проходи сигнал к элементу 18 от блока 4 через канал 5 и элемент ИЛИ 12, или повышена величина допустимого полного тока по контролируемому элементу сети - проходит сигнал к элементу 18 от блока7 через канал 8 и элемент ИЛИ 12. Если напр жение у электроприемников выше минимального допустимого уровн на величину, большую, чем зона нечувствительности блока 4 измерени , то на выходе канала б по вл етс сигнал, который поступает на вход элемента И 13. На другой вход элемента И 13 поступает сигнал от канала 9 блока 7 ограничени в том случае, когда величина полного тока через контролируемый элемент меньше допустимого на величину зрны нечувствительности блока 7 ограничени . Если на обоих входах элемента И 13 наход тс сигналы, то по вл етс сигнал на выходе элемента И 13 и поступает на входы элементов И 16 и И 15. На выходе элемента И 16 сигнал по вл етс , если уменьшение мощности источника требуетс и по услови м компенсации реактивной мощности, а на выходе элемента И 15 - только в том случае , если по услови м компенсации реактивной мощности требований к режиму источника нет. В последнем случае на выходе блока 10 управлени нет сигнала, а на выходе элемента НЕ 14 сигнал по вл етс . В то врем , когда сигнал на выходе блока 10 управлени гесть , команда на уменьшение мощности источника через элемент И 15 пройти не может, так как на выходе элемента НЕ 14 сигнала нет, не может пройти через элемент И 16, если поступил аналогичный сигнал от блока 1. Такик образом, в то врем , когда требуетс компенсаци реактивной мощности , увеличение реактивной мощности производитс только по услови м компенсации реактивной мощности, а снижение - также по услови м компенсации реактивной мощности, но с учетом ор ганичений по минимешьному допустимому уровню напр жени у электроприемников и по допустимому току контролируемого элемента сети. Когда компенсаци реактивной мощности не требуетс , предлагаемое устройство регулирует мощность источника реактивной мощности по минимуму допустимого напр жени у электроприемников с точностью, определ емой зоной нечувствительности блока 4,- с учетом ограничений по.полному току с точностью, определ емой зоной нечувствительности бло;ка 7. Блок 4 измерени напр жени у электроприемников с выходными каналами 5 и 6 представл ет собой регул тор напр жени , в частности регул тор напр жени с токовой компенсацией. Блок ограничени по полному току представл ет собой устройство, аналогичное блоку 1, в котором не требуетс выделение реактивной составл ющей тока.The known devices for regulating the source of reactive power provide one or advantageously one control function. It is also known a device for controlling a source of reactive power (capacitor bank) by voltage with compensation by reactive current or only by reactive current 21. This device, when adjusted for compensated reactive current, allows maintaining an economically viable value of the reactive load of the node during the hours of maximum load of the power system. If this device is used to control the voltage with compensation for compensated current, it is possible to provide mainly the function of compensation of reactive power with some sensitivity to significant voltage variations. However, in these two cases, the regulator tends to maintain the same reactive load and in non-maximum. In many cases, in non-maximum load hours, the power system does not exhaust all the reserves for reducing power consumption, since the minimum permissible (or optimal) voltage levels are not reached. electrical receivers. If this capacitor bank regulating device is applied with voltage regulation and is compensated for uncompensated reactive current (or active current), then it will be possible to provide a pos. This level of voltage at a certain point in the network, remote from the place of voltage measurement, i.e. at the terminals of the power consumers. However, in this case, the regulation-source of reactive power does not perform the function of reactive power compensation in the hours of maximum load of the power system. In addition, when performing any of these functions, this device does not directly control the magnitude of the total current across the limiting network element. The purpose of the invention is to expand the functions of the device to automatically control the source of reactive power in the load node to provide the required compensation of reactive power during hours of maximum loads of the power system and to obtain additional energy savings during the remaining hours while respecting the permissible currents in the network elements and the required levels. power receivers by maintaining energy-optimal levels of voltage for power receivers. The goal is achieved by introducing an external signal control unit into the device for regulating a reactive power source, for example, by overcurrent of a given electric receiver, a voltage measuring unit at the electrical receivers, a full current limit unit, each with channels Zoom and Reduce, logic elements AND OR the output of which is connected to the input of the OR logic element, the other two inputs of which are connected respectively to the outputs of the channels. Zoom of the voltage measuring block and the block of the total current limit, and the output is connected to the input of the actuating element. Increase the output of the channel Decrease is connected to the input of the second element AND , the other input is connected to the output of the third element AND, and the output is connected to the input of the second element OR, the output of which is connected to the input of the actuating element element OR is connected to the output of the fourth element AND, one input of which is connected to the output of the element NOT, the input of which is connected to the output of the control unit by an external signal, and the other input of the fourth element AND is connected to the output of the third element AND, the two inputs of which are respectively connected to the outputs channels Reduce the voltage measuring unit and the total current limiting unit. The drawing shows a block diagram of a device for adjusting a source of reactive power. The device contains a unit for measuring reactive current with an output channel; 2 Decrease the reactive power of the source and with an output channel 3 Increase the reactive power of the source; unit 4 measure voltage at electrical receivers with an output channel 5 Increase the reactive power of the source and output channel B Decrease the reactive power of the source , block 7 total current limit with output channel 8 Increase the reactive power of the source and with output channel 9 Decrease the reactive power of the source, control unit 10 externally 1st signal, the logical element And 11 ,. logical element OR 12, logical element AND 13, logical element NOT 14, logical element AND 15, logical element AND 16, logical element OR 17, executive element 18 Increase the reactive power of the source and the executive element 19 Decrease the reactive power of the source. The device works as follows. A compensated node current is supplied to the input of the reactive current measurement unit 1. After converting this current to a value proportional to the reactive component,. The ice is compared with the set value set by the unit, and when it goes beyond the setpoint, the corresponding command is generated to increase or decrease the source reactive power through channels 3 or 2. The command to increase the source power POWERING to the actuator 18 only if there is a signal from the additionally entered unit 10 control, which produces such a signal either at a specified time, or when the load current exceeds a predetermined value, or under a different external condition, in particular, block 10 can be software time relay or current relay or other relay device. In the presence of signals from channel 3 and from block 10, a signal appears at the output of the element 11 and at the output of the element OR 12, the actuating element 18 triggers, increasing the power of the source Decreasing the power of the source, increasing the amount of skog / reactive current, decreases The capacity of the electric receiver increases the total current through the network elements. Therefore, the command to reduce the source power from channel 2 passes to the actuating element 19 only if this does not cause a decrease in the voltage at the electric receivers below the allowable and an increase in the full current above the allowable. This is achieved by the fact that the signal from channel 2 passes through element 16, to the other input of which the logistic product of the signals coming from the channels is reduced. Decrease the voltage measuring unit 4 and the total current limiting unit 7. At the time when no signal arrives from block 10, the signal at the output of element 11 does not have a signal, and the source power cannot be increased due to the condition of reactive power compensation. In this case, the power can be increased only if the voltage at the power consumers has decreased the allowable Qi — pass the signal to element 18 from block 4 through channel 5 and element OR 12, or increase the value of permissible total current through the monitored network element — pass signal to element 18 from block 7 through channel 8 and element OR 12. If the voltage at the power consumers is higher than the minimum permissible level by an amount greater than the dead zone of the measurement unit 4, then a signal appears at the output of channel b and the input element AND 13. The other input element AND 13 receives a signal from the channel 9 of the limiting unit 7 in the case when the total current through the monitored element is less than the permissible insensitivity of the limiting unit 7. If there are signals at both inputs of the AND 13 element, an output signal of the AND 13 element appears and enters the inputs of the AND 16 and 15 elements. At the output of the AND 16 signal, a signal appears if a reduction in the source power is required m compensation of reactive power, and at the output of the element And 15 - only if, under the terms of the compensation of reactive power, there are no requirements for the source mode. In the latter case, there is no signal at the output of control unit 10, and at the output of element 14, a signal appears. At the time when the signal at the output of the control unit 10 is guided, the command to reduce the source power through the AND 15 element cannot pass, since there is no signal at the output of the HE element 14, it cannot pass through the AND 16 element if a similar signal is received from the block 1. Thus, at a time when reactive power compensation is required, an increase in reactive power is made only under the terms of reactive power compensation, and a decrease is also subject to the terms of reactive power compensation, but taking into account the arrangements for mini-tolerance the voltage level of the power consumers and the allowable current of the monitored network element. When reactive power compensation is not required, the proposed device adjusts the power of the reactive power source to the minimum allowable voltage at the power consumers with an accuracy determined by the dead band of unit 4, taking into account the limitations on the total current with an accuracy determined by the dead band of the block 7 Voltage measurement unit 4 at electrical receivers with output channels 5 and 6 is a voltage regulator, in particular a voltage regulator with current compensation. The total current limiting unit is a device similar to unit 1, in which no separation of the reactive component of the current is required.