УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКОЙ УСТОЙЧИВОСТИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ

Полезная модель относится к области аналоговой вычислительной техники и может быть использована для целей управления и расчета режима электрических сетей.
Известна система для косвенного определения статической устойчивости по значениям регулирующих эффектов нагрузки по напряжению (см. статью Либовой Л.Е. Статистический метод определения регулирующих эффектов нагрузки по напряжению. Труды ВНИИЭ, вып.6, М., «Энергия», 1974, с.137-144), в которой используются преобразователи напряжения, активной и реактивной мощности, выпрямитель, высокочастотный фильтр, шлейфовый осциллограф, усилитель постоянного тока, самопишущие приборы. Данная система основа на принципе одновременного измерения и регистрации напряжения, активной и реактивной мощностей узла электрической сети с последующей обработкой полученной информации на ЭВМ. Такой подход не позволяет получить приемлемой точности из-за наличия погрешностей при измерении флуктуаций напряжения и мощностей, возникающих при замене непрерывных реализаций процесса их числовой последовательностью для ввода в ЭВМ.
В качестве прототипа выбрана известная система для определения статической устойчивости электропередачи путем измерения двух сигналов, пропорциональных напряжению и реактивной мощности узла электрической сети, позволяющая производить косвенное измерение синхронизирующей мощности вида ∂P/∂δ (см. статью Буевич В.В., Герценберг Г.Р. и др. Косвенное измерение синхронизирующей мощности для сохранения заданного запаса статической устойчивости ВЛ. «Электричество», №2, 1972, с.18-20).
В качестве критерия статической устойчивости электропередачи используется только знак синхронизирующей мощности, поскольку критерием сохранения статической устойчивости является ее положительный знак. Однако, при этом производится лишь качественная оценка признака устойчивости и не дается количественной оценки запаса статической устойчивости.
Задача полезной модели - повышение точности.
Решение задачи достигается тем, что в устройство, содержащее преобразователь напряжения, преобразователь реактивной мощности, квадратор, вычитатель, первый вход которого соединен с выходом квадратора, вход которого подключен к выходу преобразователя напряжения, а второй вход вычитателя соединен с выходом преобразователя реактивной мощности, вход которого соединен с выходом преобразователя напряжения и с входом устройства, введены преобразователь активной мощности и компаратор, выход которого является выходом устройства, его первый вход подключен к выходу вычитателя, а его второй вход соединен с выходом преобразователя активной мощности, вход которого соединен со входом устройства.
Реализация предлагаемого устройства основано на прменении следующего алгоритма.
Уравнение баланса активной и реактивной мощности для узла электропередачи имеет вид:
1
1
11
11
1
2
12
12
2
P=U Ysinα+UUYsin(δ-α),
Q<sub>1</sub>=U<sub>1</sub><sup>2</sup>Y<sub>11</sub>cosα<sub>11</sub>+U<sub>1</sub>U<sub>2</sub>Y<sub>12</sub>cos(δ-α<sub>12</sub>).
(1)
Если пренебречь потерями активной мощности, то уравнение (1) можно записать в виде:
1
1
2
12
P=UUYsinδ
Q<sub>1</sub>=U<sub>1</sub><sup>2</sup>Y<sub>11</sub>-U<sub>1</sub>U<sub>2</sub>Y<sub>12</sub>cosδ.
(2)
Для сохранения статической устойчивости необходимо выполнение следующего условия:
(3)
что с учетом уравнения (2) может быть приведено к виду:
(4)
Для количественной оценки устойчивости в условие (4) необходимо ввести коэффициент запаса. Коэффициент запаса статической устойчивости может быть определен как
,\tab(5)
или с учетом выражения (2)
K<sub>3</sub>=1-sinδ
(6)
2
Выражая напряжение U из уравнения (2), с учетом выражения (6), получим:
.\tab(7)
2
Подставляя в выражение (3) значение U из формулы (7), получим неравенство:
(8)
Приравняв левые части неравенств (4) и (8), получим
(9)
или
<img he="11" wi="47" file="00000008.tif" img-content="undefined" img-format="tif" />\tab(10)
При заданном коэффициенте запаса устойчивости, равному
3
H
нормативному значению (K=K) и учитывая условие (4), можно записать следующее неравенство:
\tab(11)
Учитывая, что , окончательно
получим условие сохранения статической устойчивости электропередачи с заданным нормативным запасом:
(12)
11
Таким образом, для определения статической устойчивости электропередачи с заданным коэффициентом запаса, необходимы измерения в одном из узлов электропередачи сигналов, пропорциональных квадрату напряжения и реактивной мощности, и сравнения разности этих сигналов с сигналом, пропорциональным активной мощности узла. Коэффициент пропорциональности активной мощности узла определяется через заданный нормативный коэффициент запаса статической устойчивости электропередачи. Величина собственной проводимости узла Y должна быть задана для конкретной схемы замещения электропередачи.
На фиг.1 приведена блок-схема устройства для определения статической устойчивости электропередачи.
Устройство содержит преобразователь напряжения 1, квадратор 2, вычитатель 3, преобразователь реактивной мощности 4, преобразователь активной мощности 5, компаратор 6.
Устройство работает следующим образом. С узла электропередачи на вход устройства подается электрический сигнал, поступающий на преобразователь напряжения 1, преобразователь реактивной мощности 4 и
11
преобразователь активной мощности 5. С выхода преобразователя напряжения 1 сигнал поступает на квадратор 2, который имеет коэффициент передачи, пропорциональный Y выхода квадратора 2 сигнал, пропорциональный квадрату напряжения узла электропередачи, поступает на первый вход вычитателя 3, на второй вход которого поступает сигнал, пропорциональный реактивной мощности узла. Таким образом, сигнал с выхода вычитателя 3, равный , поступает на первый вход компаратора 6. Преобразователь активной мощности 5 имеет коэффициент передачи, пропорциональный заданной величине  Сигнал с выхода преобразователя активной мощности 5, пропорциональный заданному значению коэффициента запаса статической устойчивости электропередачи, подается на второй вход компаратора 6. При превышении величины сигнала по второму входу компаратора 6 над сигналом по первому входу на выходе компаратора 6 меняется знак, что сигнализирует о невыполнении условий статической устойчивости электропередачи с заданным нормативным коэффициентом запаса.
Таким образом, непрерывная оценка условий статической устойчивости по нормативному коэффициенту запаса позволяет повысить точность измерения, сигнализировать оперативно-диспетчерскому персоналу о достижении предельно допустимых режимов электропередачи и принимать меры по сохранению статической устойчивости электропередачи.