177525. lajstromszámú szabadalom • Kapcsolási elrendezés villamos energiarendszerek automatikus terheléskorlátozásának vezérlésére
3 177525 4 kritikus körzetben ezért a feszültségcsökkenés mértéke forráshiány esetén 10—20% nagyságrendben mozoghat. A találmány szerint a teljesítménykorlátozás bevezetését nemcsak a hálózati frekvencia csökkenésétől tesszük függővé, hanem a beavatkozási küszöbszintet a frekvencia és a feszültség egyidejű figyelembevételével úgy állapítjuk meg, hogy növekvő feszültségeséshez növekvő küszöbfrekvencia tartozzék. A találmány egy másik felismerése szerint a teljesítménykorlátozáshoz tartozó frekvencia- és feszültségkritériumok fennállása után a teljesítménykorlátozást csak meghatározott késleltetési idő elteltével vezetjük be, ha ezen idő alatt a kritériumok változatlanul fennállnak, és a késleltetési idő nagyságát a feszültségcsökkenéssel arányosan csökkentjük, azaz nagyobb feszültségeséshez rövidebb késleltetés tartozik. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés ezért a villamos energiarendszer egyes körzeteiben elhelyezett feszültségváltót, ehhez kapcsolt feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egységet, ehhez csatlakoztatott késleltető elemet, valamint vezérlő áramkört tartalmaz. A feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egység olyan feszültség- frekvencia karakterisztikával rendelkezik, ahol csökkenő feszültséghez növekvő küszöbfrekvencia tartozik. A vezérlő áramkör biztosítja, hogy a kapcsolási elrendezés a terheléskorlátozást megindító vezérlőjelet csak akkor adja ki, ha a késleltető elem késleltetési idején belül a feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egység folyamatosan átbillent állapotban van. A találmány szerinti kapcsolási elrendezés egy előnyös kiviteli alakjánál a késleltető elem késleltetési ideje feszültségfüggő és ennek olyan feszültség-késleltetési idő karakterisztikája van, ahol csökkenő feszültséghez csökkenő késleltetési idő tartozik, A találmány szerinti megoldás lehetővé teszi, hogy terheléskorlátozás csak valóban fennálló teljesítménydeficit esetén következzék be és a lekapcsolás a teljesítménydeficit körzetében vagy az azzal közvetlenül szomszédos körzetekben jelentkezzék. A találmányt a továbbiakban egy kiviteli példa kapcsán, a rajz alapján ismertetjük részletesebben. A rajzon az 1. ábra a találmány szerinti kapcsolási elrendezés egyszerűsített tömbvázlata, a 2. ábra az 1. ábrán vázolt feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egység jellegzetes feszültség-küszöbfrekvencia diagramja, és a 3. ábra a késleltető elem késleltetési idejének feszültségfüggését szemléltető diagram. Az 1. ábrán a villamos energiarendszer egy adott körzetében lévő 5 villamos hálózat egy részét, például távvezeték egy részét szemléltettük, amelyhez 4 feszültségváltó csatlakozik. A 4 feszültségváltó kimenete 1 közbenső feszültségváltóval van összekötve, amely kimenetén az 5 villamos hálózattól elválasztott, de annak feszültségével arányos kimeneti feszültséget hoz létre. Az 1 közbenső feszültségváltó kimeneti jelének frekvenciája megegyezik az 5 villamos hálózat frekvenciájával. Az 1 közbenső feszültségváltó egyrészt 2 feszültségfüggő küszSbszintfi ftekvoKásesőkkenést éraékelő kapcsoló egy« ség jeltemeneityei, másrészt 3 késleltető elem 31 feszöltségjel bemenetével van összekötve. A 2 feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egység kapcsolójel kimenete 6 vezérlőáramkör bemenetéhez csatlakozik, ennek kimenetei pedig a 3 késleltető elem 32 indító bemenetével és 33 leállító bemenetéivel vannak összekötve. A 2. ábrán a 2 feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egység feszültség-frekvencia küszöbszint jelleggörbéjét tüntettük fel három példakénti esetben. A diagramból látható, hogy 100%-os feszültség mellett mindhárom diagram 49 Hz-es kapcsolási küszöbszintet biztosít. A kapcsolási küszöbszint elérésekor a 2 feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsokkenést érzékelő kapcsoló egység kimenetén kapcsolójel jelenik meg, amely jelzi, hogy a teljesítménykorlátozás előírt feltételei fennállnak. A 2. ábra a diagramjából láthatjuk, hogy a hálózati feszültség csökkenésével a kapcsolási küszöbszinthez tartozó frekvencia meredeken növekszik, és 20%-os feszültségcsökkenés esetén a kapcsolási küszöbszint 49,6 Hz. Ez azt jelenti, hogy ha a hálózat feszültsége 20%-kal lecsökken, akkor a névleges 50 Hz-es frekvenciához képest már 0,4 Hz-es frekvenciacsökkenés a 2 feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egység átbillenését eredményezi. A b diagram ennél kisebb meredeksége és itt 20%-os feszültségcsökkenéshez már 0,65 Hz-es frekvenciacsökkenés tartozik. A harmadik c diagramnál a frekvencia küszöbszint változási meredeksége kisebb, és 20%-os feszültségcsökkenés a frekvencia küszöbszintet mintegy 0,78 Hz-cél a névleges 50 Hz alá viszi. A 2. ábrán azt is megfigyelhetjük, hogy a diagramokon a névleges feszültségnél nagyobb feszültségekhez 49 Hz-nél alacsonyabb megszólalási küszöbfrekvencia tartozik. A három különböző meredekségű feszültség-frekvencia jelleggörbe természetesen az ismertetett konkrét értékektől eltérően is megválasztható. A bemutatott diagramok a frekvencia küszöbszint feszültségfüggésének jellegét szemléltetik. A konkrét értékeket a villamos energiarendszer sajátos paraméterei, például az erőművek száma és a körzetek közötti megoszlása, a terhelés jellege, a lekapcsolható fogyasztók teljesítménye és körzetei ismeretében lehet meghatározni. Ha egy adott körzetben a 2 feszültségfüggő küszöbszíntű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egység karakterisztikáját már beállítottuk, akkor ennek kimenetén a kapcsolójel akkor jelenik meg, amikor a hálózat feszültsége és frekvenciája a beállított karakterisztikát átlépi. Ebben a pillanatban a 6 vezérlőáramkör vezérli a 3 késleltető elem 32 indító bemenetét és a 3 késleltető elem 34 kimenetén a beállított késleltetési idő elteltével olyan vezérlő jelet bocsát ki, amely az 1. ábrán nem vázolt teljesítménykorlátozó áramkört működteti. Ha a beállított késleltetési idő alatt az 5 villamos hálózat paraméterei megváltoznak, és a korlátozás feltétele megszűnik, akkor a 2 feszültségfüggő küszöbszintű frekvenciacsökkenést érzékelő kapcsoló egység kimenetén állapotváltozás következik be, amit a 6 vezérlőáramkör érzékel, és ennek hatására vezérli a 3 késleltető elem 33 leállító bemenetét. A 33 leállító bemenet vezérlésének hatására a 3 késleltető elem alapállapotba billen, és a 34 kimeneten a vezérlő jel nem jelenik meg. A 34 kimeneten ezért a terheléskorlátozást vezérlő jel keletkezésének feltételét a 2. ábráin vázolt karakterisztika tartós (a késleltetési időnek megfelelő időtartamú) átlépése képezi . Jólétet az ismertetett megoldás a teljesítménykorlátozás létesítésének feltételeit a ©fakorteti kőwtetaényekW összhangban biztosítja, a teljesítménykorlátozás hatás©-5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
