Автоматический регулятор конденсаторных батарей (его варианты) Советский патент 1984 года по МПК G05F1/70 

2, Автоматический регулятор конденсаторных батарей, содержащий датчик режимного параметра, задатчик уставок, соединенный с входом реагирующего органа, к выходу которого подключены элемент времени и выходной блок, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования, он снабжен датчиком активного тока, датчиком напряжения, двумя делителями и двумя сумматорами, причем в качестве датчика режимного параметра используют датчик реактивного тока, а задатчик уставок выполнен в виде источника стабильного напряжения, выход датчика активного тока непосредственно, а выход датчика реактивного тока через делитель подключены к сумматору, выход которого подключен к входу реагирующего органа, к второму входу которого подключен второй делитель, соединенный с вторым сумматором,входы которого соединены с датчиком напряжения и источником стабильного напряжения.

3. Автоматический регулятор конденсаторных батарей, содержащий датчик режимного параметра, задатчик уставок соединенный с входо реагирующего органа, к выходу которого подключены элемент времени и выходной блок, о тличающийся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования, он снабжен фазовым детектором тока, датчиком напряжения, дели.телем, причем в качестве датчика режимного параметра используют фазоповоротный блок напряжения, а задатчик уставок выполнен в виде источника стабильного напряжения, выход фазоповоротного блока напряжения подключен к входу фазового детекто- . ра, выход которого соединен с входом реагирующего органа, к второму входу которого подключен делитель, соединенный с сумматором, входы которого соединены с датчиком напряжения и источником стабильного напряжения.

1. Автоматический регулятор конденсаторных батарей, содержащий датчик реактивной мощности, задатчик уставок, соединенный с входом реагирующего органа, к выходу кото-, рого подключены элемент времени и выходной блок, отличающи йс я тем, что, с целью повышения эффективности регулирования, он снабжен датчиком активной мощности, сумматором и делителем, причем выход датчика активной мощности непосредственно, а выход датчика реакi тивной мощности через делитель соединены с сумматором, выход которо(Л го подключен к второму входу реагирующего органа. Фиг

Изобретение относится к автоматическому регулированию в энергосистемах, а именно к устройствам дискретного регулирования мощности батарей косинусных конденсаторов (КБ). Известен ряд устройств регулирова ния мощности КБ. Все они содержат чувствительную часть, орган вьщержки времени, выходную часть. Чувствитель ная часть выявляет необходимость и направление регулирования (отключение или включение КБ), орган вьщержки времени вьшвляет целесообразность подачи команды регулирования, выходная часть подает нужные сигналы необходимой мощности на исполнительный элемент. Однако такие регуляторы мощности КБ существенно отличаются друг от друга тем, по какому признаку ведет ся регулирование, т.е. по параметру регулирования.. Известен автоматический регулятор для конденсаторнрй батареи, содержащий преобразователь тока, подключенный к сравнивающему элементу, к выходу которого подключена цепь последовательно включенных элемента выбора уставок и источника опорного напряжения, причем канал управления секцией содержит элемент вьщержки времени и исполнительное реле lj . Этот регулятор позволяет осуществить регулирование конденсаторной батареей либо по направлению с компенсацией реактивным или активным током, либо по реактивному току. Известен регулятор, обеспечивающий регулирование по углу между током и напряжением, содержащий блок выделения сигнала реактивного тока, пороговое устройство, элемент вьщержки времени, выходной блок 2 . Наиболее близким к изобретению по технической сущности является автоматический регулятор конденсаторной батареи, содержащий датчик реактивной мощности, задатчик уставок, соединенный с входом реагирующего органа, элемент времени и выходной блок. Этот регулятор осуществляет регу лирование по реактивной мощности 3 Недостатком известных регуляторо является то, что они не обеспечиваю регулирование согласно новым требованиям. В настоящее время при решении задачи оптимальной компенсации реак тивной мощности получил признание системный подход. От крупных потребителей с присое диненной мощностью .750 кВА и выше требуется, чтобы в течение получаса максимальной активности- нагрузки энергосистемы Рф из сети энергосистемы потреблялась реактивная мощность Qg;, , а за период наименьшей активной нагрузки энергосистемы Р-, из сети энергосистемы потреблялась или в нее генерировалось средняя реактивная мощность р92 Если график нагрузки крупного потребителя электроэнергии по времени наступления максимума мало отличается от графика нагрузки энергосистемы, то можно выявить соответственно i т.е. во время максимальной активной нагрузки потребителя Ру должна обмениваться реактивная мощность Q а во время минимальной активной нагрузки потребителя Должна обмениваться с энергосистемой реактивная мощность Условие (1) можно записать системой уравнений -AQg В; 9 ВПри этом постоянные А и В должны быть выражены как решения системы уравнений (2), т.е. О - Р пср1 пфг Р - Р пфа Q,,-Q, этом подразумевается, что величина Q и являются экстремальными значениями обмениваемой с энер госистемой реактивной мощности. Тогда оба равенства (2) можно заменить одним AQ В,(4 где Q - обмениваемая с энергосисте мой реактивная мощность.. Равенство (4) предполагает, что при промежуточных значениях Р дбудут промежуточные (не экстремальные) значения мощности Q. Но ввиду того, что величина В постоянна для всех режимов потребления, ее и можно принять за параметр регулирования, который регулятор дискретного регулирования по.ццерживает постоянным с точностью до ширины зоны нечувствительности (ЗН). Ни один из вышеуказанных регуляторов не обеспечивают данный параметр регулирования. Целью изобретения является повышение эффективности регулирования, .Поставленная цель достигается тем, что в автоматический регулятор конденсаторных батарей, содержаш нй датчик реактивной мощности, задатчик уставки, соединенный с входом реагирующего органа, к выходу которого подключены элемент времени и выходной узел, введен датчик активной мощности, сумматор и делитель, причем выход датчика активной мощности непосредственно, а выход датчика реактивной мощности через делитель соединены с сумматором, выход которого подключен к второму входу реагирующего органа. По второму варианту автоматический .регулятор конденсаторных батарей, содержащий датчик режимного параметра, задатчик уставок, соединенный с входом реагирующего органа, к выходу которого подключены элемент времени и выходной блок, снабжен датчиком .активного тока, датчиком напряжения, двумя делителями и двумя сумматорами, причем в качестве датчика режимного параметра испсшьзуют датчик реактивного тока, а згщатчик уставок выполнен в виде источника стабильного напряжения, выход датчика активного тока непосредственно, а выход датчика реактивного тока через делитель подключены к сумматору, выход которого подключен к входу реагирующего органа, к второму входу которого подключен второй делитель, соединенный с вторым сумматором, входы которого соединены с датчиком напряжения и источником стабильного напряжения. По третьему варианту автоматический регулятор конденсаторных батарей, содержащий датчик режимного параметpa, задатчик уставок, соединенный с входом реагирующего органа, к вбко ду которого подключены элемент времени и выходной блок, снабжен фазовы детектором тока, датчиком напряжения делителем, причем в качестве датчика режимного параметра используют фазоповоротный блок напряжения, а задатчик уставок вьшолнен в виде источник стабильного напряжения, выход фазоповоротного блока напряжения подключен к .входу фазового детектора, выхо которого соединен с входом реагирующего органа, к второму входу которого подключен делитель, соединенный с сумматором, входы которого соединены с датчиком напряжения и источником стабильного напряжения. На фиг. 1 - 3 показаны структурные схемы вариантов предлагаемого устройства. Схема (фиг. 1) содержит датчик 1 активной мощности, подключенный к сумматору 2, .датчик 3 реактивной мощности, подключенный через делитель 4 к тому же сумматору 2, выход сумматора 2 подключен к первому вход реагирующего органа 5, за чатчик 6 уставок подключен к второму входу реагирующего органа 5. Элементы 1-6 образуют чувствительную часть регулятора. Выход реагирующего органа 5 подключен к органу вьщ-ержки времени и выходному блоку устройства, на схеме показанными одним блоком 7. Датчик 1 обеспечивает на выходе величину, пропорциональную активной мощности потребителя ,,„,, датчик 3 величину, пропорциональную реактивной мощности потребителя р.При помощи делителя 4 на вход сумматора 2 подается доли А реактивной мощности. Задатчик уставки устанавливает порог реагирующего органа 5, соответствуюпще двум границам ЗН регулятора и соответственно уставке параметра per гулирования В. Реагирующий орган 5 срабатьгоает, когда величина с выхода сумматора 2 достигает одного из порогов и дает команду на орган вьщерж ки времени и выходную часть 7. Схема (фиг. 1) обеспечивает регулирование согласно выражения (4) при условии, что константы А и В выб раны в соответствии с выражениями (3). Схема содержит датчики мощности которые сложнее, чем датчики активного и реактивного тока. 1 286 Схема (фиг. 2) также реализует регулирование в соответствии с вьфажением (4), но здесь используются датчики активного 8,и реактивного 9 тока. Это вытекает из выражения (4) которое можно записать в виде AIpU д V р -соответственно активный и реактивный токи, обмениваемые с энерго- системой; -напряжение сети. Вводя относительную величину напряжения иц где UH номинальное напряжение и производя элементарные преобразования, получаем 1 -fil р и.. ., / -(7) Но /у можно приближенно выразить как разность . . 4 - . (8) иIt Если положить, что I/U и L совпадают при и 0,9ии 1,1, то т 2,01, п 1 . При этом расхождение между lu и L при U 1,00 составляет +1%i при U 1,2 - -3%; при и 0,83,2%. Такая погрешность при фиксации мощности вполне допустима. Таким образом, при использовании датчиков активного и реактивного тока регулирование производится в соответствии с выражением ancp - Р UH UH Структурная схема регулятора в соответствии с (9) изображена на фиг. 2. Она содержит датчик 8 активного тока, подключенный к сумматору 2, датчик 9 реактивного тока, подключенный через делитель 4 к тому же сумматору 2, выход сумматора 2 подключен к первому входу реагирующего органа 5. Задатчик уставки состоит из источника 10 стабильного напряжения и датчика 11 напряжения,подключенных через сумматор 12 задатчика уставки к делителю 13, выход которого подключен к второму входу

реагирующего органа 5.Выход реагирующего органа 5 подключен к блоку 7, представляющему элемент времени и выходной блок регулятора.

При помощи блоков 8,9 и 4 и сумматора 2 реализуется левая часть равенства (9), при помоши блоков 10, 11 и 13 и сумматора 12 - правая часть равенства (9), отображающего с малыми погрешностями закон регулирования (4).

Схема нэ фиг. 3 позволяет получит с малыми погрешностями закон регулирования (4), используя только один датчик тока. фазоповоротного блока 14 напряжения подключен к датчику тока - фазовому детектору тока 15, выход которого подключен к первому входу реагирующего органа 5. Задатчик уставки состоит из источника 10 стабильного напряжения; и датчика 11 напряжения, подключенных через сумматор 12 задатчика уставки к делителю 13, выход которого подключен к второму входу реагирующего органа 5. Вход реагирующего органа 5 подключен к блоку 7, представляющему элемент времени и выходной блок регулятора.

Фазоповоротный блок 14 напряжения поворачивает вектор напряжения на угол оО На выходе фазового детектора 15 тока получаем величину

Jp 35in(qi-nst,l ,, (10) дe 3 - угол между током и напряжением потребителя,

Величину ilp можно разложить по тригонометрической формуле

Зр Л sin Cf COS об + cos Cf блПЛ ,

(11) где, I Sinto

реактивная составлякицая тока потребителя In ; I cos ip - активная составляющая

тока потребителя . Разделив правую часть выражения (11) на s.in uL , получаем

Clg ot J

О

(12)

Parvqp

Отснзда, сдедует, что установка в фазоповоротном блоке 14 напряжения угол, определенный из выражения ctg6(L А, получаем закон регулирова-. ния (7), который обеспечивается структурной схемой (фиг. 3).

(/- I

Фиг. г