Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности Советский патент 1984 года по МПК G05F1/70 

Изобретение относится к устройст вам для регулирования коэффициента мощности электротехнических приемни ков с помощью конденсаторной батареи и может быть использовано для автоматизации конденсаторных установок. Известно устройство лля автомати ческого регулирования коэффициента мощности, содержащее счетчики актив ной и реактивной энергии с датчиками числа оборотов, триггерные счетч ки, подключенные к выходам соответс вующих датчиков, логические элемент И и блок переключения секций конденсатЛрной батареи с реверсивным триггерным счетчиком СП. Однако известное устройство отличается недостаточным быстродействием из-за медленного изменения количества включенных секций конденса торной батареи при выходе на режим и колебаниях коэффициента мощности. Отсутствие индикации текущего значения коэффициента мощности и количества включенных секций конденса ,торной батареи, а также автоматичес кого отключения конденсаторной бата реи при снятии нагрузки создают неудобства в обслуживании. Наиболее близким по технической |сущности к предложенному является ;устройстно для автоматического ре;гулирования коэффициента мощности, содержащее счетчики активной и реактивной энергии с датчиками числ оборотов, триггерные счетчики, подключенные к выходам соответствующих датчиков, триггер, цепь из двух пос ледовательно включенных элементов держки, выход которой соединен с входами установки нуля триггерного счетчика реактивной энергии и тригге ра, элемента И, ИЛИ и блок переключе ния секций конденсаторной батареи с реверсивным триггерным счетчиком, входы которого связаны с выходами элементов И и21. Однако известное устройство не обладает достаточным быстродействием из-за переключения секций конденсаторной батареи при изменениях коэффициента мощности с минимальной скоростью (одна секция за цикл счета). Кроме того, устройство не позволяет судить о текущем значении коэффициента мощности и количестве включенных секций конденсаторной батареи требует их ручного отключения при 0 снятии нагрузки, что создает неудобства в обслуживании. Цель изобретения - повышение быстродействия устройства и удобства его эксплуатации. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности, содержащее датчики числа оборотов счетчиков активной и реактивной энергии, к выходам которых подключены триггер, цепь из двух последовательновключенных элементов задержки, выход которой соединен с входами установки нуля триггерного счетчика реактивной энергии и триггера, элементы И, И.ЛИ и блок переключения секций конденсаторной батареи с реверсивным триггерным счетчиком, входы которого связаны с выходами элементов И, введены задатчик, два регистра и элемент И-НЕ, причем выход датчика числа оборотов, реактивной энергии соединен с входом первого элемента И, второй вход которого через элемент И-НЕ подключен к выходам реверсивного триггерного счетчика, информационным входам первого регистра и входам первого элемента ИЛИ, выход которого связан с входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу задатчика, вход которого соединен с вьосодом второго элемента задержки, вход которого связан с входами разрешения записи обоих регистров, а информационные входы второго регистра подключены к выходам триггерного счетчика реактивной энергии и входу триггера, выход которого соединен с входом установки нуля реверсивного триггерного счетчика и входом второго элемента ИЛИ, второй вход которого подключен к выходу триггерного счетчика активной энергии, а выход связан с входом первого элемента задержки. Кроме того, с целью удобства в эксплуатации, устройство снабжено двумя индикаторами состояния, подключенными к выходам регистров. На чертеже приведена функциональная схема устройства. Устройство для автоматического регулирования коэффициента мощности содержит датчик 1 числа оборотов электромеханического счетчика активной энергии, двоично-десятичные триггерные счетчики 3, 4, триггер 5 первый элемент ИЛИ 6, элементы задержки 7, 8, регистры 9, 10 с индикаторами состояния 11, 12, двоичный реверсивный триггерньш счетчик 13, элемент И-НЕ 14, второй элемент ИЛИ 15, элементы И 16, 17, задатчик 18 и блок 19 переключения секций конденсаторной батареи. Датчик числа оборотов 1 соединен с входом триггерного счетчика 3, выход которого подключен к входу элемента ИЛИ 6, а выход последнего соединен с входом цепи из последовательно устовленньгх элементов задержки 7 и 8. Выход элемента задерж ки 7 подключен к входам разрешения записи регистров 9 и 10, а выход элемента задержки 8 подключен к вхо дам установки нуля счетчика 4 и три гера 5, а также к входу задатчика Датчик числа оборотов 2 связан с входами элемента И 16 и триггерного счетчика 4, выходы которого подключены к информационным входам регист ра 9, соединенного с индикатором со тояния 11, а также к входу триггера Выход триггера 5 соединен с вторым входом элемента ИЛИ бис входом установки нуля реверсивного счетчика 13, выходы которого подключены к информационным входам регистра 10, соединенного с индикатором состояния 12, а также к входам элемента И-НЕ 14 и элемента ИЛИ 15. Выход элемента И-НЕ 14 соединен с вторым входом элемента И 16, выход которог подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика 13. Выход элемента ИЛИ 15 соединен с входом элемента И 17, второй вход которого связан с выходом задртчика 18. Выхо элемента И 17 подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика 13 Устройство работает следующим образом. При однотипных электромеханических счетчиках активной и реактивной энергии с одинаковым коэффициентом пропорциональности, коэффициент мощности определяется отношением чи ла импульсов, поступивших на триггерные счетчики реактивной и активн энергии за определенный промежуток времени. Если принять его равнь1м времени поступления десяти импульсо с датчика активной энергии, то числ импульсов, поступивших с датчика реактивной энергии, даст численное значение Ц f в сети за этот прокежуток времени. Требуемая .в е личин а to f устанавливается задатчиком. Триггерный счетчик 3 производит счет импульсов, поступивших с датчика 1. Имяульсы с датчика 2 поступают на вход триггерного счетчика 4 и через элемент И 16 на суммирующий вход реверсивного триггерного счетчика 13. При поступлении 10-го импульса счетчик 3 переполняется и через элемент ИЛИ 6 запускает элемент задержки 7 и«элемент задержки 8. По сигналу с выхода элемента задержки 7 происходит запись содержимого счетчика 4 и регистр 9 и счетчика 13 в регистр 10. Состояние регистра 9 отображается цифровым индикатором 11, по которому определяют текущее значение, а состояние регистра 10 - двоичным индикатором 12, по которому определяют количество включенных секций конденсаторной батареи. С выхода регистра 10 подается команда на включение необходимого числа секций конденсаторной батареи блока 19. Сигнал с выхода элемента задержки 8 сбрасывает счетчик 4 и триггер 5, а также запускает задатчик 18, вырабатывающий последовательность импульсов, число КОТОРЫХ равно 10 fsAA. Например, при 0,2задатчик 18 вырабатывает два импульса. Время работы задатчика значительно меньше периода следования импульсов, поступающих с датчика 1. Счетчик 13 вычитает из своего сор;ерж11мого заданное число импульсов и цикл повторяется. Таким образом, количество включенных секций конденсаторной батареи определяется состоянием счетчика 13 в конце цикла счета и изменяет;ся на величину S, QVJL , т.е. обеспечивается включение или отключение группы секций сразу. Элемент И-НЕ 14 запрещает переполнение счетчика 13 при недостаточной мощности конденсаторной батареи.. В этом случае индикатор 12 покажет, что конденсаторная батарея включена полностью, а индикатор 11 - величину tqi , получаемую при данной мощности конденсаторной батареи. Элемент ИЛИ 15 через элемент И 17 запрещает вычитание счетчиком 13 I импульсов, поступающих от задатчика 18, при нулевом состоянии счетчика 13. При резком отключении нагрузки в сети остается подключенной только конденсаторная батарея. Это приведе к тому, что импульсы с датчика 1 счетчика активной энергии не поступают, а с датчика 2 счетчика реакти ной энергии поступают импульсы, сви детельствующие о емкостном характере нагрузки. В результате триггерный счетчик 4 реактивной энергии переполняется включает триггер 5. Сигнал с выхода триггера 5 устанавливает счетчик 13 в нулевое состояние и через элемент ИЛИ 6 запус1 ает элементы задержки 7 и 8. При этом в регистр 10 записываются нули, что приводит к отключению всей секции конденсаторной батареи. После включения нагрузки устройство автоматически начинает новый цикл счета. ., Повьнпение СКОРОСТИ изменения количества включенных секций конпен саторной батареи при резких колебаниях коэффициента мощности в сети достигается благодаря тому, что реверсивным триггернымсчетчиком обеспечивается групповое переключение секций конденсаторной батареи по зависимости Ct V 1 Сг + Qi - Q C,C-i +1 - состояния реверсивного триггерного счетчика, соответст вующие началу и кон цу рабочего цикла, определяемого прихо дом 10-го импульса на Триггерный счетчи активной энергии; 20 количество импульсов, выдаваемых задатчиком, соответст- вукмдее . варьируемая величина;количество импульсрв, поступивших на реверсивный триггерный счетчик с датчика реактивной энергии за время рабочего цикла, соответствующее lOtcjcp Для уменьшения коммутационных помех, вызываемых подключением секций конденсаторной батареи к сети, включение и отключение статических конденсаторов .внутри- каждой секции происходит не одновременно, а последовательно . При снятии нагрузки в сети секции конденсаторной батареи остаются подключенными к сети, триггерньй счетчик реактивной энергии переполняется и триггер, подключенный к его выходу, обеспечивает сброс реверсивного триггерного счетчика и автоматическое отключение всех секций конденсаторной батареи от сети. Введение в устройство задатчика, двух регистров и элемента И-НЕ повышает его быстродействия за счет большей скорости изменения количества включенных секций конденсаторной батареи при колебаниях коэффициента мощности в сети. Введение индикаторов позволяет значительно быстрее выбрать оптимальную для данной сети мощность конденсаторной батареи, что позволяет экономить электроэнергию. Автоматическое отключение конденсаторной батареи при снятии нагрузки и наличие индикации текущего значения Ьдф и количества включенных секций конденсаторной батареи делает устройство более удобным в эксплуатации.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ, содержащее датчики .числа оборотов счетчиков активной и реактивной энергии, к вькодам которых подключены триггерные счетчики, трир гер, цепь из двух последовательно включенных элементов задержки, выход которой соединен с входом установки нуля, триггерного счетчика реактивной энергии и триггера, элементы И, ИЛИ и блок переключения секций конденсаторной батареи с ревер. сивным триггерным счетчиком, входы которого связаны с выходами элементов И, о т л и ч а ю щ е е с я . тем, что, с целью повышения его . быстродействия, оно снабжено задатчиком, двумя регистрами, элементом И-НЕ причем выход датчика числа оборотов реактивной энергии соединен с входом первого элемента И, второй вход которого через элемент И-НЕ подключен к выходам реверсивного триггерного счетчика, информационным входам первого регистра и входам первого элемента ИЛИ, выход которого связан с входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу задатчика, вход которого соединен с выходом второго элемента задержки, вход которого связан с входами разрешения записи обоих регистраторов, информационные входы второго регистра подключены к выходам триггерного счетчика реактивной энергии и входу 9 триггера, выход которого соединен с входом установки нуля реверсивного триггерного счетчика и входом второго элемента ШШ, второй вход которого подключен к выходу триггерного счетчика активной энергии, а выход связан с входом первого элемента задержки. Х ( 2. Устройство по п. 1, от л ичающееся тем, что, с целью удобства в эксплуатации, оно снаб о жено двумя индикаторами состояния, подключенными к выходам регистров.