Устройство для автоматического регулирования @ -фильтра Советский патент 1984 года по МПК H02J1/02 

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике и может быт|ь использовано для компенсации реактивной мощности на подстанциях, имеющих мощные нелинейные нагрузки (установки электролиза и т.п.). Известно устройство для автомати ческого регулирования LC -фильтров содержащее измерительные трансформа торы напряжения, измерительные филь ры, интеграторы, сумматоры и коррек торы С1 . Известное устройство устраняет длительньле перегрузки по току фильтров, при,наличии резонансных явлений по основной гармонике между электрической сетью и фильтрами, однако в качестве критерия оценки состояния батареи колденсаторов в этом устрой1стве используется коэффициент перегрузки по току, который не позволяет всесторонне учесть состояние конденс торной батареи фильтра. Так как известно, что перегрузка конденсатора зависит от спектрального состава напряжения и тока, которые в совокупности определяют потери активной мощ ности в батарее конденсаторов и, как следствие, влияют на их срок службы и надежность. Цель изобретения - повышение надежности работы LC -фильтра. Поставленная цель достигается тем что устройство для автоматического регулирования LC -фильтра, содержащее измерительный трансформатор напряжения и интегратор, выход которого соединен с регулирующим входом LC-фильтра, снабжено измерительным трансформатором тока, датчике потер активной мощности, блоком управления, блоком поиска минимума потерь, причем измерительн трансформатор напряжения подключен к выводам батереи конденсаторов LC. -фильтра, входы датчика потерь активной мощности соединены с вторичными цепями измерительных -трансформаторов тока и нап ряжения, а его вуход соединен с блоком управления, выход которого подключен к блоку поиска минимума потерь, соединенному с входом интегратора . Кроме того, устройство снабжено блоком предупреждающей сигнализации, к одному из входов которого подключен блок управления, другой вход которого соединен с выходом фиксации окончания работы блока поиска минимальных потерь. На фиг. 1 изображена блок-схема предлагаемого устройства, на фиг. 2диаграмма, поясняияцая его работу. Устройство содержит измерительный трансформатор 1 тока и измерительный трансформатор 2 напряжения, вторичные обмотки которого подключены к входным зажимам датчика 3 потерь активной мощности. К выходу датчика присоединен блок 4 управления, к выходам которого подключены блоки 5 предупреждающей сигнализации и блок 6 поиска минимума потерь, выходы котог рого соединены с интегратором 7 и блоком предупреждакицей сигнализации; Устройство автоматического управления LC. -фильтром работает следующим образом., На шины 8 переменного тока (фиг.1) подключен узкополостный резонансный фильтр 9, состоящий из батареи конденсаторов 10 и регулируемого реактора 11. В цепь батареи конденсаторов 10 включен измерительный трансформатор 1 тока, а к выводам батареи конденсаторов подключен измерительный трансформатор 2 напряжения, вторичные обмотки которого присоединены к входным зажимам датчика 3 потерь активной мощности, с выхода которого получается сигнал, пропорциональный потерям активной мощности в батарее конденсаторов 10. Этот сигнал поступает на блок 4 управления, который для заданных предельного значения потерь л 1пр и зоны нечувствительности д Рц. формирует сигналы на блок 5 предупреждающей сигнализации и блок 6 поиска минимума потерь соответственно. Поиск минимума потерь осуществляется с помощью интегратора 7, которьй регулирует индуктивность реактора 11. Кроме того, по окончании работы блок 6 формирует кратковременный сигнал, который поступает на блок 5.В случае,если на блок 5 поступает и с блока 4 сигнал, отрабатываекшй в зависимости от заданной величины а Pj, блок 5 подает сигнал предупреждающей сигнализации. Пусть фильтр 9 настроен на частоту -ой гармоники, при этом потери активной мощности в батарее конденсаторов имеют величину д. Р, . На фиг. 2 этому соответствует точка минимума кривой А зависимости суммарных потерь в батарее от частоты наст ройки фильтра при определенном гармо ническом спектре на шинах 8 (фиг. 1) Допустим, что спектр напряжения на шинах 8 изменяется например,за счет изменения-входного сопротивлени сети, цри этом новая зависимость сум марных потерь в основной батарее кон денсаторов от частоты настройки филь ра представлена кривой Б на фиг. 2, и тогда при прежней частоте настройки фильтра суммарные потери батареи оказываются равными дР . За счет того, что величина потерь ДР выходит за пределы зоны нечувствительности л Рц и превышает л Pf,p, сигнал с первого выхода блока 4 управления поступает на блок 6 поиска минимума потерь, который осуществляет поиск минимума потерь активной мощности в батарее конденсаторов по .кривой Б. В процессе работы блока 6 сигнал с его выхода через интегратор 7 осуществляет изменение индукти ности реактора 11 и тем самым изменя ет частоту настройки фильтра 9, чем всегда достигается нахождение миниму ма потерь на кривой Б (фиг. 2). В момент начала работы блока 6 поиска сигнал с блока 4 управления, начинает поступать на вход блока 5 предупреждающей сигнализации до тех пор, пока выполняется условие лР .А Однако блок 5 предупреждающей сигнализации не вьщает сигнал, так как второй сигнал на его входе об оконча нии работы блока 6 отсутствует. В момент окончания работы блока 6, то есть при достижении величины потерь в батарее конденсаторов равной дР, сигнал с блока 4 не поступает на вход блока 5, так как Л-Р Р этом блок 5 предупре;эдающей сигнализации снова не работает. Таким образом, после окончания работы предлагаемого устройства частота настройки фильтра изменяется от До -i , и устройство полностью заканчивает свою работу и находится в состоянии ожидания. Запуск устройства снова происходит лишь в том случае, если потери выходят за предел -а-Рд Если по причинам, указанным ранее, спектр на шинах 8 изменяется так, .что зависимость суммарных потерь в батарее конденсаторов 10 представлена кривой В фиг. 2, то после окончания работы блока 6 сигнал об этом поступает на вход блока 5. Второй сигнал на вход блока 5 предупреждающей сигнализации поступает от блока 4 управления, так как значение новых минимальных потерь дРц по кривой В больше АРпр. При одновременном. наличии двух сигналов на входах блока 5 предупреждакяцей сигнализации он срабатывает и вьщает предупреждение обслуживающему- персоналу в том, что суммарные потери в батарееоказываются больше допустимого для нее значения Д РПР . Таким образом, несмотря на то, что блок 6 поиска минимума потерь перестраивает резонансную частоту настройки фильтра до j за счет того, что величина суммарных потерь оказывается больше , обслуживающему персоналу поступает об этом информация для принятия мер по его устранению. Применение предлагаемого устройства позволяет повысить работу LC фильтра путем увеличения срока службы батареи конденсаторов, как при изменении гармонического состава на шинах, так и при изменении входного сопротивления электрической сети, так как в этом случае происходит изменение потерь активной мощности в батарее за счет увеличения тока, протекающего в ней.

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ LC -ФИЛЬТРА, .содержащее измерительный трансформатор Напряжения и интегратор, выход которого соединен с регулирующим входом LC -фильтра, о т л и ч a .ющ ё ее я тем, что, с целью повышения надежности оно снабжено измерительным трансформатором тока, датчи8 ком потерь активной мощности, блоком управления, блоком поиска минимума, потерь, причем измерительный трансформатор напряжения подключен к выводам батареи конденсаторов LC. -фильтра, входы датчика потерь .а ивной мощности соединены с вторичными цепями измерительньк трансформаторов тока и напряжения, a его выход соеди-г нен с блоком управления, выход которого подключен к блоку поиска минимума потерь,соединенному с входом интегратора. 2.. Устройство по п. 1, от л ич a ю щ е. .е с, я тем, что оно, снабдкено блоком предупреждающей сигнали- 1 зации, к одному из входов которого подключен блок управления, другой if вход которого соедитген с выходом фик сации окончания работы блока поиска. минимальньк потерь. .д . 55.