Автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой Советский патент 1984 года по МПК H02J3/18 

причем на входе блока контроля напряжения включен блок сравнения, последовательно соединенный с нуль-индик тором и формирователем импульсов, включенным на выходе блока контроля

напряжения, вход фазоповоротного блока соединен с выводом для подключения питания компенсирующе:й установки, а его выход - с входом нуль-инидкатора.

Изобретение относится к технике автоматического управления электроэнергетическими системами и предназначается для быстродействующего дискретного изменения реактивной мощности конденсаторных компенсирующих установок с тиристорными выключателями систем электроснабжения металлургических и химических предприятий с электродуговыми плавильными агрегатами. Известно быстродействующее автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой, содержащее гальваномагнитный измерительньй преобразователь реактивной мощности с интегрирующим усилителем, измерительные релейные элементы, элемент формирования импульсов . на включение тиристорных выключателей в момент прохождения напряжением питания конденсаторов амплитудного значения, элемент, обеспечивающий периодическое восстановление напряжения на отключенных конденсаторах до амплитудного значения с периодическим изменением полярности напряжения, элемент выбора в момент включения секции конденсаторов с необходимой полярностью напряжения и логический блок D Недостатками такого устройства являются невозможность одновременного включения нескольких секций конденсаторной установки, из-за инерционности интегрирующего усилителя и слож ность. обусловленная предусмотренной алгоритмом его функционирования не-, обходимостью периодического восстанов ления напряжения на отключенных конденсаторах, периодического изменения его полярности и выбором в момент вкл чения секции конденсаторов с соответствующей полярностью напряжения. Наиболее близким к изобретению является устройство для управления компенсирующей установкой, которое содержит гальваномагнитный измерительньй преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу котоptjro подключен блок сравнения, связанный с логическим блоком, нуль-индикаторы включения и отключения по два на каждую из п секций конденсаторов и 1- элементов блока контроля напряжения, блок сравнения соединен с логическим блоком через нульиндикаторы, при этом логический блок состоит из h триггеров запоминания сигналов нуль-индикаторов, (2п-2) элементов И, 2h-2 элементов задержки и h блоков формирования управляющих воздействий 2 . Блок формирорании управляющего воз,действия вьшолнен из двух RS-триггеров, трех элементов И и двух инверторов, а блок контроля напряжений выполнен в виде последовательно соединенных нуль-индикаторов, дифференцирующих усилителей и одновибраторов. Недостатками такого устройства для управления компенсирующей установкой являются; невозможность обеспечения включения секций конденсаторов компенсирующей установки в момент перехода напряжения ее питания через максимальное (амплитудное) значение, сложность логического блока, сложность и недостаточная для управления тиристорными выключателями выходная мощность блока формирования управляющих воздействий. Цель изобретения - упрощение и повышение надежности. Для достижения поставленной цели автоматическое устройство для дискретного управления коьшенсирующей установкой, содержащее гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу которого подключен блок сравнения, связанный с логическим блоком через нуль-индикаторы включения и отключения секций конденсаторной батареи - по два на каждую иMVсекций конденсаторов, п блоков контроля напряжения, входы которых соединены с выводами для подключения к напряжению питания компенсирующей установки и с выводами для подключения к остаточному напряжению на отключенных конденсаторах, а выходы - к ло(гическому блоку, включающему логические элементы И и п блоков формирования управляющих воздействий, снаб жено формирователем импульсов, в логи ческий блок введены два трехвходовых элемента ИЛИ, п-1 элементов ИЛИ, первый из которых с и-входами, а каждый последующий с числом входов, уменьшающимся на единицу инвертор, реверсивньй счетчик и дешифратор, а каждый блок формирования управляющих воздействий выполнен в виде после довательно соединенных транзистора с выходным тиристором, при этом выходы нуль-индикаторов соединены через формирователи импульсов соответственно с двумя трехвходорыми логическими элементами ИЛИ, выходы которых подключены соответственно через два логических элемента И к входам сумми рования и вычитания реверсивного счет чика , соединенного с входами дешифратора, подключенного выходами к элементам ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами м элементов И и с управляющими цепями п-транзисторов соответственно, вторые входы п элементов И соединены с выходами п блоков контроля напряжения, выходы п элементов И подключены к це пям управления выходных тиристоров, инвертор логического блока включен между вторым входом первого элемента и, выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика и h-ым выходом дешифратора, который подключен также к управляющему входу h-го транзистора и к первому входу h-ro элемента И а второй вход второго элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, соединен с выходом элемента ИЛИ, имеющего п входов. При этом блок контроля напряжения выполнен в виде блока сравнения, фазоповоротного блока, нуль-индикатора и формирователя импульсов, причем на входе блока контроля напряжения вклю чен блок сравнения, последовательно соединенный с нуль-индикатором и формирователем импульсов, включенным на выходе блока контроля напряжения, вход фазоповоротного блока соединен с выводом для подключения питания компенсирующей установки, а его выход - с входом нуль-индикатора. На чертеже приведена структурная схема автоматического устройства для дискретного управления компенсирующей установкой, состоящей из трех секций конденсаторов. Быстродействующее автоматическое устройство для дискретного управле,ния компенсирующей установкой содержит измерительный преобразователь 1 реактивной мощности с усилителем, к которому подведены напряжение U и ток i, подключенный к блоку сравнения 2 реактивной мощности с заданными, устанавливаемыми блоком задания 3 значениями; к выходам блока сравнения подключены нуль-индикаторы релейного действия 4-9, выходы которых подведены к формирователям импульсов (одновибраторам) 10-15, элементы ИЛИ 16 и 17 с входами, подсоединенными к выходам формирователей импульсов, элементы И 18 и 19, первые входы которых подключены к выходам элементов, ИЛИ, второй вход элемента И 18 подклЬчен к выходу инвертора 20, реверсивный счетчик импульсов 21, суммирующий выход С которого подключен к выходу элемента И 18, и вычитающий вход С2- к выходу элемента И 19, дешифратор 22, входы которого соединены с.выходами реверсивного счетчикаJ элементы ИЛИ 23 и 24, причем три входа элемента ИЛИ 23 подключены к первому, второму и третьему выходам дешифратор ра, а два входа элемента ИЛИ 24 - к второму и третьему выходам дешифратора, элементы И 25-27, первые входы которых подключены к выходам элементов ИЖ 23 и 24 и третьему выходу дешифратора 22, а вторые - к выходаЦ блоков 28-30 блока контроля напряжений; транзисторы 31-33 с диодами и резисторами в цепях управления, подключенные по цепяй управления к выходам элементов ИЛИ 23 и 24 (транзисторы 31 и 32) и к третьему выходу дешифратора 22 (транзистор 33)i тиристоры 34г36, соединенные последовательно с транзисторами, управления которых подключены к выходам элементов И 25-27, блоки сравнения 37 мгновенного напряжения и питания компенсирующей установки с остаточными напряжениями конденсаторах, фазоповоротные (на угол П/2) блоки 38, подключенные к напряжению U, нуль-индикаторы 39 и формирователи импульсов (одновибраторы) 40, соединенные последовательно. При этом элементы 16-27 образуют логический блок 41, а элементы 31-36 блок формирования управляющих воздействий 42. Автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой работает следующим образом. При достижении реактивной мощностью, потребляемой дуговыми электропечами, значения, соответствующего мощности одной секции компенсирующей установки (одной ступени) под воздей ствием положительного напряжения измерительного преобразователя 1 реактивной мощности срабатывает нуль-индикатор 6 первой секции. Его выходной сигнал преобразуется формирователем 12 в импульс, который проходит через элементы ИЛИ 16, И 18 (на нижнем входе И 18 единица от инвертора 20) на вход С суммирования счетчика 21 и преобразуется им в потенциальны сигнал на его первом выходе, обуслов ливающий потенциальный сигнал Х, на первом выходе дешифратора 22, и через элемент ИЛИ 23 на нижнем входе элемен- ; та И 25 и на входе транзистора 31. Транзистор открывается и подключает тиристор 34 k напряжению питания, который при поступлении импульсного сигнала от блока контроля напряжения 28 в момент равенства мгновенного напряжения и пиТа1ШЯ компенсирующей установки остаточному напряжению U. на конденсаторах первой секции (если включен блок сравнения 37) или- в момент перехода напряжения U через максимальнов (амплитудное) значение (если включен фазоповоротный блок 38) на верхний вход элемента И 25 включается и выдает управляющее воздействие V, на включение тиристорного выключателя первой секции конденсаторов компенсирующей установки. После включения секцин нуль-индикатор 6 возвращается, поскольку реактивная мощность компенсируется. При этом потенциальный сигнал на первых выходах счетчика 21 и дешифратора 22 сохраняется, секция остается во включенном состоянии. - При дальнейшем возрастании потребляемой реактивной мощности еще на одну ступень снова срабатывает нульиндикатор 6, и формирователь 12 формирует второй импульс, который фиксируется и преобразуется счетчиком 2I в потенциальный сигнал на его втором выходе, обуславливающий потенциальный сигнал Х на втором выходе дешифратора 22, и через элемент ИЛИ 24 на нижнем входе элемента И 26 и на входе транзистора 3. Транзистор открывается и подключает тиристор 35 к напряжению питания, который в мо- с мент поступления импульсного сигнала от блока контроля напряжения 29 на верхний вход элемента И 26 включается и вьщает управляющее воздействие Y2 на включение тиристорного выключателя второй секции. При этом потенциальный сигнал х удерживает (.через элемент ИЛИ 23) в открытом состоянии и транзистор 31 (сигнал X, в момент появления Х2 исчезает), т.е. обеспечивает включенное состояние тиристорного выключателя первой секции. Нуль-индикатор 6 возвращается. Аналогично вырабатывается воздействие YJ на включение третьей секции. При дискретном возрастании потребляемои реактивной мощности на две ступени положительное напряжение на выходе измерительного преобразователя мощности нарастает непрерывно по экспоненциальному закону (постоянная времени измерительного преобразователя 5-10 мс). Поэтому нуль-индикаторы 6 и 5 включения срабатывают с интервалом времени, превьшающим длительность импульса формирователя 12, составляющую 1-2 .мс. При этом суммирующий вход С счетчика 21 через элементы ИЛИ 16, И 18 проходят два импульса., преобразуются в потенциальный сигнал на его втором выходе, обусловливающий потенциальный сйгнап втором выходе дещифратора 22 и (через элементы ИЛИ 23 и 24) на нижних входах элементов И 25 и 26 и на входах транзисторов 31 и 37, которые открываются и подключают тиристоры 34 и 35 к напряжению питания. В моменты поступдения импульсных сигналов от блоков контроля напряжения 28 и 9 на верхние входы элементов И 25 и 26 тиристоры ЗА и 35 включаются и вьщают управляющие воздействия Y, Y2 из включение тиристорных выключателей первой и втосекции компенсирующей устагюа Нуль-индикаторы 5 и 6 возвращаются вследствие компенсации реактивной мощности. При дискретном возрастании потреб ляемой реактивной мощности на три ступени аналогично вследствие срабатывания нуль-индикаторов 4-6 практически одновременно формируются управ ляющие воздействия Y Y на включение тиристорных выключателей всех тр секций конденсаторов компенсирующей установки. После включения третьей секции единицей третьего выхода дешифратора 22, т.е. нулем на выходе инвертора 20, поступающим на нижний вход элемента И 18, работа счетчика 21 в реж ме суммирования импульсов запрещается. При снижении потребляемой реактивной мощности на одну ступень под воздействием отрицательного напряжения измерительного преобразователя 1 реактивной мощности срабатывает нуль-индикатор 7, его выходной сигна преобразуется формирователем 13 в им пульс, который проходит через элементы ИЛИ 17, И 19 (на верхнем входе элемента И 19 единица от элемента ИЛИ 23) на вычитающий вход С2 счет-11 и снимает потенциальный сигXj с третьего выхода дешифратора 22, транзистор 33 закрывается и отключает тиристор 36 от напряжения пи тания; управляющее Еоздействие Yj на тиристорный выключатель третьей секции снимается, третья секция конденсаторов компенсирующей установки отключается. Нуль-индикатор 7 возвращается. При дальнейшем снижении потребляемой реактивной мощности еще на одну ступень снова срабатывает нуль-индикатор 7, формирователь 13 формирует импульс, который через элементы ИЛИ 17, И 19 проходит на вычитающий вход 2 счетчика 21 и снимает потенциальный сигнал 2 с второго выхода дешифратора 22 и с выхода элемента ИЛИ 24 транзистор 32 закрывается и отключает тиристор 35 от йапряжения питания управляющее воздействие . тиристорный выключатель второй секции сии- 4 секция кснденсаторов мается, вторая компенсирующей установки отключается. Нуль-индикатор 7 воэврашается. Аналогично снимается воздействие Y-I и отключается первая секция. При дискретном снижении потребляемой реактивной мощности на две ступени отрицательное напряжение на выходе измерительного преобразователя нарастает непрерывно по экспоненциальному закону. Поэтому нуль-индикаторы 7 и 5 отключения срабатьгеают с интервалом времени, превышающим длительность импульса формирователя 13. При этом на вычитаюш 1й вход Сг счетчика 21 через элементы ИЛИ 17, И 19 проходят два импульса, которые снимают потенциальные сигналы х,, X.j с третьего и второго выходов дешифратора. В результате закрываются транзисторы 33 и 32, отключающие тиристоры 36 и 35 от напряжения питания, происходит отключение третьей и второй секций конденсаторов. Аналогично при дискретном снижении потребляемой реактивной мощности на три ступени вследствие срабатывания нуль-индикаторов 7-9 практически одновременно снимаются управляющие воздействия Y , все три секции конденсаторов компенсирующей установки отключаются. После отключения первой секции нулем первого выхода дешифратора (нулем на выходе элемента ИЛИ 23, поступающим на верхний вход элемента И 19), работа счетчика 21 в режиме вычитания запрещается. Возможность включения секций конденсаторов не только в момент равенства мгновенного напряжения питания остаточным напряжениям на конденсаторах, но и в момент перехода напряжением питания через максимальное (амплитудное) значение расширяет функциональные возможности устройства. Упрощение алгоритма и технической реализации логического блока, увеличение мощности управляющих воздействий повышает надежность работы и четность управления тиристорными выключателями секций конденсаторов компенсирукйцей установки.