Автоматический регулятор реактивной мощности конденсаторной установки Советский патент 1985 года по МПК G05F1/70 

1 Изобретение может быть использов но в электрических сетях с резкопеременной нагрузкой с помощью конденсаторных установок (КУ). Целью изобретения является упрощ ние схемы и расширение функциональных возможностей. На чертеже представлена структур ная схема автоматического регулятора реактивной мощности конденсаторной установки для случая трехсекцио ной КУ. Автоматический регулятор (для случая трехсекционной КУ) состоит и измерительного преобразователя 1 ре активной мощности, элементов 2, 3 и 4 контроля напряжения, которые формируют кратковременные импульсы при равенстве мгновенного значения входного напряжения с напряжением на отключенных секциях конденсаторной установки соответственно элемен та 5 фшссации повышения напряжения, источника 6 опорного напряжения, ключевых элементов 7-12, инерционных звеньев 13, 14. и ,15 динамические характеристики.которых, близки к динамическим характеристикам изме рительного преобразователя 1 реактивной мощности, суммирующего усили теля 16, пороговых элементов 17, 18 и 19, пороги срабатывания которы равны между собой при управлении по двоичному коду.и равны соответст венно одной, двум и четьфем ступеням при управлении по двоичному коду, логических блоков 20, 21 и 22, каждый из которых состоит из двух логических элементов И 23, 24 и RC триггера 25. .Автоматический регулятор реактив ной мощности конденсаторной установ ки (в случае трехсекционного КУ и регулирования по двоичному коду) работает следующим образом. Измерительньй преобразователь 1 реактивной мощности преобразует величину реактивной мощности в пропорциональный сигнал постоянного тока, который через суммирующий уси литель 16 поступает на входы порого вых элементов 17, 18и19. Работу регулятора рассмотрим на конкретных примерах изменения реактивной мощности. Допустим, реактивная мощность достигла величины., соответствующей 02 одной ступени регулирования. При этом срабатывает только пороговый элемент 17 и вьщает сигнал на один из входов первого логического элемента И 23 логического блока 20. В момент поступления сигнала с выхода элемента 2 контроля напряжения на другой вход логический элемент И 23 вьщает сигнал на вход S триггера 25. Последний перек.лючается и выдает сигнал на вход второй логической схемы И 24. Если напряжение в сети находится в допустимых, пределах, на выходе элемента фиксации превьшения напряжения имеется единичный сигнал. При этом второй логический элемент И 24 формирует сигнал на включение тиристорного выключателя первой секции КУ. После ее подключения к сети реактивная мощность компенсируется, и сигнал на выходе измерительного преобразователя 1 реактивной мощности уменьщается до нуля. Чтобы при этом пороговый элемент 17 не вернулся в исходное состояние, выходной сигнал логического блока 20 отпирает ключевой элемент 7, и опорное напряжение той же полярности, что и выходной сигнал измерительного преобразователя 1 реактивной мощности, через инерционное звено 13 поступает на соответствующий вход суммирующего усилителя 16. Постоянная времени инерционного звена 13 берется близкой к постоянной времени собственного переходного процесса измерительного преобразователя реактивной мощности. Напряжение на выходе суммирующего усилителя становится равньм значению, соответствующему одной ступени регулирования, что исключает возвращение порогового элемента 17 в исходное состояние. Причем напряжение на выходе суммирующего усилителя остается практически неизменным в интервале времени от момента включения секции КУ и до уменьшения сигнала на выходе измерительного преобразователя реактивной мощности до нуля. Это достигается выбором пос- тоянной времени собственного переходного процесса измерительного преобразователя реактивной мощности и постоянной времени инерционных звеньев равными. Пусть теперь реактивная мощность с учетом скомпенсированной мощности

3.1

достигла величины, соответствующей пяти ступеням реплирования. При этом первоначально срабатывают все пороговые элементы (17, 18 и 19). Срабатыв-ание порогового элемента 19 приводит к отпиранию ключевых элемен тов 11 и 12 и подаче опорного напря):;ения на соответствующие входы пороговых элементов 17 и 18, а срабатывание порогового элемента 18 - к отпиранию ключевого элемента 10 и подаче опорного напряжения на соответствующий вход порогового элемента 17. При этом порог срабатывания порогового элемента 18 становится равным ступеням, а порогового элемента 17 - 1+2+4 7 ступеням, что приводит к их возвращению в исходное состояние. Выходной сигнал порогового элемента 18 запирает ключевой элемент 10, что приводят к изменению порога срабатывания порогового элемента 17 до значения ступеней. Пороговый элемент 17 вновь срабатьшает. На этом процесс выбора включаемых секций КУ завершается. Причем длительность этого процесса меньше длительности включения или- выключения тиристорпых вьжлючателей и несоизмеримо меньше постоянной времени инерционных звеньев. Срабатывание пороговых элементов 17 и 19 приводит к подаче сигналов с логических блоков 20 и 22 на тиристорные выключатели первой и третьей секций КУ. Одновременно выходными сигналами логических блоков 20 и 22 отпираются ключевые элементы 7 и 8. Поэтому тиристорный выключатель первой секции КУ остается во включенном состоянии. Срабатывание порогового элемента 19 приводит к подаче сигнала с выхода логического блока 22 на тиристорный выключатель третьей секции КУ. Одновременно выходным сигналом логической схемы отпирается ключевой элемент 9. Включение третьей секции КУ приводит к комкомпенсации реактивной мощности в сети, вследствие чего сигнал на выходе измерительного преобразователя

825004

1 мощности уменьшается до нуля с определённой постоянной времени. Включение ключевого элемента 9 приводит к подаче через инерционное звено 15 опорного напряжения на соответ : ствующий вход суммирующего усилителя 16, в результате чего сигнал на его выходе становится, точнее остается, пропорциональным ступеням. 10 При уменьшении реактивной мощности от 5 до 1 ступени сигнал на выходе измерительного преобразователя реактивной мощности изменяет полярность и становится пропорциональным f5 4 ступеням. Это приводит к изменению сигнала на выходе суммирующего усилителя до значениям ступени. Пороговые элементы 18 и 19 возвращаются в исходное состояние,что 20 свою очередь приводит к запиранию ключевых элементов 10, 11 и 12, к изменению порогов срабатывания пороговых элементов 17, 18 и 19 до исходных значений, т.е. 1, 2 и 4 ступеням. 25 На этом процесс выбора отключаемых секций ilt, завершается. .Логическая схема 22 выдает сихнал на отключение третьей секции КУ, а первая секция остается включенной. Отключение 30 третьей секции КУ приводит к возрасTaiiHio реактивной мощности в сети на 4 ступени, и выходной сигнал изме- рительного преобразователя реактивной мощности становится равным . Одновременно запирается ключевой элемент -9, и сигнал на выходе суммирующего усилителя становится равным ступени.

jj При повышении напряжения в сети сверх допустимого значения элемент 5 фиксации повьш ения напряжения формирует сигнал на лоптееские блоки 20, 21 и 22, отключающий все секции КУ.

Предлагаемый автоматический регулятор в схемном решении значительно проще известного. Кроме того, он ножет ос5ществлять многоступенчатое ,Q регулирование как по единичному, так и по двоичному коду. .

АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ КОНДЕНСАТОРНОЙ УСТАНОВКИ, содержащий измерительный преобразователь реактивной мощности, элемент фиксации повышения напряжения и по числу секций конденсаторной установки пороговые элементы, элементы контроля напряжения и логические блоки, каждьй из которых содержит триггер и два логических элемента И, первьй вход одного из которых соединен с выходом соответствующего элемента контроля напряжения, а выход с входом записи триггера, к выходу которого подсоединен один из входов второго логического элемента И, другой вход которого соединен с выходом элемента фиксации повышения напряжения, источник опорного напряжения, отличающийся тем, что, с целью упрощения схемы и расширения функциональных возможностей, оно снабжено суммирующим усилителем, ключевыми элементами и инерционными звеньями по числу секций конденсаторной установки, а пороговый элемент выполнен с изменяемым порогом срабатывания, причем выходы измерительного преобразователя реактивной мощности и инерционных звеньев подключены к соответствующим входам суммирующего усилителя, выход которого со(Л единен с соответствующими входами пороговых элементов, выход казкдого порогового элемента соединен с вторым входом первого логического элемента И и считывающим входом триггера соответствующей логической схемы, крЛме того, выход каждого порогового элемента, начиная с второго, подключен к соответствующим ключевым элементам, включенным между источником опорного напряжения и соответствующими входами всех пороговых элементов, кроме последнего, выход каждой из логических схем соединен с другим ключевым элементом, включенным между источником опорного напряжения и соответствуклцим инерционным звеном.