Способ регулирования реактивной мощности Советский патент 1986 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для организации систем электропитания на частотах, отличающихся от общепромышленной частоты 50 Гц.

Цель изобретения - повыщение точности стабилизации.

На фиг.1 показана блок-схема системы электропитания; на фиг.2 - график изменения амплитуды входного тока компенсирующего устройства.

На фиг.1 показаны автономный инвертор 1 тока с вентильно-реакторным компенсирующим устройством 2 и конденсаторной батареей, состоящей из нерегулируемой части 3 и регулируемой части 4, разделенной на N секций 5, которые подключаются к выходу инвертора через соответствующие коммутационные элементы 6. Блок-схема включает также трансформатор 7 тока (или трехфазную группу трансформаторов тока), блок 8 выделения амплитуды, два источника 9 и 10 опорных напряжений, два сумматора 11 и 12, двухвходовый логический элемент ИЛИ 13, ждущий мультивибратор 14, формирователь 15 импульсов, два двухвходовых логических элемента И 16 и 17, реверсивный счетчик 18, дещифратор 19, датчик 20 обратной связи, схему 21 сравнения и блок 22 управления вентильно-реакторным компенсирующим устройством.

При построении блок-схемы (фиг.1) в качестве стабилизируемого параметра принята величина угла сдвига фаз между током, потребляемым из сети, и напряжением на нагрузке. Величина этого напряжения при заданном входном напряжении инвертора 1 определяется величиной нескомпенсированной реактивной мощности QJJ емкостного характера:

QP .у.,

где QC - суммарная реактивная мощность

конденсаторной батареи; Qii - реактивная мощность нагрузки; QK.V. - реактивная мощность, потребляемая вентильно-реакторным компенсирующим устройством. Поддержание заданного баланса реактивной мощности осуществляется путем плавного изенения реактивной мощности QKV в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током, потребляемым из сетки, и напряжением на нагрузке от заданного значения и ступенчатого изменения реактивной мощности Qc за счет подключения определенного количества секций 5 к выходу инвертора 1. Переключение секций 5 производится на основании информации о величине QK.V. при помощи контроля за амплитудой входного тока вентильно-реакторного компенсирующего устройства 2. Максимальная реактивная мощность последнего определяется из условия компенсации реактивНОЙ мощности одной секции 5 батареи 4 и коммутации избытка реактивной мощности емкостного характера, необходимого для обеспечения заданной коммутационной устойчивости инвертора 1 при кратковременных перегрузках. Эти перегрузки могут быть обусловлены, например, пуском асинхронного двигателя или подключением индукционного нагревательного поста при их централизованном электроснабжении. На фиг.2 показан график зависимости

амплитуды входного тока компенсирующего устройства 2 от мощности нагрузки Рд для числа секций N 3. Подключение соответствующей секции 5 параллельно нерегулируемой части 3 производится в точках а, в, с при уменьщении амплитуды тока до нижнего предела IMIUI, отключение - в точках а, в, спри достижении верхнего предела Ьакс..

При работе инвертора 1 с нагрузкой, мощ0 ность которой меньще, чем Рн|, на выходе дещифратора 19 присутствуют уровни логического нуля, в результате чего все кбммутационные элементы 6 разомкнуты, и секции 5 батареи 4 отключены от инвертора. В поддержании баланса реактивной мощности

5 участвуют конденсаторная батарея 3 и компенсирующее устройство 2. При увеличении мощности нагрузки до значения PHI амплитуда тока компенсатора 2 становится равной IMHH, и сигнал на выходе блока 8 вы деления амплитуды становится равным .напряжению источника 9 опорного напряжения. Первый компаратор срабатывает, в результате чего уровень логической «1 через элемент ИЛИ 13 поступает на вход ждущего мультивибратора 14.

. Через заданный интервал времени At, определяемый длительностью работы мультивибратора, на выходе формирователя 15 появляется положительный импульс. Если к моменту появления этого импульса мощность нагрузки инвертора 1 не становится

0 меньще Р, то на суммирующий вход счетчика 18 с выхода логического элемента И 16 поступает импульс, который приводит к появлению сигнала логической «1 на первом выходе дещифратора 19. Коммутационный элемент 6, связанный с этим выходом дешиф5 ратора 19, подключает соответствующую секцию 5 к выходу инвертора 1. Возникающий избыток реактивной мощности емкостного характера компенсируется устройством 2, что приводит к возрастанию амплитуды его входного тока. Однако значение этой амплитуды меньще, чем верхний предел 1макс, вследствие чего указанная секция 5 остается подключенной к выходу инвертора при изменении нагрузки от Рн до Рн2. Следующее изменение состояния счет5 чика 18 может произойти либо в точке 2 (фиг.2), когда мощность нагрузки достигает значения Ри2, либо в точке а, в которой мощность нагрузки становится меньще Рнь В первом случае на втором выходе дешифратора 19 появляется уровень логической «1, в результате чего очередная секция 5 подключается к выходу инвертора 1. Во втором случае на первом выходе дешифратора 19 появляется уровень логического нуля и соответствуюш,ая секция 5 отключается. Команда на отключение секций 5 формируется вторым компаратором при появлении на его прямом входе сигнала, превышающего выходное напряжение источника 10. Предлагаемый способ регулирования реактивной мош,ности позволяет построить систему электропитания с улучшенными технико-экономическими показателями и обладаюшую возможностью работы при резкопеременном характере нагрузки. Компенсация глубоких (во всем диапазоне изменения нагрузки), но относительно медленных нарушений баланса реактивной мощности осуществляется путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи. Это позволяет избежать дополнительных активных потерь, связанных с компенсацией избыточной реактивной мощности емкостного характера. Вентильно-реакторное компенсирующее устройство, обладающее высокой скоростью регулирования реактивной мощности, производит отработку отклонений стабилизируемого параметра от заданного значения, вызванных резким изменением нараметров нагрузки. Использование для дискретного управления конденсаторной батареей информации о величине загрузки вентильно-реакторного компенсирующего устройств относительно небольщой мощности позволяет избежать таких режимов работы системы электропитания, при которых возможно нарушение ее устойчивости. Благодаря этому область применения способа регулирования реактивной мощности распространяется на системы централизованного электропитания QO статистической нагрузкой. Формула изобретения Способ регулирования реактивной мощности в системе электропитания путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи и импульсно-фазового управления вентильно-реакторным компенсирующим устройством в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током источника питания и напряжением на нагрузке от заданного значения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, контролируют входной ток вентильно-реакторного компенсирующего устройства, фиксируют момент выхода амплитуды этого тока за нижний (верхний) предел предварительно установленного диапазона изменения и, если в течение заданного интервала времени после указанного момента амплитуда входного тока компенсирующего устройства не становится больше (меньше) нижнего (верхнего) предела, производят подключение (отключение) соответствующей секции конденсаторной батареи.

Пакс

РН, РН,

РН2 42fk 3

Фиг. 2

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для организации систем электропитания на частотах, отличаюшихся от общепромышленной частоты 50 Гц. Цель изобрете ния - повышение точности стабилизации. С этой целью в способе регулирования реактивной мошности в системе электропитания путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи и импульсно-фазового управления вентильно-реакторным компенсируюш,им устройством в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током источника питания и напряжением на нагрузке от данного значения контролируют входной ток вентильно-реакторного компенсируюш,его устройства. После чего фиксируют момент выхода амплитуды этого тока за нижний (верхний) предел предварительно установленного диапазона изменения. Если в течение заданного интервала времени после указанного момента амплитуда входного тока ком пенсирующего устройства не становится больше (.меньше) нижнего (верхнего) преде(Л ла, то производят подключение (отключение) соответствующей секции конденсаторной батареи. Данный способ регулирования позволяет построить систему электропитания с улучшенными технико-экономическими показателями, способную работать при резкопеN3 Ю ременном характере нагрузки. 2 ил. 4