Система электропитания нагрузки Советский патент 1986 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в системах электроснабже ния быстроизменяющихся нагрузок. Целью изобретения является расширение диапазона и повышение быстродействия регулирования напряжения в системе электроснабжения На фиг. 1 представлена прин1щпиальная схема системы электроснабжения; на фиг, 2 - структурная схема регулятора статического компенсатора на фиг. 3 - зависимость МОРДНОСТИ ком пенсатора от нагрузки при постоянном коэффициенте мощности; на фиг. 4 графическая последовательность переключения тиристорного устройства и регулирования тока тиристорно-реакторной цепи статического компенсатора; на фиг. 5 - вольт аш1ерш1я харак теристика компенсатора в предлагаемо системе электроснабжения. Система электропитания нагрузки состоит из источника 1 питания, линии 2 электропередачи, силового ... трансформатора 3, к вторичной обмотке которого подключены статический компенсатор 4 и нагрузка .5. Статичес .кий компенсатор 4 содержит параллельно включенные тиристорно-реактор ную (шунтовой реактор 6 и антипараллельные тиристоры 7) и фильтровую (конденсаторная батарея 8 и фильтро,вый реактор 9) цепи. Измерит«гльные трансформаторы тока 10 и напряжения 11 включены на вход системы 12 регулирования тиристоров 7, состоящей из регулятора 13 и блока 14 упра ления, статическим компенсатором 4. Тиристорное переключающее устройство состоит из биполярных тиристорных ключей 15 и 16. Общий вывод 17 ключей 15 и 16 подключен к линии 2элект ропередачи, а раздельные выводы - к основной 18 и промежуточной 19 отпайкам силового трансформатора 3. Измерительные трансформаторы тока 2 и напряжения 21 первичной обмотки силового трансформатора 3 и один из выходов регулятора 13 включены на вход 22 управления ..тиристорным переключающим устройством. Регу лятор 13 содержит датчик 23 напряже ния, подключенный к сумматору 24, датчик 25 тока, подключенный также сумматору 24 через блок 26, задающи статизм, и сумматор 27, Выход сумма тора 24 подключен к выходу р€;гулято 12 ра 28 напряжения., Один из выходов устройства 26 подключен через сумматор 29 к формирователю 30 импульсов переключе1шя, к блоку 22 управления тиристорным переключаняцим устройством. Система работает следующим образом. При активно-индуктивном характере нагрузки на вторичной обмотке трансформатора районной подстанции необходимо осущегствлять встречное регулирование напряжения (повышение напряжения на вторичной обмотке с ростом нагрузки)„ Эту функцию в предлагаемой системе осуществляет регулятор 13, обеспечивая требуемый статизм вольтамперной характеристики компенсатора (фиг. 5). При минимальной нагруз(S ,,) включен ключ 15 (максималькеный коэффициент трансформации силового трансформатора 3) и реактор потребляет номинальную мощность (угол регулирования тиристоров ). На зависимостях (фиг. 3-5) этот режим описывается точкой о . С ростом нагрузки угол регулирования тиристоров 7 увеличивается и ток реактора 6 уменьшается по зависимости,показанной на фиг. 4. При этом увеличивается эквивалентная генерируемая мощность компенсатора Q (фиг. 3) и возрастает напряжение.на вторичной обмотке трансформатора 3, подчиняясь задаваемому регулятором 13 статизму. В точке S ( S) угол регулирования равен 90° и компенсатор генерирует максимальную при данном напряжении мощность Дальнейшее увеличение потребляемой нагрузки приведет к подаче управляющего импульса регулятором 13 в блок 22 управления на включение ключа 16 и отключение ключа 15. Это уменьшает коэффициент трансформации силового трансформатора 3. Синхронизация переключения ключей 15 и 16 производится по первичному току и напряжению (регистрируемыми измерительными трансформаторами 20 и 21) трансформатора 3. Переключение ключей производится без разрыва тока в первичной обмотке трансформатора. При включении ключа 16 и отключении 15 для поддержания того же напряжения на вторичной обмотке трансформатора 3 угол регулирования о уменьшается до нуля, что приводит к уменьшению до нуля тока компенсатора (или мощности Q). Этот режим системы электроснабжения описывается точкой а на показанных зависимостях. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к увеличению угла регулирования d и росту мощности Q , генерируемой компенсатором, т.е. повторяется практически тот же процесс регулирования, что и в предьдущем случае, когда , ключ 16 был отключен, а ключ 15 включен. Регулятор 13 должен быть вы полнен по структурной схеме, показан ной на фиг. 2. Если напряжение на вы ходе блока 26, задающего статизм вольт-амперной характеристики статического компенсатора, превьшает -по роговое напряжение U, на выходе сум матора 29 появляется положительное напряжение, которое запускает устройство 30, генерирующее импульс Блоки 22 и 14 управления - это системы управления тиристорными блоками для тиристорного переключающего устройства без разрыва тока в цепи обмотки трансформатора и непрерывног регулирования компенсатором соответственно. В цепи регулятора 13, обеспечивающей управление током реактора 6, использовано регулирование по отклонению напряжения с введением статизма по току нагрузки (статизм задается цепью 25-26). При других соотношениях мощностей нагрузки 6 и компенсатора 4, схем трансформатора 3 и компенсатора 4 условия настройки регулятора могут быть иными, однако во всех случаях возможно реализовать рассмотренный подход. С целью обеспе чения плавного регулирования напряже ния на вторичной обмотке трансформатора 5 необходимо, чтобы регулируема мощность компенсатора давала возможность перекрывать скачок напряжения при переключении ключей 15 и 16. Для районных сетей эту мощность можн оценить вьфажением Qper S,,. где Е - относительный диапазон изме нения напряжения с помощью ключа 15; S - мощность короткого замыка ния на вторичной обмотке трансформатора. При изменении нагрузки от 5, до , мощность статического компенсатора в предлагаемой системе электроснабжения ограничивается величиной Q, в то время как в извест ной схеме эта величина должна быть лравна Q (зависимость ) при условии поддерживания напряжения на вторичной обмотке трансформатора на заданно уровне. При этом установленная мощность каждого ключа равна S, . . ЧЛ где 3„ - максимальное значение мощности нагрузки. Формула изобретения Система электропитания нагрузки, содержащая источник питания, линию электропередачи, силовой трансформатор, измерительные трансформаторы то-ка и напряжения, статический компенсатор, состоящий из включенных параллельно тиристорно-реакторной и фильтровой цепей, тиристорное переключающее устройство, общий вывод которого присоединен к линии электропередачи, а раздельные выводы - к двум отпайкам первичной обмотки силового трансформатора, блок управления статическим компенсатором и блок управления тиристорным переключающим устройством, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения быстродействия регулирования напряжения, она снабжена регулятором, выполненным в виде датчиков напряжения и тока, блока, задающего статизм, трех сумматоров, регулятора напряжения и формирователя импульсов переключения, причем на входы датчиков тока и напряжения включены вторичные выводы измерительных трансформаторов тока и напряжения вторичной обмотки силового трансФорматора, выход датчика тока подключен через блок, задающий статизм, к одному из входов первого сукматора, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, второй выход блока, задающего статизм, подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к источнику порогового напряжения, а выход второго сумматора подключен к формирователю импульсов переключения, выход которого подключен к блоку управления тиристорным переключающим устройством, выход первого сумматора включен на первый вход третьего сумматора, а выход третьего сумматора подключен к входу блока управления статическим компенсатором.

махе - -- - 30 60 Sff.se.,