Система автоматического регулирования возбуждения реверсивного синхронного компенсатора Советский патент 1987 года по МПК H02P9/14 

1 1309253

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам для управления синхронным компенсатором путем регулирования его возбуждения, и может быть применено для регулирования реактивной мощности в электрических системах переменного тока.

Целью изобретения является увеличение предела потребления реактивной мощности компенсатором, автоматизация ре:8шма VL расширение функциональных возможностей.

На фиг, 1 представлена схема системы автоматического регулирования;

Ш

кого счетчика в микросхемном исполнении. Вход 6 соединен с датчиком 18 напряжения,, который соедийен с трансформатором 19 напряжения. Датчик 8 напряжения может быть выполнен в виде трехфазного выпрямителя с фильтром.

Трансформатор 19 напря: сения соединен также с датчиком 20 реактивного тока, второй вход которого соединен через переключатель 21 фазы с трансформатором 2 тока статора. Входы усилителей 10 и 13 соединены с выходами пороговых элементов 22 и

на фиг, 2 - вариант выполнения датчи- 23. Датчик 20 реактивного тока может

ка реактивного тока; на фиг. 3 - U образная характеристика реверсивного синхронного компенсатора,

i

Система автоматического регулирования возбуждения содержит синхронный компенсатор 1 с двумя обмотками на роторе. Статор компенсатора 1 подключен через трансформатор 2 тока к сети. Обмотки ротора подключены к исполнительному органу 3, содержащему тиристорные реверсивные выпрямители,. Тиристоры исполнительного органа включаются системой 4 управления.

20

25

быть выполнен по принципу дискретного фильтра (фиг, 2) и содержит однополупериодный выпрямитель на диоде 24, LC-фильтр низких частот на конденсаторе 25 и сопротивлениях 26 и 27 и второй фильтр на конденсаторе 28 и сопротивлениях 29 и 30, формирователь пилообразного напряжения на конденсаторе 31 и сопротивлениях 32 и 33, вход по току на потенциометре 34, прерыватель 35 тока, преобразователь 36 синусоидального напряжения в импульсы, запоминающий конденсатор 37 и усилитель 38, Выбыть выполнен по принципу дискретного фильтра (фиг, 2) и содержит однополупериодный выпрямитель на диоде 24, LC-фильтр низких частот на конденсаторе 25 и сопротивлениях 26 и 27 и второй фильтр на конденсаторе 28 и сопротивлениях 29 и 30, формирователь пилообразного напряжения на конденсаторе 31 и сопротивлениях 32 и 33, вход по току на потенциометре 34, прерыватель 35 тока преобразователь 36 синусоидального напряжения в импульсы, запоминающий конденсатор 37 и усилитель 38, Выкоторая может быть выполнена по прин- ЗО „д датчика 20 реактивного тока соципу фазоимпульсного устройства с вертикальным управлением. Вход системы 4 управления соединен с выходом первого усилителя 5, вход которого соединен с выходом сумматора 6 с ограничением минимального сигнала, который может быть реализован по принципу логической схемы ИЖ, Сумматор 6 имеет два входа .7 и 8. Вход 7 соединен с выходом первого сумматора 9, а вход 8 - с выходом второго усилителя 10. Сумматор 9 имеет два входа 11 и 12, Вход 11 соединен с выходом третьего усилителя 13, а вход 12 - с выходом второго сумматора 14, Сумматор 9 может быть реализован как сумматор токов, а сумматор 14 - как сумматор источников ЭДС при последовательном включении. Сумматор 14 имеет два входа 15 и 16 Вход 15 соединен с задатчиком 17 управляющего сигнала, который может быть выполнен в виде источника постоянного напряжения, например, на стабили35

единен с входами первого 22 и второ го 23 пороговых элементов, которые могут быть вьтолнены по схеме сравнения двух сигналов,

Система регулирования работает следующим обрс1зом.

При работе компенсатора с поло- Q жительным возбуждением и с отрицательным до значений токов статора, меньших критического (фиг, 3), регулирование происходит только по каналу напряжения. От трансформато- ра 19 напряжения сигнал поступает на датчик 18 напряжения, где преобразуется в сигнал .постоянного тока. Затем этот сигнал поступает на сумматор 14, где сравнивается с сигналом задатчика 17. Разность этих напряжений проходит через сумматоры 9 и 6, усилитель 5 и поступает на систему 4 управления, где вырабатываются импульсы, фаза которых зависит

50

тронах. Величина напряжения регулиру- от величины управляющего сигнала, ется замыканием контактов реле, И шyльcы подаются на ллтравляющие включенных параллельно стабилитро- j электроды тиристоров исполнительного нам, а обмотки этих реле включены на блока 3, который задает тон в обмот- , )I разрядов реверсивного двоич- ки ротора компенсатора 1,

кого счетчика в микросхемном исполнении. Вход 6 соединен с датчиком 18 напряжения,, который соедийен с трансформатором 19 напряжения. Датчик 8 напряжения может быть выполнен в виде трехфазного выпрямителя с фильтром.

Трансформатор 19 напря: сения соединен также с датчиком 20 реактивного тока, второй вход которого соединен через переключатель 21 фазы с трансформатором 2 тока статора. Входы усилителей 10 и 13 соединены с выходами пороговых элементов 22 и

23. Датчик 20 реактивного тока может

быть выполнен по принципу дискретного фильтра (фиг, 2) и содержит однополупериодный выпрямитель на диоде 24, LC-фильтр низких частот на конденсаторе 25 и сопротивлениях 26 и 27 и второй фильтр на конденсаторе 28 и сопротивлениях 29 и 30, формирователь пилообразного напряжения на конденсаторе 31 и сопротивлениях 32 и 33, вход по току на потенциометре 34, прерыватель 35 тока, преобразователь 36 синусоидального напряжения в импульсы, запоминающий конденсатор 37 и усилитель 38, датчика 20 реактивного тока со

единен с входами первого 22 и второго 23 пороговых элементов, которые могут быть вьтолнены по схеме сравнения двух сигналов,

Система регулирования работает ледующим обрс1зом.

При работе компенсатора с поло- жительным возбуждением и с отрицательным до значений токов статора, меньших критического (фиг, 3), регулирование происходит только по каналу напряжения. От трансформато- ра 19 напряжения сигнал поступает на датчик 18 напряжения, где преобразуется в сигнал .постоянного тока. Затем этот сигнал поступает на сумматор 14, где сравнивается с сигнаом задатчика 17. Разность этих напряжений проходит через сумматоры 9 6, усилитель 5 и поступает на систему 4 управления, где вырабатываются импульсы, фаза которых зависит

31

Работа компенсатора с отрицательным возбуждением в зоне искусственной устойчивости при токе статора, большем критического, возможна только при наличии обратной связи по реактивному току, В этом случае, кроме канала регулирования по- напряжению, действует канал регулирования по току. От трансформатора 2 тока сигнал через переключатель 21 фазы поступает на датчик 20, Последний работает по принципу фиксации один раз в период синусоиды в момент перехода напряжения трансформатора Тр через нуль. В эти моменты на выходе преоб- разоват еля 3 образуются импульсы, поступающие на прерыватель 35 тока, который на время импульса подсоединяет конденсатор 37 к точке и. Напряжение, запомненное на конденсаторе 37 до следующего импульса преобразователя 13, передается через усилитель на выход датчика. Напряжение в точке d представляет собой сигнал реактивного тока, снимаемый с потенциометра 34, к которому добавляется напряжение статора. Коррекция по напряжению вводится для того, чтобы выделить сигнал изменения тока статора от изменения угла поворота ротора компенсатора. Иначе при снижении напряжения (когда система на- ходится в режиме насыщения по напряжению) ток начнет уменьшаться по характеристике компенсатора, а регулятор тока будет стремиться его удер- жать, В результате угол поворота увеличивается и может наступить опрокидывание ,

С датчика реактивного тока сигнал поступает на пороговые элементы 22 и 23. На выходе элемента 22 сигнал появляется при достижении током величины, бли.зкой к критической. Пройдя- через усилитель 13, сигнал поступает на сумматор 9, где суммируется с сигналом канала напряжения,

При достижении током второго порогового значения сигнал появляется также на выходе элемента 23, В этом случае на двух входах 7 и 8 сумматора 6 появляются сигналы. На выход проходит сигнал, больший по величине. Таким образом, при достижении током второго порогового значения проходит сигнал входа 8 и регулирование происходит только по сигналу реактивного тока.

Наличие двух пороговых элементов . 22 и 23 и двух усилителей 10 и 13, а также сумматора 6 обусловлено не- лине йностью U-образной характеристики компенсааюра (фиг, 3, I - ток статора компенсатора, Ер - ЭДС .вoз(-ж-- дeния) , Часть характеристики до критического угла поворота соответствует режиму отрицательного возб я дения в зоне естественной устойчивости. За критическим углом (в зоне искусственной устойчивости) характеристика нелинейна. Коэффициент усиления компенсатора (фиг, 3), определяемый

наклоном касательной д1/ЛЕд , изменяется в Д1 апазоне углов 30 - 65° в два раза. Коэффициент усиления системы регулирования, определенный по условиям статической устойчивости и обеспечиваюищй требуемую статическую погрешность для одного диапазона углов &, не удовлетворяет другому диапазону. Пороговые элементы 22 и 23, усилители 10 и 13 и сумматор 6 обеспечивают переключение коэффициента усиления. До значений токов, соответствующих углу 65 , работают первый пороговый элемент 22 и усилитель 13, обеспечивая меньший коэффициент усиления системы регулирования. При достижении током значения, соответствующего углу 65 , работают второй пороговый элемент 23 и усилитель 10, обеспечивая больший коэфс лщиент усиления,

Формула изобретения

Система автоматического регулирования возбуждения реверсивного син- хронного компенсатора с возбуждением по одной оси, содержащая исполнительный ррган с тиристорным реверсивным выпрямителем и его системой

управления, вход которой соединен с выходом первого усилителя, датчик реактивного тока с коррекцией по напряжению с двумя входами, трансформаторы тока и напряжения, причем один

вход датчика реактивного тока подключен к трансформатору напряжения, пороговый элемент, первый и второй сумматоры и задатчик, отличащаяся тем, что, с целью увеличения предела потребления реактивной мощности компенсатором, повышения точности настройки, в нее дополнительно введены второй и третий усиители, второй пороговый элемент,

5I

сумматор с ограничением минимального сигнала/ датчик напряжения статора, вход которого соединен с трансформа- тором напряжения, а также переключатель фазы, входы первого и второго пороговых элементов соединены -с выходом датчика реактивного тока, вы- )Сод первого порогового элемента соединен с входом третьего усилителя, выход которого соединен с одним входом первого сумматора, на второй вход которого подключен выход второго сумматора, одкн вход которого соединен с выходом датчика напряжения, а вто092536

рой - с выходом задатчика, выход второго порогового элемента соединен с входом второго усилителя, выход которого соединен с одним входом сумма5 тора с ограничением минимального сигнала, на второй вход которого подключен выход первого сумматора, а выход сумматора с ограничением минимального сигнала соединен с входом

10 первого усилителя, выход переключателя фазы подключен ко второму входу датчика реактивного тока, а вхоа пе реключателя- к трансформатору тока .

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - увеличение предела потребления реактивной мощности компенсатором, повы Й 4 - п) ИИНти кшение точности настройки. При работе компенсатора с положительным возбуждением и с отрицательным до значений токов статора, меньших Хкр , регулирование происходит только по каналу напряжения. Разность напряжений от датчика напряжения 18 и задатчика 17 определяет ток в обмотке ротора компенсатора. При токе статора, большем критического, переключатель фазы 21 подключает датчик 20 реактивного тока. Пороговые элементы 2,23, усилители 10,13, сумматор 6 с ограничением минимального сигнала обеспечивают переключение усиления. До значений токов, соответствующих углу 65 , работают пороговый элемент 22 и усилитель 13, обеспечивая меньший коэффициент усиления. При достижении током значения, соответствующего углу 65, работают пороговый элемент 23 и усилитель 10, обеспечивая больший коэффициент усиления. 3 ил. pf I S 1сл со О х ЧЭ :л JO

Фиг. 2

о,о.е 0,6

0,3

. J