Симметрирующее устройство для произвольной трехфазной несимметричной нагрузки Советский патент 1987 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазных системах электроснабжения с изолированной нейтралью для автоматического регулирования реактивной мощности и симметрирования режима трехфазных несимметричных нагрузок с изменякяцимися параметрами.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства для симметрирования несимметричной трехфазной нагрузки путем обеспечения регулирования по- ребляемой реактивной мощности, а также снижения установленной мощност регулируемых компенсирунхцих элементо

На чертеже представлена схема устройства.

Устройство содер кит датчик 1 линейных напряжений, датчик 2 линейных токов, двухвходовые множительные устройства 3 и 4, сумматоры 5 и 6, датчик 7 реактивной мощности, пороговый элемент 8, делитель 9, сумматор 10, логические блоки 11 и 12 сравнения, логический элемент И 13, релейный элемент 14 и исполнительный орган 15, выполненный на регулируемых многосекдионньгх конденсаторных батареях, соединенньк в треугольник исполнительньо1 орган подключен к узлу системы электроснабжения с несимметричной нагрузкой 16.

Устройство работает следующим образом.

На вход множительного устройства 3 подаются с датчика 1 напряжения сигнал, пропорциональньш одному из линейных напряжений (например, и.„)

и с датчика 2 тока сигнал, пропорциональный току опережающей фазы (l). На вход множительного устройства 4 подаются с датчика 1 напряжения сигнал, пропорциональньй отстающему по сравнению с первым линейному напряжению (Ug), и с датчика 2 тока сигнал, пропор1и1ональный току отстающей фазы (1) Сигнал,

АБ

с выхода

пропорциональный U

множительного устройства 3, и сигнал

пропорциональный U,., 1,с выхода

ftc , множительного устройства 4 поступают

на сумматоры 5 и 6, в которых они соответственно вычитаются и суммируются. Таким образом, получаем с выхода сумматора 5 сигнал, пропорциональный величине ( - Ц„ 1,-)

Л D Л , . Dt.

Т.е. пульсирующей мощности (N), с

выхода сумматора 6 сигнал, пропорциональный сумме этих же величин, т.е. активной мощности (Р).

С выхода датчика 7 реактивной мощности сигнал, пропорциональньш реактивной мощности (Q), поступает на блок 11 сравнения, где сравнивается с некоторой постоянной величиной Q . и на блок 12 сравнения, где сравнивается с величиной, пропорциональной

(Q

10

сигнала, поступающего

37

с сумматора 6 и образующего путем

деления в делителе 9 и суммирования (вычитания) с постоянной величиной Q Б сумматоре 10. Q и Q,- задаваемые энергосистемой рассчитываемые значения экономически оптимальной реактивной мощности (входной реактивной мощности), которая может

быть передана в узел системы энерго снабжения из энергосистемы соответственно в режиме ее наибольшей и

наименьшей активной нагрузки.

При выполнении обоих ограничений через логический элемент И 13 поступает разрешающий сигнал на релейный элемент 14, который при этом замыкает свои контакты, после чего с сумматора 5 сигнал, пропорциональный пульсирующей мощности (N) при превышении ею порогового допустимого значения Ng (где Е - допустимое значение коэффициента несимметрии напряжений, S - мощность трехфазного короткого замыкания в угле нагрузки), через пороговый элемент 8 поступает на исполнительный

орган 15. В результате этого мощности реактивных элементов исполнительного органа изменяются и устройство создает токи, компенсирующие токи несимметричной нагрузки.

При невыполнении какого-либо из условий энергосистемы по потреблению реактивной мощности (одновременно эти условия не выполняться не могут) на исполнительный орган 15 подается

сигнал, вызывающий включение либо отключение определенной мощности (мощности ступени регулирования) симметрично подключенных секций конденсаторных батарей исполнительного

органа.

Таким образом, в часы максимальных нагрузок обеспечивается выполнение ограничения потребления реактивной мощности Q t Q минимальных нагрузок -- Q ,

Ч/

что соответствует известным выражениям для скидок и надбавок к тарифам на электроэнергию за компенсацию реактивной мощности в электроустановках потребителей. Учет верхнего ограничения в часы минимума ( +

б

нецелесообразен из-за относительно малых пределов изменения реактивной мощности, что снизит симметри- рукяцие возможности устройства, а если величины этих пределов меньше мощности ступени регулирования при симметрированииJ- и работоспособность устройства. Обеспечение указанных значений в часы минимума нагрузок (в ночное время) должны осуществлять специальные компенсирующие устройства (при их наличии). В остальные часы суток (часы, отличные от часов максимальных и минимальных нагрузок энергоносителя) величина потребления реактивной мощности не регламентируется и устройство будет вьтолнять только симметрирующие ции. Однако с целью снижения потерь мощности и улучшения режима напряжения в системе электроснабжения компенсация реактивной мощности нужна; в этом случае целесообразно ограничить верхний предел потребления реактивной мощности во все часы суток (включая часы минимальных нагрузок) величиной Q . В то же время отсутствие нижнего ограничения в часы

отличные от часов минимума, нецелесообразно, так как теоретически существует возможность передачи реактивной мощности в энергосистему (хотя в реальных системах электроснабжения практически никогда этого нет). В этом случае нижний предел потребления

реактивной мощности можно также огРраничить величиной (Q - Тл

)1

10

к ТОМУ же упрощает схему устройства, так как наличие одинаковых пределов изменения потребления реактивной мощности во все часы суток

2

-То Q

э 1

позволяет отказаться от применения специальных временных блоков управ

7004

ления, дифференцирующих алгоритмы управления устройством в часы максимальных и минимальных нагрузок энергосистемы. Этот принцип и реали- зован в предлагаемом устройстве.

На исполнительный орган воздействует один из указанных сигналов и таким образом осуществляется симметрирование режима при обеспечении заданной компенсации реактивной мощности на входе узла произвольной несимметричной нагрузки.

Формула изобретения

20

25

30

Симметрирующее устройство для произвольной трехфазной несимметричной нагрузки, содержащее датчик линейных напряжений и датчик линейных токов, два множительных устройства, сумматор и исполнительный орган с функцией регулирования, причем выходы множительных устройств подключены к входам сумматора, а выходы датчиков линейных токов и линейных напряжений подключены к входам множительных устройств, отличающееся тем, что, с целью расщирения функциональных возможностей путем обеспечения регулирования потребляемой реактивной мощности и снижения установленной мощности регулируемых компенсирующих элементов, оно дополнитель35 но снабжено датчиком реактивной мощности, вторым и третьим сумматорами, делителем, релейным элементом, двумя логическими блоками сравнения, логическим элементом И и пороговым элементом, причем исполнительный орган выполнен с дополнительными функциями включения и отключения, выходы множительных устройств подключены к входам второго сумматора, выход первого сумматора подключен к входу порогового элемента, выход второго через делитель и третий сумматор подключен к входу первого логического блока сравнения, выходы датчика реактивной мощности подключены к входам обоих логических блоков сравнения, выходы которых через логический элемент И подключены к релейному элементу, инверсный выход первого логи55 ческого блока сравнения подключен к входу с функцией отключения исполнительного органа, а инверсный выход второго логического блока сравнения- к входу с функцией включения, к входу

40

45

50

5 13307006

релейного элемента подключен выход гулирующему входу исполнительного порогового элемента, а выход - к ре- органа.

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения регулирования потребляемой реактивной мощности и снижение установленной мощности регулируемых компенсирующих элементов. С выхода сумматора 5 снимается сигнал, пропорциональный пульсирующей мощности, с выхода сумматора 6 - сигнал, пропорциональный активной мощности. Блок 11 сравнения осущест- иляет сравнение сигналаQ , поступающего с датчика 7 реактивной мощности с сигналом задания Q , равным экономически оптимальной реактивной мощности в режиме максимальной нагрузки. Блок 12 сравнения осуществляет сравнение сигнала с датчика 7 с величиной О-,,,- Р/10, где Q - экономически оптимальная реактивная мощность в режиме минимальной нагрузки, Р - акт инная мощность с выхода сумматора 6. Если Q:i О и Q. - Р/10 Q, то сигнал, пропорциональный пульсирующей мощности, поступает через пороговый элемент 8 на исполнительный орган 15 для компенсации токов несимметричной нагрузки. При невыполнении какого-либо из условий на исполнительный орган от блока сравнения 11 или 12 подаются сигналы на включение или отключение секций конденсаторных батарей исполнительного органа. 1 ил. i (Л 00 оо