Устройство для управления конденсаторными батареями Советский патент 1988 года по МПК G05F1/70 

ФигЛ

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в устройствах для регулирования мощности компенсируюп1 1х конденсаторных устройств.

Цель изобретения - повьшение быстродействия и точности.

На фиг. 1 приведена блок-схема

устройства на фиг. 2 и 3 - временные л ности нагрузки Р (фиг. 2). которое

диаграммы, поясняющие его работу при активно-индуктивном и активно-емкостном характерах нагрузки соответственно.

Устройство содержит трансформатор 1 тока, трансформатор 2 напряжения, преш зионный вьтрямитель 3, устройство 4 выборки и хранения (УВХ), блок 5 дифференцирования, компаратор 6 нулевых значений производной тока, перемножитель 7, компаратор 8 выделения отрицательного участка мгновенной мощности, суммирующий счетчик 9, генератор 10 импульсов, преобразователь 11 кодов, логический злемент НЕ 12, умножающий цифроаналоговый преобразователь 13 (ЦАП) с функцией хранения цифровой информации, компаратор 14 нулевых значений тока, регулятор 15, тиристорные ключи 16.1- 16.N и конденсаторые батареи 17.1- 17.N (КБ).

Устройство работает следующим образом.

Сигнал и , с выхода трансформатора

15

20

25

30

35

45

1 тока, пропорциональный току нагрузки i, поступает на вход прецизионного выпрямителя 3, на выходе которого формируется однополярное напряжение УЗ (фиг. 2). соответствующее мгновен- значению тока нагрузки i. Это напряжение поступает на информационный вход УВХ 4.

Сигнал с выхода трансформатора 1 тока поступает также на вход блока 5 дифференцирования, с выхода которого производная тока U подается на вход коьтаратора 6 нулевых значений производной. В момент прохождения производной тока Ui через нулевое значение t, (фиг. 2) на выходе компаратора 6 формируется короткий импульс Ug, являющийся управляющим сигналом УВХ 4 и командой обнуления сум№1рующего счетчика 9. В момент поступления импульса t на управляющий вход УВХ 4 фиксируется значение тока нагрузки U,, равное его ампли-

50

55

затем поступает на вход компаратора 8 вьоделения отрицательных участков мгновенной мощности. На выходе компаратора 8 формируется импульс Ug, передний фронт которого совпадает с началом отрицательного участка мгно венной мощности t, а задний фронт с концом этого участка t.j. Импульс Ug поступает на вход управления сум мирующего счетчика 9 и с момента вр мени t суммирующий счетчик начинае счет импульсов, поступающих от гене ратора 10 импульсов. На выходе счет чика 9 формируется цифровой код, пропорциональный числу импульсов, поступивших на его вход за интервал времени t t, и соответствующий сдвигу фаз Ч между напряжением сети и и током нагрузки i. Этот цифровой код поступает на преобразователь 11 кодов, построенный на основе логической программируемой матрицы, на выходе которого формируется цифрово код.

в момент времени t,, соответству щий заднему фронту импульса Ug, прекращается счет импульсов суммиру щим счетчиком 9 и происходит измене ние состояния логического элемента НЕ 12, на выходе которого появляетс сигнал логической 1. Этот сигнал является управляющим для умножающего ЦАП 13. При поступлении этого си нала на вход управления регистрами умножающего ЦАП 13 происходит перемножение цифрового кода, поступающего с преобразователя 11 кодов, и аналогового сигнала U,, поступающег с УВХ 4 на вход опорного напряжения ЦАП 13 и равного максимальному значению тока нагрузки. Результат пере множения является значением реактив ной составляющей тока нагрузки. Циф ровой код, поступивший в ЦАП 13 с выхода преобразователя 11, сохраняется в его регистре до момента следующего перемножения tg, а результа перемножения сохраняется на йыходе liAn 13 до момента перемножения ts

туде.

На первый и второй входы перемножителя 7 поступают сигналы с трансформатора 1 тока и и трансформатора 2 напряжения U, пропорциональные мгновенным значениям тока нагрузки i и напряжению сети U. На выходе перемножителя 7 формируется напряжение и, пропорциональное мгновенной мощ5

0

5

0

5

5

0

5

затем поступает на вход компаратора 8 вьоделения отрицательных участков мгновенной мощности. На выходе компаратора 8 формируется импульс Ug, передний фронт которого совпадает с началом отрицательного участка мгновенной мощности t, а задний фронт - с концом этого участка t.j. Импульс Ug поступает на вход управления суммирующего счетчика 9 и с момента времени t суммирующий счетчик начинает счет импульсов, поступающих от генератора 10 импульсов. На выходе счетчика 9 формируется цифровой код, пропорциональный числу импульсов, поступивших на его вход за интервал времени t t, и соответствующий сдвигу фаз Ч между напряжением сети и и током нагрузки i. Этот цифровой код поступает на преобразователь 11 кодов, построенный на основе логической программируемой матрицы, на выходе которого формируется цифровой код.

в момент времени t,, соответствующий заднему фронту импульса Ug, прекращается счет импульсов суммирующим счетчиком 9 и происходит изменение состояния логического элемента НЕ 12, на выходе которого появляется сигнал логической 1. Этот сигнал является управляющим для умножающего ЦАП 13. При поступлении этого сигнала на вход управления регистрами умножающего ЦАП 13 происходит пере множение цифрового кода, поступающего с преобразователя 11 кодов, и аналогового сигнала U,, поступающего с УВХ 4 на вход опорного напряжения ЦАП 13 и равного максимальному значению тока нагрузки. Результат перемножения является значением реактивной составляющей тока нагрузки. Цифровой код, поступивший в ЦАП 13 с выхода преобразователя 11, сохраняется в его регистре до момента следующего перемножения tg, а результат перемножения сохраняется на йыходе liAn 13 до момента перемножения ts

или до момента изменения тока нагрузки.

Для получения на выходе ЦАП 13 биполярного сигнала, полярность которого соответствует индуктивному или емкостному характеру реактивной составляющей тока, на старший разряд ЦАП 13, являющийся знаковым разрядом подается импульс U g с выхода компаратора 14 нулевых значений тока.При активно-индуктивной нагрузке (фиг.2) в момент перемножения t-j на знаковый разряд ЦАП 13 подается логическая 1, а при активно-емкостном характере нагрузки (фиг. 3) в момент перемножения поступает логический О.

Выходной сигнал умножающего ЦАП 13 поступает на вход регулятора 15, управляющего тиристорными ключами 16.1- 16.N, которые осуществляют коммутацию КБ 17.1-17.N.

I

Использование предлагаемого устройства позволяет определять значение реактивной составляющей тока нагрузки за четверть периода питающего напряжения, что позволит повысить быстродействие управления конденсаторными батареями. Кроме того, применение цифрового способа измерения реактивной составляющей тока позволит повысить точность регулирования по сравнению с известными средствами измерения.

Формула изобретения

Устройство для управления конденсаторными батареями, содержащее . . трансформатор напряжения, трансформатор тока, соединенный с блоком дифференцирования, регулятор для управления п тиристсврными ключами в цепях п конденсаторных батарей, отличающееся тем, что, с целью повьппения быстродействия и точности, в него дополнительно введены прецизионный выпрямтттель, устройство выборки и хранения, компаратор нулевых значений производной тока, перемножитель, компаратор выделения отрицательного участка мгновенной мощности, суммирующий счетчик, ген-ратор импульсов, преобразователь кодов, логический элемент НЕ, компаратор нулеQ вых значений тока, умножающий цифро- аналоговый преобразователь с функцией хранения цифровой информахщи, причем трансформатор тока соединен с входом прецизионного выпрямителя,

g входом блока дифференцирования, первым входом перемножителя, второй вход которого подключен к трансформатору напряжения, входом компаратора нулевых значений тока, выход прецизионноQ го вьтрямителя подключен к информационному входу устройства выборки и хранения, выход которого соединен с щиной опорного напряжения умножающего цифроаналогового преобразователя,

5 выход блока дифференцирования подключен к входу компаратора нулевых значений производной тока, выход которого соединен с щиной обнуления суммирующего счетчика и управляющим вхо0 дом устройства выборки и хранения , выход перемножителя соединен с компаратором выделения отрицательных участков мгновенной мощности, подключенного к шине суммирования суммирующего cчetчикa, и через логический

элемент НЕ с входом управления регистрами хранения умножающего цифро- аналогового преобразователя, генератор импульсов подключен к счетному

входу суммирующего счетчика, а выход 0

суммирующего счетчика через преобразователь кодов соединен с входом умножающего цифроаналогового преобразователя, причем старший разряд цифро- аналогового преобразователя подключен к выходу компаратора нулевых значений тока, выход цифр оа налогов ОТ о преобразователя соединен с регулятором.

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в устройствах для регулирования мощности коьтенсируюп1их конденсаторных устройств. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности. Цель достигается тем, что в устройство управления конденсаторными батареями, содержащее трансформатор напряжения 2. трансформатор тока 1, соединенный с блоком дифференцирования 5, регулятор 15, N тиристорных ключей 16.1-16.N, комт тирующих N конденсаторных батарей 17 .1-17.Н,вве дены прецизионный выпрямитель 3, уст ройстпо выборки и хранения 4, компаратор 6 нулевых значений производной тока, перемножитель 7, компаратор 8 выделения отрицательного участка мгновенной мощности, суммирующий счетчик 9. генератор импульсов 10, преобразователь кодов 11, кокшаратор 14 нулевых значений тока, умножающий цифроаналоговый преобразователь 13 с функцией хранения цифровой информа ции. Устройство позволяет определять значение реактивной составляющей тока нагрузки за четверть периода питающего напряжения, что значительно повысит быстродействие управления конденсаторными батареями. 3 ил. - (Л