Устройство для централизованной компенсации реактивной мощности Советский патент 1988 года по МПК H02J3/18 

4

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам управления конденсаторными установками.

Цель изобретения - поддержание оптимальных уровней реактивной мощности и. снижение потерь электроэнергии на вводах системы электроснабжения при минимальных значениях реактивной мощности на секциях Н1ИН.

Ма фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 - структурная схема канала управления устройства; на фиг. 3 - электрическая принципиальная схема блока приоритетных сигналов.

На фиг. 1 обозначены силовые трансформаторы 1, вводные выключатели 2 секций, блоки 3 коммутации, конденсаторные батареи 4, канал 5 управления и датчики 6 реактивной мощности. На фиг. 2 обозначены сумматор 7, пороговый элемент 8 включения, пороговый элемент 9 отключения, элемент ИЛИ 10, элемент 11 выдержки времени, блоки 12 аналоговых ключей, каждый из которых состоит из трех ключей 13-15, блок 16 приоритетных сигналов, задающий генератор 17, логические блоки 18, каждый из которых содержит два трехвходовых элемента И 19 и 20, элемент ИЛИ 21, реверсивный счетчик 22, элемент 23 запрета включения, элемент 24 запрета отключения, депшфра- тор 25, два двухвходовых элемента И 26 и 27, блок 28 усилителей мощности 28 и элемент ИЛИ-НЕ 29. На фиг. 3 обозначены компараторы 30-35 и трехг.ходовые элементы И 36--43.

Устройство работает следующим образом.

Сигч;ки 1 с выходов датчике; ; реактивной МОН1ИОСТИ (фиг. 2), пропории(1ч;|лып 1е значениям реактивной мощности, на соответствующих секциях щин питающей сети, поступают па входы cyMMaTOj)a 7 и соответст- вун1ие входные зажимы блоков 12 аналоговых ключей. Выходной сигна. сумматора, пропорциональный значению реактивной мопиюсти на входе системы электроснабжения, поступает на входы пороговых элементов 8 и 9. В исходном состоянии выполняется условие

Ь г..(1)

где и„о -- сигнал, г,ропорциональны11 минимально допустимому значению реактивной мощности; (7$. -- сигнал, пронорциональньи геку- щему значению peaKTHisiioii .1 Л(- ности на ввсие cncTCMi.i :).-. снабжеиия;

U-ne. - cnrii.i , upoHopn:iLiiia.n, М;ч- симально дончстнмо .п- i.-.i-iiivD неактивной мощпост; . Устройство находится в сосгслмпи; ;,кч . лащ я. и на выводах норого . -ых лic /iou ) поддерживаются низкие логические ;uijr:i; (,(j,;ro;i:iHe ключей всех б. 1 : Кив аналс .ч;;;; ;:

ключей следующее: ключ 14 открыт, ключи 13 и 15 закрыты, что обусловлено соответствующими логическими уровнями сигналов на управляющих зажимах блока 12. Срабатывание одного из пороговых элементов (появление сигнала высокого логического уровня) приводит к запуску устройства в целом. Условиями срабатывания являются для элемента 8 Li Ь т,й и для элемента 9 Us 0 ш. Ири срабатывании одного из пороговых элементов элемент выдержки 11 времени формирует но истечении времени , сигнал логической единицы. Блок 16 приоритетных сигналов в результате анализа значении реактивной мощности на каждой секции щин вырабатывает два единичных логических сигнала, соответствующие максимуму и минимуму реактивной мощности. При этом на одной из трехвходовых схем И логического блока выполняется условие ее срабатывания, что приводит к запуску в работу ревер0 сивного счетчика 22 соответствующего логического блока. Реверсивный счетчик с частотой генератора 17 запуска инкрементирует либо декрементирует свое значение в зависимости от условия срабатывания. Выходная информация счетчика 22 преобразуется де5 11И1фратором 25 в код коммутации конденсатора конденсаторных батарей данной секции HJHH, который через усилитель 28 поступает на соответствуюпд.ий блок коммутации. Если в результате анализа входной инфорQ мации о значении реактивной мощности требуется коммутация на одной из секций щин, которую невозможно осуществить из-за конечного числа конденсаторных батарей (все батареи включены либо отключены), срабатывает соответственно элемент 23 заг прета вк.тючения .тибо элемент 24 запрета отключения.

Рассмотрим работу устройства для конкретных случаев. Пусть в некоторый момент го выполняется условие . При этом срабатывает пороговый элемент включения.

0 Си на;и1 or датчиков 6 поступают на входы блока 16. JlonycTirvi. что максимум реактивной мощности прихо.чится на первую секцию тип. Тогда на прямых выходах компараторов 30 32 (фиг 3) формируютея логические

г сигналы высокого уровня, что приводит к срабатыванию элемента И 36. К, момент времени n /i -r ae на входах элемен;а 1У (ijnn-. 2) происходит совпаданис един чНь;х . юг, что приводит к срабатыВс мик) этого л.гмепта и подаче через элемент T lii

Q па управляющий вход счетчика 22 -..и. разрешающего его работу. При c-i ii:4 с частотой задаюпхего генератора инкГ (:.и-н- тирует свое значение, так как на его вхи. направления счета поступает единичны -: с выхода nopoi OBoro элемента 8 вклю5 н ния. Выходная инфор.мация счетчика по- стунает на дешифратор 25 и па вч.ды элементов 23 и 24 запрета ii--: i к M l- чсния. Срабатывание темеи :.. : 5,

дит li том случае, когда выходная информация счетчика 22 соответствует включенному состоянию всех конденсаторных батарей на данной секции шин. При этом единичный сигнал на выходе элемента 23 вызывает включение ключа 13 и отключение ключа 14 блока аналоговых ключей и на соответствующий вход блока 16 цриоритетных сигналов подается сигнал, заведомо меньший сигнала, соответствующего минимальной реактивной мощности на других секциях шин. В этом случае при онределении максимума данная секция щин из работы исключается и блок 16 приоритетных сигналов формирует единичный сигнал на другом своем выходе «max, соответствующем следующей в норядке убывания значения реактивной мощности секции шин. При этом инициируется работа другого логического блока.

Предположим, что в некоторый момент времени tz выполняется условие Uf iU-na. Тогда срабатывает пороговый элемент 9 отключения. Ключи блока 12 находятся в исходном состоянии, и сигналы с датчиков реактивной мощности поступают на входы блока 16 приоритетных сигналов. Допустим, что минимальный уровень реактивной мощности в этот момент времени приходится на первую секцию щин. В этом случае на инверторных выходах компараторов 30-32 (фиг. 3) устанавливаются единичные уровни, что приводит к срабатыванию элемента 37. Таким образом к моменту времени + в8 будут выполнены условия срабатывания элемента 20 логического блока. При этом на унравляющий вход реверсивного счетчика -22 через элемент 20 подается сигнал разрещения счета и счетчик декрементирует свои значения, так как на входе направления счета поддерживается низкий логический уровень с выхода порогового элемента 8 включения. Если выполняется условие U .Ui,o и единичный логический уровень поддерживается на выходе «min блока приори- тетны.х сигналов, которому соответствует секция 1ПИ11, где все конденсаторные батареи отключены (о чем свидетельствует нулевое значение счетчика), срабатывает элемент 24 за111)ета отключения. При этом на управляющие входы блока аналоговых ключей подаются сигналы, которые размыкают ключ 14 и замыкают ключ 15, и на вход блока 16 подается сигнал, нревыншющий максимально возможный сигнал с датчиков реактивной мощности на других секциях HIHH. Блок 16 формирует единнчный сигнал на другом выходе «min, соответствуюп1ем следующей в порядке возрастания значения реактивной мощности секции шин. При этом инициируется работа друго| о логического блока.

Поско.чьку система управления устройством для центра.изова1 ной компенсации реактивной MOI. пости. Я 5лястся замкнутой и ко.ммутация о. i-i i щ кси менсаторпых батарей HpHB(i;uii - ;:;-ч-нгиик) значения реактивнои мощности на соответс вчюнюн секции НИН, описанные нроцедуры 11родо. |жа- ются до тех пор, нока не бу.чет у,ч)в.1егворено условие (1).

Формула изоорстсни.я

Устройство для центра,1изованно1 1 ком- ненсации реактивной мощности, содержание п грунп конденсаторных батарей, нодк.-iK)ченных к сети через блоки коммутации, датчик реактивной мощности, входы которой) подключены к соответствующим измерительным элементам напряжений и токов секции

5 питающей сети, и канал управления, включающий два пороговых элемента включения и отключения, элемент выдержки времени, задаюпи1Й генератор и логический б/юк, содержащий двухвходовый элемент П, два элемента запрета включения и отключения,

0 де1пифратор, усилитель мощности, реверсивный счетчик, выходы которого нодклю- 4Ciii,i к входам элементов запрета включения и отключения и к входам )атора, со- едипеппого через уси„ 1ители мощности с б.чо5 ками коммутации групп конденсаторных батарей, отличающееся тем, что, с целью поддержания оптимальных уровней реактивной МОП1НОСТИ и снижения потерь электро- эпергии на вводах системы электроснабжения при мпнима.пьных значениях реактивной

0 мощности на секциях Н1ин, оно снабжено датчиками реактивной мощности по числу секций 1ПИП питающей сети, а канал управления снабжен сумматором, элементом ИЛИ блоком нриорптетпых сигналов, количество входных и выходных выводов которого равно

5 соответственно числу секций тип и их удвоенному числу, блоками аналоговых ключей и дополнитель}1ыми логическими б,токами по числу секций шин сети, причем каждый блок аналоговых ключей включает три клюQ ча и снабжен входным, выходным и тремя управляюпшми зажимами, а каждый логический блок дополнительно снабжен двумя трехвходовыми элементами И, донолнпте.чь- ным двухвходов1з1м элементом П. элементом ИЛИ и элементом ИЛИ-ПК, нрп этом выхо5 ДЬ1 датчиков реактивной мощности каждой секции П1ИН подключены к соответствуюпщм входам сумматора, выход которого соединен с входами пороговых элементов вк. |ючения и отключснял, 1и,1ходы которых чс нч :. ИЛИ капа а yiipaB/ieiniH соедпне1П 1 с вх()Д(Г .1

0 элемента иыде11жки , порогового э.пемснга в1. 1К) р. пня соедннеп с первыми ВХОДа.МИ ДВ ;(ОЛ() п 1 реХВХОДОВОГО

элементов И .югичсског : б.ижс и входом направления счеча pi-;;s nci(iiui4) очотчика, выход порогового э, ; , -,к Нта отк.ии Ч п. ч соединен с первыми /кии), ч1 .i.iici i

ДВуХВАи, 1() ,ОГП ,1 |ИОр,| .(1Н|.. ,v : - МенТП ; И .ionVlOfKOIИ О.ИЖИ. :ii,.i v. Г Г:-: .:

выдер/1-.Kii iipv. - МК i)4t.Mi к ;;rnpi, кхр5

дам трехвходовых элементов И, третьи входы которых соединены с соответствующими выходными выводами блока приоритетных сигналов, выходы трехвходовых элементов И через элемент ИЛИ логического блока соединены с управляющим входом реверсивного счетчика, синхровход которого соединен с выходом задающего генератора, выходы элементов запрета включения и отключения соединены соответственно с вторыми входами первого и дополнительного двух- входовых элементов И логического блока, выходы которых непосредственно и через элемент ИЛИ-НЕ подключены к управляющим зажимам соответствующего блока аналоговых ключей, выходные зажимы которых соединены с соответствующими входными выводами блока приоритетных сигналов.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам автоматического управления конденсаторными установками. Цель изобретения - поддержание оптимальных уровней реактивной мощности и снижение потерь электроэнергии на вводах системы электроснабжения при минимальных значениях реактивной мощности на секциях шин. В канале управления устройства постоянно происходит слежение за величиной потребляемой реактивной мощности на вводе системы электроснабжения, ее сравнение с максимальным и минимальным требуемыми значениями и при выходе реактивной мощности за пределы этого диапазона пороговыми элементами 8, 9 запускается схема выдержки времени 11, после отработки которой устройство коммутирует нужную группу конденсаторных батарей на определенной секции щин. Выбор производится логическим блоком 18 на основании сигналов о максимуме и минимуме реактивной мощности на се.кциях щин, а также сигнала о превышении соответствующего порога. Выбор группы конденсаторных батарей осуществляется по приоритетным признакам блоком приоритетных сигналов 16. 3 ил. S сл с