Устройство для компенсации реактивной мощности Советский патент 1989 года по МПК H02J3/18 

SSi

(

сд ю г

ое.5

i 3152

;ной частоты. При этом на выходе пре- юбразователя формируется (п-4-1)-раз- |рядный код, где (п+1)-и разряд яв- ртяется знаковым. Этот код (п разря- дов) кахдаый полупериод поступает через коммутатор 1I на первый вход сумматора 13, на второй вход которо- :Го подается код с запоминающего регистра 1А, соответствующий числу уже вк:ж)ченньк ступеней конденсаторных

2348

батарей 1, причем число ступеней батарей устройства равно п, а число батарей в каждой ступени, начшшя с первой, находится в соотношении 1:2:4:8 и т.д. На выходе сумматора формируется код, соответствующий числу и порядковому номеру необходимого кол1-1чества включенных ступеней крн10 денсаторных батарей, 2 ип.

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам автоматического регулирования реактивной мощности в электрических сетях при помощи конденсаторных батарей. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем ускорения реакции на разбаланс мощностей в сети и повышение надежности. Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 9, выполненный по схеме "напряжение-код" для измерения реактивного тока в момент перехода через нуль напряжения основной частоты. При этом на выходе преобразователя формируется (N+1)-разрядный код, где (N+1)-й разряд является знаковым. Этот код (N разрядов) каждый полупериод поступает через коммутатор 11 на первый вход сумматора 13, на второй вход которого подается код с запоминающего регистра 14, соответствующий числу уже включенных ступеней конденсаторных батарей 1, причем число ступеней батарей устройства равно N, а число батарей в каждой ступени, начиная с первой, находится в соотношении 1:2:4:8 и т.д. На выходе сумматора формируется код, соответствующий числу и порядковому номеру необходимого количества включенных ступеней конденсаторных батарей. 2 ил.

I Изобретение относится к электро- технике, в частности к устройствам автоматического регулирования реактивной мощности в электрических сетях при помощи конденсаторных батарей.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей.путем ускорения реакции на разбаланс мощностей в сети и повышение надежности устройства.

На фиг.1 приведена Схема устройства компенсации реактивной мощности; на фиг.2 - схема блока перезаряда.

На фигурах приняты следующие обозначения: конденсаторные батареи 1; вентильные ключи 2; датчики 3 напряжения; блок 4 синхронизации; усилите- ли 5 импульсов; блок 6 перезаряда; фильтр 7 напряжения; фильтр 8 тока; аналого-цифровой преобразователь 9; формирователь 10 напряжения; первый и второй коммутаторы 11 и 12; сумматор 13; запоминающий регистр 14; элемент 15 задержки; таймер 16;счет- ные триггеры 17 и 18; D-триггер 19; одновибратор 20.

Устройство работает следующим образом .

Фильтр 7 напряжения вьщеляет основную гармонику напряжения сети. Формирователь 1 О напряжения на прямом и инверсном выходах формирует 180-градусные импульсы с периодом сети соответственно в фазе и противо- фазе с напряжением сети. Фильтр 8 тока вьщеляет основную гармонику тока сети, при этом задержки фильтров 8 И 7 должны быть одинаковыми. Сигнал тока с выхода фильтра В поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 9, на выходах которого формируется параллельный (п+1) разрядный код с т-шверсией стариех О разряда, в котором с7арший (n+i) разряд являет

5

0

5

0

0

5

ся знаковым, причем ксэд на выходе преобразователя 9 изменяется после окончания каждого преобразования входного сигнала. Блок 6 перезаряда служит для изменения полярности напряжения на отключенных конденсаторных батареях 1 . С второго .выхода блока 6 перезаряда на вход травления первого коммутатора 11 поступает ноль, при выходах его присутствуют сигналы, поступающие на первые (п+2) входы первого коммутатора П с прямых выходов формирователя 10 напряжения и преобразователя 9.

При переходе напряжения сети че- рез нуль в положительном направлении сигнал 1 с прямого вькода формирователя 10 через первь .й коммутатор 11 поступает на вход запрета счета преобразователя 9. При этом на выходах последнего остается код N, сформированный на предыдущем цшсле измерения (этой задержкой можно пренебречь ввиду малости) . Код N с прямых гзыходов аналого-цифрового преобразователя 9 через первый коммутатор 11 поступает: (п+1) знаковый разряд на первый вход управления второго коммутатора 12, остальные п разрядов кода N подаются на первые входы сумматора 13. На вторые входы сумматора 13 поступает код М с выхода запоминающего регистра 14, причем код М, соответствующий числу ступеней включенных конденсаторных батарей 1, является положительным числом. На сумматоре 13 осуществляется суммирование кода N, соответствующего разбалансу мощностей в сети, и кода М,

Возможны три случая (рассмотрим п 4) ,

случай. М 1000.1 (8 ) включено восемь ступе.-1ен батарей конденсаторов. N 1 1010., (-6 ) 515223486

1

необходимо отключить шесть ступеней Отбросив знаки и осуществляя опера- батарей, так как произошла переком- цию суммирования, на выходах сумма- пенсация.; ора 13 имеем

+ 1 000

Г обГо

I

(+2,е) необходимо включить только две ступени батарей конденсаторов, т.е. включить вторую ст гпень в соответствии с кодом на выходе сумматора;

выход переполнения

сумматора Р

)OOi

М 000102,(.+2 ,,)+1 000 0010

О 1010 °Ус

4

Р .

Второй случай. М 1000-1 N ОПО(-10,о) +1000ОНОf,, ч

-о-иГо-

Р

для компенсации необходимо включить еще 2 ступени батарей;

необходимо включить десять ступеней батарей конденсатов ров.

необходимо отключить десять ступеней батарей, хотя включено всего восемь ступеней батарей конденсаторов;

необходимо включить четырнадцать ступеней батарей, хотя перекомпенсация уже произошла.

Третий случай.

М 1000N 0 100Ц (+9) +1000iOOl

I р.

( + 1 ,с) для компенсации необходимо включить еще девять ступеней батарей конденсаторов;

необходимо включить только одну ступень, хотя при восьми включенных ступенях бьша .недокомпенсация.

Из указанных случаев видно, что корректными являются результаты примера 1 , при этом сочетания знакового разряда кода N и значения Р вы- хода переполнения следующие

Знак

1

О

Вследствие того, что число подключенных к сети конденсаторов не может быть отрицательным, то в случае 2 необходимо отключить все ступени конденсаторных батарей. Следовательно, при сочетании

Знак

0

на выходе запоминающего регистра 14 должно быть число, равное нулю.

В случае 3 в запоминающий регистр 14 должно записаться число/соответствующее максимальному числу конденсаторных батарей, т.е. на выходе запоминающего регистра 14 должны по- явиться все единиц ы. При этом

Знак 10

Вьйор записьшаемого в запоминающий регистр 14 кода осуществляется вторым коммутатором 12, на первый и JBTO- рой входы управления которого пода ются соответственно значение знакового разряда кода N с (п+1) выхода пер -

;7J

JBoro коммутатора 1 и P сигнал с вы ;хода переполнения сумматора J3. I Код, соответствующий необходи1 1ому 1числу батарей конденсаторов для устранения разбаланса мощностей, подается с выхода запоминающего регистра 1 на вторые входы блока 4 синхронийа- ции. На первые входы блока 4 синхронизации подается сигнал с выходов датчиков 3 напряжения. Включение вен тильньк ключей, 2, через усилители осуществляется При равенстве нулю напряжения, н а вентильных ключах в зоне . максимума напряжения сети. При перезаряде , с первого.выхода блока 6 перезаряда поступает нуль на вход установки запоминающего регистра 14, устанавливая на его выходах логические единицы. При этом с второго выхода блока 6 перезаряда на вход управления первого коммутатора 11 поступает сигнал , подключающий к выходам первого коммутатора 11 инверсные выходы формирователя 10 напряжения и преобразователя 9. Остальная часть схемы работает аналогично указанному выше с той лишь разницей, что измерение амплитуды реактивного тока осуществляется в точке начала формирования отрицательной полуволны напряже ния. сети. При этом изменяется знак измеряемого параметра.

Сигнал перезаряда с первого выхо- ца блока 6 перезаряда снимается при первом после начала перезаряда конденсаторных батарей 1 переходе напряжения сети-через нуль вследствие связи (п-ь2) выхода первого коммута- |тора 1 1 с входом синхронизации блока |б перезаряда, что исключает возмож- |ность повторного перезаряда конден- |саторных батарей и, следовательно, Повышает надежность их работы и устройства в целом..

Й ормула изобретения

; Устройство для компенсации реак- itивнoй мощности,, содержащее п конденсаторных батарей поперечной емкост- |ной компенсации с вентильными KJno4a- HH, n датчиков напряжения на венти- |лях, соединенных выходами с первьми входами блока синхронизации, п вы- КОдов которого через усилители им8

5

0

5

0

5

0

5

0

5

nyjtbcoB подключены к управляющим взводам соответствующих вентильных .:,;- - чей, блок перезаряда с импульсным выходом, фильтр напряжения, фильтр тока, отличающееся тем, что, с целью расширения функтдиональ- ных возможностей путем ускорения реакции устройства на разбаланс мощностей в сети и повьтшния надежности, в него дополнительно введены Лорми- рователь напряжения, первый и второй коммутатор, сумматор, запомшгающий регистр, аналого-цифровой преобразо- в.атель и элемент задержки, а блок перезаряда выполнен с входом -синхро- ,низации и вторьш вьэсодом, частота импульсов которого вдвое ниже частоты импульсного выхода причем вход формирователя напряжения соединен с выходом фи,льтра напряжения, его прямой выход подключен к первому (п+2) входу первого комм татора, а инверсньй выход - к второму (п+2) входу того же коммутатора, крторый первыми и вторыми (п+1) входами соединен соответственно с прямыми и инверсньми (т1 + )-ми выходами аналого-цифрового преобразователя, у которого вход подключен к выходу фильтра тока, вход запрета подключен к входу синхронизации блока перезаряда, вход элемента задержки и (п+2)-му выходу первого коммутатора, (п+1)-и выход которого (знаковый- разряд) соединен с первым входом управления второго комм, татора, ,сум- матор первыми входами подключен к остальным п выходам первого коммутато- ра, выход переполнения сумматора соединен с вторь м входом управления вто рого коммутатора, первые п входы ко-, торого подключены к п выходам сумматора, вторые и третьи входы - соот- ;ветственно к выходу логической единицы и нуля источника питания, а п инверсных выходов - к входам запоминающего регистра, вход записи которо- го соединен с выходом элемента задержки, п инверсных выходов регистра соединены с вторыми входами блока синхронизации и сумматора, второй выход блока перезаряда подключен к входу управления первого коммутатора и входу заема сумматора, а первый вы- . ХОД этого блока подключен к входу установки запоминающего регистра.

1/г.2