Устройство для автоматического регулирования реактивной мощности конденсаторной установки Советский патент 1989 года по МПК G05F1/70 

10

15

31525692

Изобретение относится к устройстам для автоматического регулирования ощности конденсаторных установок, одключенньгх к электрическим сетям, также для управления источниками еактивной мощности других типов.

Цель изобретения - повьшение на- ежности и расширение функциональных озможностей.

На фиг. 1 приведена функциональная хема устройства; на фиг. 2 - форма сигналов на выходе отдельных блоков регулятора.

Устройство содержит измерительый элемент 1, формирователь 2 прямоугольных импульсов тока, формирователь 3 прямоугольных импульсов напряжения, формирователь 4 прямоугольных импульсов, сдвинутых на 90°,блок

5формирования сигнала по углу сДви- га между током и напряжением, блок

6формирования задания по углу, блок

7формирования сигнала рассогласования между заданным углом и действительным, преобразователь 8 ток - частота, модулятор 9, блок 10 инденти- фикации фазы, интегральньй формирователь 11 управляющих импульсов, распределитель 12 управляющих импульсов

с формирователем 12 заданного алгорит- ма управления конденсаторными батареями и коммутаторы 13 и 14 ступеней конденсаторных батарей низкого и высокого напряжений соответственно (КБНН и КБВН).

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

На вход блока 1 поступает линейное напряжение и переменного тока и

20

25

30

35

1-3 45

ток 1с третьей фазы. В блоке 1 сигналы преобразуются и сдвигаются по фазе. На выходе блока 1 появляются синусоидальные сигналы: U,j- напряжение, пропорциональное току U напряжение, пропорциональное и ,, - напряжение, пропорциональное и g, сдвинутое на U ,.g - вьтрям- ленное напряжение, пропорциональное величине тока 1с.

Синусоидальные сигналы подаются соответственно на входы формирователей 2-4 прямоугольных импульсов (, и,, ) выходах которых получают серии прямоугольных импульсов, синхронных входным. Импульсы с jвыходов блоков 2 и 3 (U., ь-s ° даются на вход формирователя 5 сигнала по углу сдвига между током и на40

50

55

пряжением. В результате этого на выходе блока 5 генерируются сигналы прямоугольной формы (), длительность которых зависит от угла сдвига. Импульсы с выхода блоков 3 и 4

0

5

0

5

0

5

45

40

50

55

(и.

3-6 вателя

UA ,) подаются на вход формиро6 задания по углу, на выходе которого появляются сигналы задания (Uj.7, U.fj). Импульсы с выходов блоков 5 и 6 (и.-,, и,-,) подаются на вход блока 7 формирования сигнала рассогласования. Выходной сигнал блока 7 (и,5, и. ,д) представляет собой серию прямоугольных импульсов раз- личной ширины, длительность которых зависит от величины угла рассогласования, а фаза - от вида нагрузки. При активной нагрузке ширина результирующего импульса равна нулю.

Блок 8 является генератором колебаний с модуляцией последних по частоте, зависящей от величины тока Ij.. На вход блока 9 поступает сигнал разбаланса в виде серии прямоугольных импульсов различной ширины (Uj.g), который модулирует высокочастотные импульсы, поступающие с блока 8. Одновременно импульсы с шириной, зависящей от угла рассогласования (U--) из блока 7 поступают на вход функционального блока 10 (и.дэ и ), где их фаза сравнивается с фазой импульсов задания. Блок 10 определяет характер нагрузки (индуктивная или емкостная) и выдает команды управления (включение или отключение) ступенями КБ в зависимости от характера нагруз-- ки.

Пачки импульсов, появляющиеся на выходе блока 9 (U, поступают в интегральный формирователь 11 управляющих импульсов и зоны нечувствительности. В пачке количество импульсрв определяется шириной пачки и частбтой импульсов, поступающих из блока 8.

Импульсы пачек накапливаются в блоке 11 до достижения заданного количества, после чего вьвдается команд- ньй импульс на блок 12 (U,,,) . За счет этого создается вьщержка времени перед включением или отключением ступеней КБ НН, зависящая от угла рассогласования и от велич21ны на - грузки, т.е. от небаланса реактивной мощности. Коммутацию КБ НН выполняет блок 13. При индуктивном характере нагрузки и включении всех ступеней КБ НН очередной импульс из блока 11,

поступающий в блок 12, включает очередную ступень КБ ВН через коммутатор 14, при этом половина ступеней КБ НН этим импульсом отключается. Таким образом, вьщержка времени включения первой ступени КБ ВН определяется суммарной выдержкой зключе- нш всех ступеней КБ НН. В случае емкостной нагрузки каждый управляющий импульс с блока 1I отключает одну ступень КБ НН. Когда отключены все ступени КБ НН очередные импульсы из блока 11 последовательно отключают ступени КБ ВН, причем суммарная мощность всех ступеней КБ-НН в два раза больше мощности одной ступени КБ ВН. Применение, такого способа включения и отключения ступеней КБ позволяет более точно компенсировать изменение реактивной мощности в энергосистеме.

Предлагаемое устройство благодаря повьшенной точности измерения небаланса реактивной мощности может одновременно управлять конденсаторными батареями различных напряжений (6-10 и 0,4 кВ) и реализовать алгоритм, обеспечивающий рациональное регули- рование.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования реактивной мощности конденсаторной усд-йновки, содержащее измерительный элемент, вход которого- подключен к измерительным трансформаторам тока и напряжения на стороне высокого напряжения, коммутатор конденсаторных батарей высокого напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей, оно снабжено формирователем прямоугольных импульсов тока, формирователем прямоугольных импульсов напряжения, формирователем импульсов напряжения, сдвинутым на 90°, блоком формирования сигнала по углу сдвига, между током и напряжением, блоком формирования задания по углу, блоком формирования сигнала рассогласования между заданным углом и действительным преобразователем ток-частота, модулятором, блоком идентификации фазы, интегральным формирователем управляющих iимпульсов с зоной нечувствительности, распределителем управляющих импуль15256926

сов с формированием зада;нного алго

ритма управления конденсаторными батареями и коммутатором конденсаторных батарей низкого напряжения, при этом один выход измерительного элемента соединен с входом формирователя прямоугольных импульсов тока, второй - с входом формирователя прямоугольных импульсов напряжения, третий - с входом формирователя прямоугольных импульсов напряжения, сдвинутых на 90°, четвертьй выход соединен с входом преобразователя ток-частота, выход формирователя прямоугольных импульсов тока соединен с первым входом блока формирователя сигнала по углу сдвига фаз между током и напряжением, второй вход которого соединен с выходом формирователя прямоугольных импульсов по напряжению, сдвинутых на 90°, выход формировате0

5

0

5

0

5

ля сигнала задания соединен с одним из входов формирователя сигнала рас- 5 согласования между заданным и дейст- . вительным углами, другой вход которого соединен с выходом формирователя сигнала по углу между током и напряжением, выход формирователя сигнала рассогласования между заданным и действительным углами соединен с первым входом модулятора и блоком идентификации фазы, второй вход модулятора соединен с преобразователем ток-частота, выход модулятора соединен с входом блока интегрального формирователя управляющих импульсов, выход которого соединен с первым входом формирователя заданного алгоритма управления конденсаторными батареями, выходы Х и Х блока идентификации фазы соединены с вторым и третьим входами формирователя заданного алгоритма управления, выходы которого соединены с коммутатором N ступеней конденсаторных батарей низкого напряжения и коммутатором М ступеней конденсаторных батарей высокого напряжения, последний (К+1)-й выход коммутаторов ступеней конденсаторных батарей низкого напряжения соединен с входом коммутатора ступеней конденсаторных батарей высокого напряжения, N-й и М-й выходы коммутаторов подключены к четвертому и пятому входам формирователя алгоритма управления, а нулевые выходы коммутаторов подключены к шестому и седьмому входам формирователя алгор|итма управления, при этом формироват|ель алгоритма управления и распредел|итель реализуют следукнцие логичес-

к|ие операции:

n N«m-n+fll;

,

n 41 n n-dl;

n 0 7m-m-A2,

текущие значения включен- ;

ньпс ступеней конденсаторных

и й2

nl батарей соответственно низкого и высокого напряжений; соответственно шаг прираще-, ния конденсаторных батарей низкого и высокого напряжения;

количество ступеней батареи низкого напряжения, не отключенных после включения очередной ступени конденсаторной батареи высокого напряжения .

Изобретение относится к устройствам для автоматического регулирования мощности конценсаторных установок, подключенных к электрическим сетям, а также для управления источниками реактивной мощности других типов. Цель изобретения - повышение надежности и расширение функциональных возможностей. В устройстве напряжение и ток, служащие для измерения небаланса реактивной мощности, преобразуются в синхронные сигналы прямоугольной формы в блоках 2,3,4. Сигнал по току поступает на преобразователь 8 ток-частота. Напряжение для формирования задания сдвигается на заданный угол в блоках 5 и 6. Обработка этих сигналов логическими элементами ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ позволяет получить последовательность импульсов прямоугольной формы, ширина которых зависит от угла сдвига фаз, и определить характер нагрузки в блоке 10 идентификации фазы. Зона нечувствительности определяется углом сдвига фаз и величиной нагрузки. В зависимости от характера нагрузки коммутаторами 13 и 14 производится включение или отключение ступеней конденсаторной батареи высокого и низкого напряжения по заданному алгоритму с выдержкой времени, зависящей от небаланса реактивной мощности. 2 ил.

iO (le)

Ot-a

V«ffr Jff