Устройство для автоматического регулирования LC-фильтра Советский патент 1990 года по МПК H02J1/02 

К I

П5 V I

ел ю 00

о

со

00

Изобретение относится к электротехнике, может быть использовано для компенсации, реактивной мощности на подстанциях, имеющих мощные нелинейные нагрузки, и является усовершенствованием устройства по авт. св. NS 1108 II .

Цель изобретения - повышение надежности работы LC-фильтра.

На фиг.1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - диаграмма, поясняющая работу устройства.

Устройство содержит измерительный трансформатор 1 тока и измерительный трансформатор 2 напряжения, первые выходы вторичных обмоток которых присоединены к входным зажимам датчика 3 потерь активной мощности, к выходу которого подключен первый вход блока 4 управления. К выходам блока 4 управления присоединены блок 5 предупреждающей сигнализации и блок 6 поиска минимума потерь, выходы которого соединены с интегратором 7 и блоком 5 предупреждающей сигнализации. Вторые выходы измерительных трансформаторов тока 1 и напряжения 2 присоединены соответственно к входам фильтра 8 напряжения основной частоты и фильтра 9 тока основной частоты, выходы которых соединены с входами датчика 10 емкости. Выход последнего присоединен к входу умножителя 11, выход которого соединен с вторым входом блока 4 управления.

Устройство работает следующим образом. .

На шины 12 переменного тока подключен LC-фильтр 13, состоящий из батареи конденсаторов 14 и реактора 15. В цепь LC-фильтра 13 включен измерительный трансформатор 1 тока, а к зажимам батареи конденсаторов 14 подключен измерительный трансформатор 2 напряжения. Первые выходы вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока и напряжения соединены с входом датчика 3 потерь активной мощности, на выходе которого получается сигнал, пропорциональный, фактическим потерям активной мощности в батарее конденсаторов 14, который поступает на один из входов блока 4 управления. Вторые выходы вторичных обмоток измерительных трансформаторов тока и напряжения присоединены соответственно к входам фильтра 8 напряжения основной частоты и фильтра 9 тока основной частоты, на выхо- дах которых получаются сигналы, пропорциональные соответственно току и напряжению основной частоты. Эти сигналы поступают на вход датчика 10 емкости, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный емкости батареи конденс

торов 14, который поступает на вход умножителя 11.

В последнем происходит его умножение на коэффициент К ft)U нК u.ptg б,,.гдё (О- круговая частота.сети; UH - номинальное напряжение батареи конденсаторов; К лр - коэффициент допустимого увеличения потерь; tg б- тангенс угла потерь конденсаторов.

0 На выходе умножителя 11 образуется сигнал, пропорциональный предельно допустимым потерям активной мощности в батарее конденсаторов 14 при фактическом значении емкости, который подается на 5 один из входов блока 4 управления. В последнем сигналы, поступающие с датчика 3 потерь активной мощности (пропорциональный фактическим потерям в батарее конденсаторов АР) и с выхода умножителя 0 11 (пропорциональный предельно допустимым потерям АРпр), сравниваются между собой. Если величина фактических потерь АР больше предельно допустимых АРпр, т.е. выполняется условие АР АРпр, то с 5 выходов блока 4 управления поступают сигналы на блок 5 предупреждающей сигнализации и блок 6 поиска минимума потерь. Поиск минимума потерь осуществляется интегратором 7, который регулирует индуктив- 0 ность реакторов 15. По окончании работы блок 6 формирует кратковременный сигнал на блок 5. В случае, если на блок 5 поступает сигнал и с блока 4, т.е. условие А Р А Рпр продолжает выполняться, то блок 5 подает 35 сигнал предупреждающей сигнализации.

Пусть. LC-фильтр настроен на частоту v-й гармоники. Потери активной мощности в батарее конденсаторов имеют при этом величину А PI, что соответствует точке мини- 40 мума кривой А на фиг.2. Емкость батареи конденсаторов имеет при этом величину Ci. а предельно допустимые потери А Pnpi.

Допустим, что спектр напряжения на шинах 12 изменился и новая зависимость 45 потерь от частоты настройки LC-фильтра соответствует кривой Б, а потери окажутся равными А г. Поскольку начнет выполнять-, ся условие А Р2 А Pnpi, то с выходов блока 4 управления поступают сигналы на блок 5 предупреждающей сигнализации и блок 6 поиска минимума потерь, который проводит поиск минимума потерь по кривой Б. При этом сигнал с выхода блока 6 поступает на интегратор 7. который осуществляет изме- 55 нение индуктивности реактора 15, достигая нахождения минимума потерь по кривой Б. Во время работы блока 6 блок 5 предупреждающей сигнализации не выдает сигнал, поскольку на его входе отсутствует сигнал об

кончании работы блока 6 поиска минимуа потерь. Когда этот сигнал поступает на лок 5, то условие Д Ра APnpi перестает выполняться, так как минимум потерь ДРз по кривой Б меньше предельно допустимых Pnpl, и сигнал, поступающий на блок 5 с выхода блока 4 управления, исчезает. Поскольку блок 5 предупреждающей сигнализации срабатывает только при одновременном наличии на его входе двух сигналов от блока 4 и блока 6, то в этом случае блок 5 не работает.

Если спектр напряжения изменился таким образом, что зависимость потерь в батарее конденсаторов будет представлена кривой В на фиг.2, то по окончании работы блока 6 поиска минимума потерь сигнал поступит на вход блока 5. Второй сигнал на вход блока 5 поступит с блока 4 управления, поскольку минимум потерь ДР4 по кривой В больше предельно допустимых потерь Д Pnpi. При одновременном наличии этих двух сигналов на входе блока 5 предупреждающей сигнализации он срабатывает и выдает предупреждение о перегрузке батареи конденсаторов.

Допустим, в силу каких-либо причин произошло изменение емкости батареи конденсаторов. Тогла сигнал, пропорциональный новому значению емкости С2. поступит с выхода датчика 10 емкости на вход умножителя 11. С выхода умножителя 11 сигнал, пропорциональный новой величине предельно дорпустимых потерь активной мощности в батарее конденсаторов

Рпр2, поступит на один из входов блока 4 управления, в котором будет происходить его сравнение с сигналом, пропорциональным фактическим потерям, который поступает с датчика 3 потерь. При изменении емкости батареи конденсаторов будет происходить и изменение частоты настройки LC-фильтра. Допустим, она стала соответствовать V2 на фиг.2. При этом зависимость потерь определяется кривой Г. величина новых предельно дорпустимых потерь соответствует ДРпр2, а фактические потери активной мощности в батарее конденсаторов равны ДР5. Поскольку величина фактических потерь ДР5 больше предельно допустимых Д Рпр2. то с блока 4 управления

поступают сигналы на блок 5 предупреждений сигнализации и блок 6 поиска минимума потерь, который посредством интегратора производит поиск минимума

потерь по кривой Г, Так как минимальные потери по кривой Г Д Ре меньше предельно допустимых, то по окончании работы блока 6 условие Д Рб ЛРпр2 выполняться не будет, и блок 5 предупреждающей сигнализаций

не выдает сигнал о перегрузке батареи конденсаторов.

Если изменение емкости батареи конденсаторов произошло таким образом, что зависимость потерь определяется кривой Г,

а новые предельно допустимые потери соответствуют А Рпрз, то по окончании работы блока б поиска минимума потерь условие Д Рб РпрЗ будет продолжать выполняться. Тогда на входы блока 5 предупреждающей

сигнализации поступят одновременно два сигнала с блока 4 управления и с блока б поиска минимума потерь и блок 5 предупреждающей сигнализации выдаст сигнал о перегрузке батареи конденсаторов.

Применение предлагаемого устройства позволяет повысить надежность работы LC- фильтра путем учета возможного изменения емкости батареи конденсаторов в процессе эксплуатации при задании величины предельно допустимых потерь активной мощности.

Формула изобретения Устройство для автоматического

регулирования LC-фильтра по авт. св. N; 1108561, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, оно снабжено фильтром тока основной частоты, фильтром напряжения основной частоты,

датчиком емкости, умножителем, причем выход измерительного трансформатора тока соединен с входом фильтра тока основной частоты, выход которого подключен к первому входу датчика емкости, второй вход

которого соединен с выходом фильтра напряжения основной частоты, вход которого присоединен к выходу измерительного трансформатора напряжения, выход датчика емкости соединен с входом умножителя,

выход которого присоединен к одному из входов блока управления.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для компенсации реактивной мощности в узлах с нелинейными нагрузками. Цель изобретения - повышение надежности работы LC-фильтра обеспечивается за счет непосредственного измерения емкости и формирования предельно допустимых потерь активной мощности в батарее конденсаторов при фактическом значении емкости. Для этого в устройство для автоматического регулирования LC-фильтра, содержащее измерительные трансформаторы тока и напряжения, датчик активных потерь, блок управления введены фильтры тока 8 и напряжения 9 основной частоты, датчик емкости 10 и умножитель 11, на выходе которого формируется сигнал предельно допустимых потерь активной мощности, задающий фактические ограничения в блоке управления 5, реализующем алгоритм управления по миниму потерь активной мощности. 2 ил.