Регулятор реактивной мощности Советский патент 1991 года по МПК H02J3/18 

о

45

ел ю ю

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение в установках электропитания. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей и путем обеспечения режима компенсации. Это достигается совместным использованием в нем операций измерения реактивной мощности измерителем 2 реактивной мощности, сравнения информационного сигнала с заданными уровнями в трехпозиционном блоке 10 сравнения и цифроаналоговое регулирование реактивной мощности за счет изменения фазы переключения энергоемкого элемента, выполненного в виде энергоемкого регулирующего органа 1 непрерывного действия и энергоемкого регулирующего органа 5 дискретного действия, с одного дискретного уровня на другой. Изменение его основного параметра оказывается значительно меньшим его полного значения, что обусловливает снижение уровня гармоник тока в сети.8 ил. Ё

Фиг.1

Изобретение относится к электротехнике и может найти применение е установках электропитания.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения режима компенсации.

На фиг. 1 приведена электрическая схема регулятора реактивной мощности; на фиг. 2 - схема энергоемкого регулирующего органа непрерывного действия; на фиг. 3 - схема измерителя реактивной мощности; на фиг. 4 - диаграммы, поясняющие принцип его работы; на фиг. 5 - схема энергоемкого регулирующего органа дискретного действия; на фиг. 6 - схема трехпозиционного органа сравнения; на фиг. 7 - схема преобразователя код - интервал; на фиг. 8 - диаграммы, поясняющие принцип работы регулятора реактивной мощности.

Регулятор реактивной мощности содержит энергоемкий регулирующий орган 1 непрерывного действия, подключенный через измеритель 2 реактивной мощности к зажимам 3 сети, блок 4 управления, энергоемкий регулирующий орган 5 дискретного действия, подключенный параллельно энергоемкому регулирующему органу 1 непрерывного действия, а блок управления выполнен на основе реверсивного счегчика б, младшие разряды которого через преобразователь 7 кода в интервал подсоединен к входу энергоемкого регулирующего органа 1 непрерывного действия, старшие выходные разряды подсоединены к входу энергоемкого регулирующего органа 5 дискретного действия, а вход - к блоку 8 управления счетчиком, первый вход которого через формирователь 9 импульсов подключен к зажимам сети, а второй и третий через трехпозиционный орган 10 сравнения - к входу измерителя 2 реактивной мощности, причем входы реверсивного счетчика 6 подключены к управляющим входам преобразователя 7 код - интервал.

Энергоемкий регулирующий орган 1 непрерывного действия выполнен на основе грансформаторно-ключевой схемы (фиг. 2). Включению тиристора в такой схеме соответствует подключение к сети емкости

С ( wo + wi).

где wo и wi - числа витков первичной и вторичной соответственно обмоток трансформатора

Измеритель 2 реактивной мощности выполнен на основе интегратора, формирователя и фазовращателя (фиг. 3), а энергоемкий регулирующий орган 5 дискретного действия - на основе трансформатора с регулируемой вторичной обмоткой (фиг 5)

числа витков в секциях которой относятся как целые степени числа два wi - wi 2

где I 1.2п.

5Наличию управляющего кода X на его

входе соответствует подключение к сети емкости

10

(1+)-С, WO

где X {Xi, X2Xn} w - { wi, W2, . . . wn } соответственно управляющий вектор и вектор витков секций вторичной обмотки.

Преобразователь 7 код-интервал (фиг. 7) содержит генератор импульсов, реверсивный счетчик и компаратор.

Блок 8 управления счетчиком реализует логическую функцию

w Р s d- р g

Формирователь 9 импульсов выполнен на основе каскадно соединенных трансформатора, в цепь первичной обмотки которого включен резистор, и выпрямительного мос- та.

Трехпозиционный орган 10 сравнения реализует функцию

1 при г - h 3 |0 при г И 1

l при г h |U при г h

Регулятор реактивной мощности работает следующим образом.

Измеритель 2 реактивной мощности

формирует потенциальный сигнал г, пропорциональный величине реактивной мощности в сети. Этот сигнал сравнивается с пороговыми значениями мощности h трехпо- зиционным органом 10 сравнения. В результате трехпозиционным органом сравнения формируются логические сигналы S и д.

Эти сигналы через блок 8 управления счетчиком воздействуют на реверсивный счетчик 6. При этом, если реактивная мощность отрицательна и превышает пороговое значение по модулю (полупериоды 1-4), происходит формирование сигнала S, который разрешает прохождение импульсов р с формирователя 9 на вычитающий вход w реверсивного счетчика б, изменяя его состояние. Вследствие этого происходит увеличение интервала времени от начала полупериода, соответствующего импульсу р. до момента появления сформированного преобразователем 7 импульса Z, осуществляющего включение энергоемкого регулирующего органа 1 непрерывного действия.

Увеличение указанного интервала приводит к уменьшению длительности включенного состояния энергоемкого регулирующего органа непрерывного действия (диаграммы зависимости Сн от времени), а следовательно, и уменьшению среднего уровня емкостной реактивной мощности (диаграммы зависимости Сэ от времени).

При достаточно большой степени превышения отрицательной мощностью порогового значения длительность включенного состояния энергоемкого регулирующего органа непрерывного действия уменьшается до нуля (полупериод 3), после чего происходят изменение кода X и переход энергоемкого регулирующего органа 5 дискретного действия на ближайший нижний уровень (диаграммы зависимости Сд от времени). Включения энергоемкого регулирующего органа непрерывного действия при этом не происходит.

Если уменьшение емкости, вызванное таким переключением, недостаточно для компенсации, вновь происходит уменьшение длительности включенного состояния энергоемкого регулирующего органа непрерывного действия, rio уже при другом уровне емкости энергоемкого регулирующего органа дискретного действия (полупериоды 4 и 5) Этот процесс продолжается до тех пор. пока модуль реактивной мощности не уменьшится до порогового значения.

В случае положительной реактивной мощности, превышающей по модулю пороговое значение, происходят процессы противоположного характера, направленные на увеличение емкости энергоемкого регулирующего органа дискретного действия и длительности включенного состояния энергоемкого регулирующего органа непрерывного действия, проводящие к компенсации с заданной точностью пороговыми значениями реактивной мощности индуктивного характера (полупериоды 6-10 диаграмм фиг.

п

Максимальная емкость, подключаемая к сети при компенсации

Г, Г ( 1 +2П ™- - эмакс М I + w Q )

определяется максимальной величиной реактивной мощности нагрузки.

В предложенном же устройстве регулирование реактивной мощности осуществля- ют за счет периодического изменения длительности подключенного состояния лишь незначительной части общей емкости

Сн.С(). 0 основная же ее часть

Со (2п-1)

W0 V

остается постоянной и не подвергается периодическому изменению. Искажения тока

при этом незначительны.

Формула изобретения Регулятор реактивной мощности, содержащий подключенные к выводам для подключения к сети энергоемкий регулирующий орган непрерывного действия, энергоемкий регулирующий орган дискретного действия, формирователь синхроимпульсов, блок сравнения и счетчик, отличающийс я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения режима компенсации, он снабжен измерителем реактивной мощности, преобразователем кода в интервал и блоком управления

счетчика, блок сравнения выполнен трехпо- зиционным, а счетчик - реверсивным,причем энергоемкий регулирующий орган дискретного действия подключен параллельно энергоемкому регулирующему органу непрерывного действия, к управляющему

входу которого через преобразователь кода в интервал подключены младшие выходные разряды счетчика, старшие выходные разряды которого подключены к

управляющему входу энергоемкого регулирующего органа дискретного действия, входы счетчика соединены с управляющими входами преобразователя кода в интервал и с блоком управления счетчиком, соединенным с выходом формирователя импульсов, второй и третий входы блока управления счетчиком через блок сравнения подключены к выходу измерителя реактивной мощности.

Hh

3

Nl

Cxi

c

i

Oj

i

ФигМ

6о

low

Г

-&

/-ЕЙ

и

Х

21 г/1

I

L.

С гпф х

L/

°п

пки

Фаг 7