Устройство для автоматического регулирования мощности конденсаторной батареи Советский патент 1991 года по МПК G05F1/70 H02J3/48 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для компенсации реактивной мощности.

Целью изобретения является повышение надежности и точности регулирования .

На фиг.1 изображена схема измерителя реактивной мощности и узел блока управления с герконами и магнитами (разрез А-А)J на фиг.2 - принципиальная схема пускового блока; на фиг.З - принципиальная схема блока управления конденсаторной установкой.

На оси, связанной через передачу, например, червячную (ЧП), с измерительным органом, закреплены постоянные магниты 1М и 2М, разнесенные в пределах длины геркона. Выполнение постоянного магнита из двух магнитов 1М и 2М, разнесенных в пределах длины геркона, позволяет значительно ускорить отпускание геркона за счет оптимального перераспределения рабочего магнитного потока. Кроме того, величина МДС постоянных магнитов выбрана таким образом, чтобы обеспечить надежное последовательное срабатывание герконов 1Гп и 2Гр, к которым они приближаются.

Герконы 1ГП и 2ГЛ расположены попарно рядом. Число пар герконов может быть от одной (при одноступенчаосо j оэ J

см

3. 1

том регулировании) до п (при многоступенчатом регулировании) и зависит от конкретных параметров регулирования, задаваемых режимом работы кон- кретного промышленного предприятия. Для надежного многоступенчатого регулирования в большинстве случаев достаточно двух пар герконов, установленных на одной оси с осью враще- ния постоянного магнита. При использовании в конкретном примере двух

пар герконов 1Г4 и 2Г, 11 и 2Г за один поворот магнита вокруг своей оси подключаются (или отключаются) две секции конденсаторной батареи,

Герконы 1ГД и 2Г, 1Гп и 2Гц установлены по отношению к постоянному магниту М таким образом, чтобы обеспечить последовательное замыкание одного геркона, например 1Ff, замыкание второго геркона 2Г, при замкнутом первом герконе 1Г той же пары, размыкание первого геркона 1Г/ при замкнутом втором герконе 2Ff той же пары. Для этого в устройстве обеспечена возможность перемещения герконов по окружности с последующим закреплением их относительно корпуса измерителя реактивной мощности,

ПБ состоит из пусковых реле 1(2)ПИ по числу герконов. Геркон 1Г включен последовательно обмотке реле 1П jи первому размыкающему контакту пускового реле 2П ( этой же пары герконов. Между геркрнами каждой пары 1Г(Пч и 2Г(П включены первые замыкающие контакты пусковых реле 1П.Ј и 2П ,|.fj (1ПП,Ј и 2Пп.,г), включающие их параллельно. Вторые замыкающие контакты первОх пускового реле 1П/.з (1ПП.) включены в выходную цепь пускового блока, разрешающую включение соответствующих конденсаторных секций, и являются выходом X 4 (Хп) ПБ, Вторые размыкающие контакты 2П , (2Пп.з) второго пускового реле каждой пары включены в выходную цепь пускового блока, разрешающую отключение соответствующих конденсаторных секций, и являются, выходом Y (УЦ) пускового блока.

Для возможности ручного подключен конденсаторной установки в цепи, раз решающей включение, параллельно контакту 1П,Э включена кнопка Пуск ft; а в цепи, разрешающей отключение, по

. Q

5

0

5

0

5

0

5

0

следовательно контакту 2П (2ПП) включена размыкающая кнопка (п) .

Устройство снабжено автоматом (А) защиты оперативных цепей, установленном в цепи питания, реле контроля напряжения Р0, замыкающий контакт которого подает питание на ПБ и блок управления (БУ).

Цепи, разрешающие включение и отключение, соединены непосредственно с автоматом защиты.

В цепи реле Р0 установлен замыкающий контакт По кнопки подключения ПЕ, размыкающий контакт которой Пой включен в цепи питания первых пусковых реле 1П (Ш).

Контакт кнопки П 0 зашунтирован цепью последовательно соединенных контакта Pw реле контроля напряжения Ро и кнопки отключения автоматического регулирования размыкающего контакта С0. Кнопки По , П и С0 установлены не только для оператив- нбго включения устройства в работу, но и для исключения ложного срабатывания устройства в том редком (но возможном) случае, когда постоянный магнит в момент введения устройства автоматического регулирования в работу находится прямо возле первой пары герконов 1Гд и 2Г . В этом случае необходимо после подключения схемы кнопкой С0 снять напряжение питания с пускового блока, а затем его подать вторично кнопками П о и П,0Ј.

Для создания плавного многоступенчатого регулирования реактивной мощности конденсаторная установка разделена На га секций, каждая из которых подключается своим командоаппа ратом Рщ БУ. В качестве командоап- парата может быть использован либо пускатель, производящий непосредственное включение секций конденсаторной батареи, и его блок-контакты,либс промежуточное реле, подающее сигнал в схему коммутации (СК). Входы БУ соединены с входами пускового блока того же наименования Хх (Хи) и Yf (Yn). Кроме того, блок управления снабжен входом Z, соединенным с шиной питания со стороны автомата А.

Командоаппараты соединены с входами Х4{т, , разрешающими включение, . и с входами Y(ni разрешающими отключение БУ по круговому циклу, т.е. до m п номера командоаппаратов Pw совпадают с номерами входов БУ, а затем комаидоаппараты подключаются к Х(п по мере возрастания т. В данном примере конкретной реализации та 8 при п 2. Соответственно к входам X { и YJ подсоединены командоаппараты Р

гв

Ye - P..

РТ.

Р,

к входам Хв и

г r« r rfc гв- к входу Z БУ подсоединены п - 1 командоаппарат Pf-ni-jf т«е« Р к входу Z не присоединен.

Обмотка команцоаппарата Р подключена к входу Ху через соединенные последовательно размыкающие контак

кающий контакт подсоединен к точке соединения контактов Pf у

Обмотка шестого командоаппарата Pfe подключена через замыкающий контакт Pg 2 к точке соединения размыкающих контактов P-j и Pg , через соединенные последовательно замыкающий контакт Р. и размыкающий контакт Р0Э к входу Y. Вход Z через замыкающий контакт Рт подсоединен к точке соединения контактов Р и Р$ j .

Обмотка седьмого командоаппарата Pf подключена через замыкающий кон

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для компенсации реактивной мощности. Цель - повышение надежности и точности регулирования. Диск измерительного органа реактивной мощности вращается а одном направлении при индуктивном характере нагрузки и в противоположном при емкостном. При вращении диска постоянный магнит, вращаясь со скоростью и в направлении вращения диска, вызывает последовательное замыкание герконов, расположенных попарно рядом и закрепленных неподвижно относительно корпуса измерительного органа. Срабатывание герконов приводит к появлению сигнала на выходах пускового органа, разрешающих включение или- отключение секций конденсаторной установки. Блок управления в зависимости от направления движения диска измерительного органа выдает последовательные сигналы на включение или отключение секций конденсаторной батареи. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (/

ты Р64 , Рм , Р , к входу Y, - че- 15 такт Р6-« к ВХОДУ Х4 к входу Y, через замыкающий контакт . Вход

рез соединенные последовательно собственный замыкающий контакт Р и размыкающий контакт . Вход Z через замыкающий контакт подсоеZ через замыкающий контакт Р

в.

соединен с входом Y«.

Обмотка восьмого командоаппарата

25

30

динен к точке соединения контактов 20 рв подключена через замыкающий контакт Р74 к входу Х, к входу Yc - через замыкающий контакт Pg j .

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки По срабатывает реле Ро и замыкает свой замыкающий контакт , подавая напряжение питания на ПБ и БУ.

Если баланс реактивной мощности в сети отличается от заданного энергосистемой (от установки), диск измерителя реактивной мощности (ИРМ) начинает вращаться по часовой стрелке при индуктивном характере нагрузки и против часовой стрелки при емкостном характере нагрузки. При вращении диска постоянный магнит, состоящий из двух частей Ш и 2М, разнесенных на длину геркона, последовательно приближается к герконам. При вращении по часовой стрелке первым замыкается ближайший по окружности - пер.- вый геркон одной из пар герконов 1Гц, что приводит к срабатыванию первого пускового реле 1П и появлению на входе Xh, разрешающем включение сигнала. Однако подключения секции кон- денсаторной установки не произойдет, если первым замкнулся не геркон 1Г, так как только цепь его командоаппарата готова к включению.

При замыкании геркона 1Г срабатывает первое пусковое реле 1П, так как второе пусковое реле 2П i отпущено и его размыкающий контакт 2П |.| замкнут. При дальнейшем движении магнита замыкается второй геркон той же пары 2Fj и через замкнувшийся контакт 1П 4Л удерживает реле 1П/ в сраР.5 И Р.

Обмотка второго командоаппарата

подключена к входу Х через соединенные последовательно замыкающий контакт Р Ј и размыкающие контакты

PJ4 Р5.4 РТ-« к «ходу Y4 - через замыкающий контакт Р$л и размыкающий контакт P4.S- хоД Z через замыкающий контакт РЗэ подсоединен к точке соединения контактов Р g и Pu.f .

Обмотка третьего командоаппарата Ра подключена через замыкающий контакт Ред к точке соединения размыкающих контактов Р4-4 и 4 чеРеэ соединенные последовательно замыкающий контакт РЗ i и размыкающий контакт Pg.s - к входу Y. Вход Z через замыкающий контакт 4.з подсоединен к точке соединения контактов Pg.g и Р,., .

Обмотка четвертого командоаппарата 4 подключена через замыкающий контакт РЭ,З к точке соединения размыкающих контактов Р3.4 и Pg 4 через соединенные последовательно замыкающий контакт Pjj i и размыкающий контакт Pfe.5 к ВХОДУ Yu Вход Z через эа35

40

45

мыкающий контакт Р5 подсоединен точке соединения контактов Р, и Р4. .

65

50

I

Обмотка пятого командоаппарата Pg подключена через замыкающий контакт РЧ.6 к точке соединения размыкающих контактов Р6.( и Р.4 через соединенные последовательно замыкающий контакт Pgj и размыкающий контакт PT.S к входу Yfl. Вход через замыГ5

Z через замыкающий

динен с входом Y«.

Обмотка восьмого

ботавшем состоянии. На входе Х ПБ и БУ появляется сигнал, разрешающий включение секций конденсаторной батареи.

Второе пусковое реле 2П | не срабатывает, так как разомкнут контакт tt. Следовательно на входе Y,j БУ будет напряжение.

Аналогично при последующем дви- жении диска ИРМ продолжает свое движение постоянный магнит со скоростью, пропорциональной скорости вращения i диска, и в том же направлении, замыкается сначала первый геркон второй пары герконов 1Га, затем второй 2Г, подав напряжение на вход Х и сохранив напряжение на входе Y.

Таким образом, на выходах пускового блока реализуются функции

(inrlV2HI){

Yn fnn ( (1ГЦУ 2ПП)1.

При емкостном характере нагрузки диск начинает вращение против часовой стрелки, что приводит к движению постоянного магнита также против часовой стрелки. Первыми в этом случае замыкаются герконы 2Г или 2ГС, что приводит к срабатыванию второго пускового реле 2П либо 2П и к размыканию контактов в цепи, разрешающей отключение. На входах Yц либо Yg исчезает напряжение.

При наличии сигнала X/ срабатывает команцоаппарат Р, так как все размыкающие контакты в цепи его обмотки Р2А Р44 Р6.4 замкнуты. Его замыкающий контакт через размыкающий контакт Р с подключает обмотку к вхо- ду Y(, на нем напряжение сохраняется до тех пор, пока диск измерителя реактивной мощности не сменит направления своего вращения.

При дальнейшем движении диска исчезает напряжение на входе X к, но ко- мандоаппарат PJ остается включен через вход Y(.

I „

Через время, определенное количеством пар геркояов и скоростью вращения диска, а следовательно, и постоянного магнита, замыкаются последовательно герконы второй пары 1Гв и 2Г, пода в напряжение на вход Х. Срабатывает второй командоаппарат Р, так как н цепи его обмотки контакты 5 4 Рз4 ммкнуты, а замыкающий контакт Р цд замыкается после срабатывания командоаппарата Р(.

Через контакт Р подключается секция конденсаторной батареи. Замыкается контакт Рф.э , подключив обмотку первого командоаппарата к входу Z БУ, и размыкается контакт Р/г отсоединив командоаппарат от входа X д.

Контакт Рв ,jp второго командоаппарата РЈ подготавливает цепь включения третьего командоаппарата Р. При продолжении вращения диска в ту же сторону по часовой стрелке и при втором замыкании герконов первой пары Г и 2Гд включается командоаппарат Рф, подключив третью секцию конденсаторной батареи. При втором замыкании герконов второй пары 1Г2и 2Г2 командоаппарат Р, включившись, подключает четвертую секцию. Аналогично происходит подключение пятой и шестой секций Все последовательно подключившиеся ко м ндоаппараты размыкающими контактами (РП,) отсоединяют предыдущий команцоаппарат от входа, разрешающего включение, и замыкающим контактом Р ПЛ (PfVj) переводят его на вход Z, на котором постоянно присутствует напряжение.

При последующем вращении диска после подключения командоаппарата Pfe происходит подключение командоаппарата Р7, а при срабатывании в третий раз второй пары герконов - и командоаппарата Рв, который встает на самоподхват от шины Y, разрешающий отключение.

Полностью подключившаяся конденсаторная батарея включена на время, пока не изменится режим работы энер- оустановки.

При изменении характера нагрузки диск измерительного органа начинает вращаться против часовой стрелки. Замыкание герконов каждой пары происходит в обратной последовательности Если при движении диска против часовой стрелки первыми замыкаются герконы первой пары 2Г, затем 1Г, отключения секций конденсаторной батареи не происходит и только при последовательном срабатывании второй пары герконов 2Г% и 1Г и исчезновении напряжения на входе Y4 отключается командоапнарат Р, отключив восьмую секцию конденсаторной установки. Контакт Pggiipn этом размыкается,

отключив питание командоаппарата Рт от ввода Z и оставив его на самоподхвате от входа Y через собственный

контакт P-j4 . При дальнейшем вращени диска против часовой стрелки и последовательном замыкании сначала 2Г а затем 1Г отключается седьмая секция конденсаторной установки, так как с входа Y контактом 2П ( снимается напряжение.

Отключившийся командоаппараТ снимает напряжение предьщущего командоаппарата с входа питания Z..И при продолжении вращения диска в ту же сторону против часовой стрелки, при следующем замыкании пары герконов в последовательности от 2Г к 1ГЧ происходит отключение большей по номеру включенной секции.

Прекращение движения диска при достижении равновесия реактивной мощности в энергосистеме сохраняет во включившемся положении необходимое число секций. Последняя включенная секция получает питание от входа (и) через свой замыкающий контакт Рп. Таким образом при наличии сигнала, разрешающего включение на входе Х|, т.е. на время замкнутого состояния первой пары герконов 1 Г-у 2Г, , в каждом цикле вращения магнита происходит включение коман- доаппаратов и подключение соответствующих секций конденсаторной батареи через выходы командоаппаратов:

1-й циклК Р Р Рв;

2-й циклК3 Р Рй;

3-й циклК s РьРд;

4-й циклК т - Р6 .

При наличии-сигнала, разрешающего включение на входе Х, т.е. на время замкнутого состояния герконов 1 Г%-f2r t включаются командоаппара- ты, имеющие четные номера, и подключают соответствующие секции конденсаторной батареи через выходы Кткомандоаппаратов :

1-й цикл Кв Р7Л Р5 Л PJ Л Р, ; 2-й цикл К 4 Р7 Л Pff А Р3; 3-й цикл К6 Р7 ЛР55 4-й цикл К j Р7 .

После срабатывания командоаппаратов замыкаются их замыкающие контакты и переводят питание обмотки

на вход YJ либо Vgt отключив их от k входов X и X Ј размыкающим контактен последующего командоаппарата.

10

На вход

На вход Y

15

При этом после срабатывания последующего командоаппарата происходит переключение предыдущего командоаппарата на вход Z блока управления, имеющий постоянно питающее напряжение

К К я Рв Л Р3

К з РЗ Л Р4 К 4 Р4 А Р5

К 5 Р5 Л Р6 Kfe Р6Л Р7

30

35

0

.-

0

5

К7 Рт Л Рв

Последний по номеру командоаппа- рат к входу не подключается.

Командоаппараты реализуют функцию

. Кщ «,«,ЛХ„) V (Pm44 PmrtYn)V М(Р,пЛ ).

Устройство автоматического регулирования при этом четко определяет экстремальный режим регулирования.

Таким образом, повышение точности и надежности устройства является новым свойством, полученным за счет расположения герконов попарно рядом, что позволяет упростить пусковой блок, выполнив его с меньшим количеством контактов и меньшим количеством пусковых реле. Конструкция измерительного блока также определена расположением герконов попарно рядом, так как только при таком расположении обеспечивается последовательное подключение п секций конденсаторной батареи, их надежное переключение на вход, разрешающий отключение, а затем и на самоподхват от питающего входа до тех пор, пока диск вращается в сторону компенсации реактивной мощности, либо до момента включения последней секции конденсаторной установки.

Расположение герконов попарно рядом позволяет значительно упростить конструкцию измерительного органа, так как устройство в зависимости от числа ступеней может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым производящим регулирование конденсаторной установки вблизи экстремума.

При одной ступени регулирования устанавливается только одна пара герконов, закрепленная в любой удобной для крепления точке, расположенной в непосредственной близости от окружности вращения постоянного магнит

При многоступенчатом регулировании достаточной для промышленной энергосистемы является установка дву пар герконов, позволяющих обеспечить при достаточном быстродействии упро- щение предлагаемой конструкции по с сравнению с известной. Например, вторая пара герконов может быть закреплена на пластине, расположенной на одной прямой с герконами и осью вра- щения постоянного магнита, что позволяет значительно уменьшить .габариты измерительного блока.

Выполнение постоянного магнита из двух частей, разнесенных на длину геркона, позволяет значительно улучшить коэффициент возврата герконов и повысить точность срабатывания устройства в целом.

Формула изобретения

ключенный к шине питания и включающи в себя герконы (Г), закрепленные относительно корпуса измерителя по окружности, концентричной окружности вращения постоянного магнита, и подключенные к пусковым реле (П), выход пускового блока подключены к блоку управления, Кwвыходов которого соединены со схемой коммутации m секций конденсаторной батареи, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, пусковой блок содержит п пар герконов 1(2)Гц, расположенных попарно рядом, 2П пусковых реле 1(2)Пмпо числу герконов, выходы X,, первых пусковых реле 1П, являю.тся разрешающими включение секций конденсаторной батареи, выходы Y рых пусковых реле 211 - разрешающими отключение, реализуют функции

(1ГП У12ГП Л (mnV2nl()J У„-1П„л{2Г„уОп Л(1ППУ2ПИ)5

и поцключены к соответствующим входам блока управления, к входу Z которого подключена шина питания , блок управления содержит РЯ командоаппаратов, входы которых подключены к соответствующему входу Y и входу Z блока управления, по круговому циклу 1-п и далее, а выходы К реализуют функцию

(«т (Рии«ЛК 1 Ґ (Pw,,j/IPmAYn)v VCP APrrm AZ).

кП

U

Юг

Iii-рП/,

..

НСЛ

Ли О

s///////////////

ФигЛ

о, Г

т

-oXf

-рП/,

..

НСЛ

О Z