Устройство для управления компенсатором реактивной мощности Советский патент 1991 года по МПК H02J3/18 

t

(21)4644066/07

(22)31.01.89

(46) 30.04.91. Бюло К° 16 (75) В.В.Бутко

(53)621.316.925(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР № 1314415, кл„ Н 02 J 3/18. 1985.

(54)УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЕНСАТОРОМ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

(57)Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в системах компенсации реактивной мощности электрических сетей„ Цель изобретения - уменьшение искажений формы синусоиды напряжения сети переменного тока путем повышения точности регулирования баланса реактивной мощности. Цель достигается за. счет введения компараторов 7 и 8 тока, которые имеют два противофазных выхода индуктивного и емкостного

каналов соответственно Компараторы тока имеют зоны нечувствительности, и этим достигается исключение ложных срабатьюаний регулирующего органа 1 . Кроме того, выход компаратора 9 напряжения соединен с входом формирователя 10 переднего фронта импульса компаратора напряжения, выход которого подключен к первым входам логических схем 2И 11 и 12, а к вторым - выходы компараторов 7 и 8 тока соответственно индуктивного и емкостного каналов„ Выход логической схемы совпадения индуктивного канала соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика 13, а выход логической схемы совпадения емкостного соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, который управляет регулирующим органом 1. 3 ил.

i (Л

3 Јь

Ј

Фиг. 1

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах компенсации реактивной мощности электрических сетей.

Целью изобретения является уменьшение искажений формы синусоиды напряжения сети переменного тока путем повышения точности регулирования баланса реактивной мощности.

На фиг о 1 показана функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема компаратора тока; на фиг„ 3 - временные диаграммы работы устройства.

Устройство содержит регулирующий орган 1 дискретного действия, включенный параллельно с активно-индуктивной нагрузкой 2 и последовательно с датчиком 3 тока, датчик 4 напряжения, подключенный к той же фазе, в которую включен датчик 3 тока, резисторы 5 и 6, необходимые для согласования входных и выходных сопротивле- ний датчика 3 тока и компараторов 7 и 8 тока, компаратор 9 напряжения, формирователь 10 импульсов, два двух- входовых логических элемента 2И 11 и 12 выделения емкостной и индуктив- ной составляющих тока сети и реверсивный счетчик 13 о

Компараторы 7 и 8 тока идентичны и содержат в каждом канале разделительные конденсаторы 14 и 15, резис- торы 16 и 17 и стабилитроны 18 и 19 ограничения входных сигналов при перегрузках и пусковых токах нагрузки, регуляторы 20 и 21 чувствительности емкостного и индуктивного каналов соответственно, формирователи 22 и 23 прямоугольных импульсов.и инверторы 24 и 25 емкостного и индуктивного каналов„

На временных диаграммах работы устройства показаны: U1 - напряжение фазы сети переменного тока; U2 - напряжение на выходе компаратора напряжения; U3 - импульсы, сформированные из переднего фронта напряжения компаратора 9; U4, U5 - противофазные напряжения на выходах датчика 3 тока; U6, U7 - напряжения на выходах компараторов 7 и 8 тока емкостного и индуктивного каналов; U8, U9 - сигналы, формируемые на выходах логических схем 2И 11 и 12 для записи в вычитающий или суммирующий вход реверсивного счетчика 13.

r

0 5 Q

Q

0

5

Устройство работает следующим образом.

На первые входы логических схем 2И 11 и 12 с частотой сети поступают импульсы U3, сформированные из переднего фронта выходного напряжения U2 компаратора 9.

При индуктивном характере нагрузки (фиг. 3, моменты времени t. и t.) имеет место отставание тока от напряжения сети и на выходе компаратора 8 индуктивного канала формируются прямоугольные импульсы U7, по времени совпадающие с импульсами U3 с выхода формирователя 10, при этом на время прохождения этих импульсов логический элемент 2И 12 открывается, на суммирующий вход реверсивного счетчика 13 поступает последовательность импульсов U9, увеличивая его выходной двоичный код и емкость регулирующего органа 1 до тех пор, пока в контуре между нагрузкой 2 и регулирующим органом 1 не наступит баланс реактивной мощности.

Так как импульсы U6 с выхода компаратора 7 в этом случае не совпадают по фазе с импульсами U3, то логический элемент 2И 11 в это время закрыт и на вычитающем входе счетчика 13 управляющие импульсы отсутствуют.

При уменьшении входных сигналов U4 и U5 до величин, ограниченных регуляторами чувствительности емкостного и индуктивного каналов, совпадения импульсов U6 и U7 с импульсами U3 не происходит, выходной двоичный код реверсивного счетчика 13 и емкость регулирующего органа 1 остаются постоянными, при этом напряжение на нагрузке 2 поддерживается постоянным и синусоидальным.

При снижении индуктивной составляющей тока нагрузки (перекомпенсация), и попадании величины сигнала с вторичной обмотки датчика 3 тока в зону чувствительности компаратора 7 емкостного канала происходит совпадение импульсов U6 с выхода компаратора 7 с импульсами U3, при этом на вычитающем входе реверсивного счетчика 13 появляются управляющие импульсы U8, уменьшающие его выходной двоичный код, восстанавливая между нагрузкой и регулирующим органом 1 баланс реактивной мощности.

При активной нагрузке (фиг. 3, момент времени t,) прямоугольные сигналы U6 и счет фазовой отстройки регуляторами 20 и 21 чувствительности не совпадают во времени с импульсами U3 и с выходов логических схем совпадения 2И 11 и 12 импульсы записи в реверсивный счетчик 13 не поступают.

Использование изобретения позволяет путем повышения точности регули рования баланса реактивной мощности уменьшить искажения формы синусоиды напряжения сети переменного тока с одновременным снижением потерь в электрических сетях от реактивной составляющей тока и повысить энергетические характеристики систем энергоснабжения.

Формула изобретения

Устройство для управления компенсатором реактивной мощности, содержащее регулирующий орган дискретного действия, подключенный параллельно нагрузке, датчики напряжения и тока, компаратор напряжения и компаратор тока, формирователь импульЮ

15

20

25

сов, логическую схему 2И, реверсив- Iный счетчик, отличающееся тем, что, с целью уменьшения иска- .жений формы синусоиды напряжения сети переменного тока путем повышения точности регулирования баланса реактивной мощности, оно дополнительно снабжено второй логической схемой 2И, вторым компаратором тока., двумя резисторами, причем выход компаратора напряжения подключен к входу формирователя импульсов, выход которого соединен с первыми входами обеих логических схем 2И, входы компараторов тока подключены к выходам датчика тока, к которым подключены два последовательно соединенных резистора, к средней точке которых подключены общие входы компараторов тока, выход первого компаратора тока подключен к второму входу первой логической схемы 2И, выход которой соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход второго компаратора тока подключен к второму входу второй логической схемы 2И, выход которой соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика.

от датчика тона 3

к блокам 11, К

Фиг. 2

Фиг.З