Регулятор реактивной мощности Советский патент 1991 года по МПК G05F1/70 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, для компенсации реактивной энергии тиристорных преобразователей, содержащих фильтрокомпенсирующее устройство.

Цель изобретения - упрощение регулятора реактивной мощности.

На фиг.1 представлена структурная схема регулятора; на фиг.2 - его принципиальная схема; на фиг.3и4-диаграммы работы регулятора.

Регулятор содержит трансформаторы 1 тока и напряжения, соединенные с питающей сетью 2, к которым подсоединены активные фильтры 3. Выходы фильтров подключены к двум входам датчика 4 фазы непосредственно, а к третьему входу по средством переключателя 5, имеющего два положения, соответствующие индуктивному и емкостному режимам компенсации. Первый выход датчика 4 фазы подключен к входу формирователя 6 фазового рассогласования, а второй (синхронизирующий) - к первому входу измерителя 7 фазового рассогласования, второй вход которого подключен к выходу формирователя 6 фазового рассогласования, а выход - к первому входу усилителя 8. Второй вход усилителя соединен с задатчиком 9 фазового рассогласования, а выход - с первым входом схемы 10 задержки подключения усилителя к регулирующему блоку, второй вход которой подключен к выходу формирователя 6 фазового рассогласования, а выход - к входу регулирующего блока 11. Силовая часть блока 11 подключена к питающей сети 2, от которой питается нагрузка.

Датчик 4 фазы содержит первый компаратор 12, вход КОТОРОГО подключен к выходу первого активного фильтра (напряжения),

о о

xj О О 00

выход - к первому входу первого элемента И 13 формирователя 6 фазового рассогласования непосредственно, а к первому входу второго элемента И 14 через инвертор 15, и второй компаратор 16, вход которого подключен к выходу второго активного фильтра (тока), выход - к второму входу второго логического элемента И 14 непосредственно и к второму входу первого элемента И 13 через инвертор 17. Вход синхронизатора 18 подключен к переключателю 5, который имеет два положения: положение 19 обеспечивает индуктивный характер компенсации, а режим 20 - емкостный. Выходы элементов И 13 и 14 подключены к входам элемента ИЛИ 21, который входит в состав формирователя 6 фазового рассогласования,

Измеритель 7 фазового рассогласования содержит счетный триггер 22, к выходам которого через первый 23 и второй 24 усилители подключены катушки первого 25 и второго 26 электромагнитных реле, и первый 27 и второй 28 параллельно включенные интеграторы, причем во входы и выходы интеграторов включены размыкающие контакты 25.1, 25.2 и 26.1, 26.2 соответствующих электромагнитных реле, а в обратные связи каждого из них - замыкающие контакты 25.3 и 26.3 соответствующих реле. Входы интеграторов соединены с выходом элемента ИЛИ 21, а их выходы подключены к первому входу усилителя 8, к второму входу которого подключен задатчик 9 фазового рассогласования. Выход усилителя 8 предназначен для подключения к силовому регулирующему блоку 11.

Схема 10 задержки подключения усилителя к регулирующему блоку содержит третий усилитель 29, через который катушка третьего электромагнитного реле 30 подключается к выходу элемента ИЛ И 21, а раз- мыкающий контакт 30.1 реле 30 подключает выход усилителя 8 к входу регулирующего блока 11.

На фиг.З представлены временные диаграммы работы регулятора при индуктивном режиме компенсации и индуктивном характере сети, где 31 - выходной сигнал активного фильтра напряжения, 32 - выходной сигнал активного фильтра тока, 33 - логический сигнал на выходе компаратора 12,34 - логический сигнал на выходе компаратора 16, 35 - сигнал на выходе инвертора 15, 36 -логический сигнал на выходе инвертора 17, 37 - сигнал фазового рассогласования на выходе элемента ИЛИ 21, 38 - синхроимпульсы на входе счетного триггера, 39 - сигнал на выход первого интегратор

ра 27, 40 - сигнал на выходе второго интегратора 28, 41 - сигнал на выходе схемы 10 задержки подключения усилителя к регулирующему блоку,

На фиг. 4 представлены временные диаграммы работы регулятора при индуктивном режиме компенсации и емкостном характере сети, де 42 - выходной сигнал активного фильтра напряжения, 43 - выход0 ной сигнал активного фильтра тока, 44 - сигнал на выходе компаратора 12, 45-сиг- нал на выходе компаратора 16, 46 - сигнал на выходе компаратора 15, 47 - сигнал на выходе инвертора 17, 48 - сигнал фазового

5 рассогласования на выходе элемента ИЛИ 21, 49 - синхроимпульсы на входе счетного триггера, 50 - выходной сигнал первого интегратора 27, 51 - выходной сигнал второго интегратора 28, 52 - сигнал на выходе схемы

0 10 задержки подключения усилителя 8 к регулирующему блоку.

Рассмотрим для примера работу регулятора при индуктивном режиме компенсации и индуктивном характере цепи.

5С помощью активных фильтров 3, подключенных через трансформаторы 1 тока и напряжения к питающей сети 2, выделяются синусоидальные сигналы, пропорциональные первым гармоникам напряжения 31 и

0 тока 32. Преобразуемые компаторами 12 и 16 в прямоугольные импульсы 33 и 34. соответствующие первым гармоникам, входных сигналов по частоте и фазе, через инверторы 15 и 17 сигналы 33-36 поступают на вход

5 формирователя 6 фазового рассогласования, где происходит выделение сигнала 37 фазового рассогласования между током и напряжением дважды за период напряжения питающей сети. Таким образом, на вы0 ходе формирователя 6 фазового рассогласования имеем прямоугольные импульсы 37, ширина которых пропорционал- льна сдвигу фаз между первыми гармониками тока и напряжения сети Дан5 ный сигнал поступает на вход одного из интеграторов 27 или 28 в зависимости от состояния счетного триггера 22 и интегрируется в течение времени, равного ширине импульса, пропорционального сдвигу фаз.

0 По окончании этого импульса напряжение на интеграторе остается постоянным. При поступлении на вход счетного триггера 22 последующего синхроимпульса он переходит в другое состояние, срабатывает то ре5 ле, например 26, которое до этого было в обесточенном состоянии, и своими замыкающими контактами 26.3 шунтирует обратную связь интегратора 28, обнуляя егочпо выходу, а размыкающими контактами 26.1 и 26.2 исключает интегратор из схемы регулятора. Одновременно реле 25, отпуская, подключает для интегрирования интегратором 27 пришедший вместе с синхроимпульсом импульс, пропорциональный сдвигу фаз. По приходе последующего синхроимпульса снова происходит смена интегратора 27 и 28, работающих поочередно.

Следовательно, на зыходе интеграторов 27 и 28, включенных параллельно, формируется сигнал, пропорциональный величине угла фазового рассогласования между первой гармоникой напряжения питающей сети и первой гармоникой потреое- ляемого из сети тока. Далее это напряжение поступает на вход усилителя 8, на второй вход которого подается напряжение задат- чика 9 фазового рассогласования. При этом за счет задержки подключения размыкающим контактом 30.1 выходов усилителя 8 на входе регулирующего блока 11 формируется сигнал прямоугольной формы ивых, пропорциональный разности напряжений интеграторов и задатчика. Поскольку напряжение интеграторов превышает величину напряжения задатчика, напряжение Квых воздействует на силовой регулирующий блок 11с целью уменьшения величины фазового рассогласования (повышения cos (f) до заданного значения.

Если питающая сеть имеет емкостный характер (см. фиг.4), то работает регулятор аналогично рассмотренному выше за исключением того, что переключение интеграторов осуществляется в конце действия импульса, пропорционального величине фазового рассогласования, с целью получе- ниия индуктивного характера реактивной мощности сети с заданным cos (p .

Режим работы регулятора реактивной мощности задается переключателем 5. В положении 19 синхронизатор 18 подключается к выходу активного фильтра напряжения и формирует импульсы переключения интеграторов 27 и 28, синхронные с моментом перехода через ноль выходного напряжения (индуктивный режим компенсаци). В положении 20 переключателя работа счетного триггера 22 и реле 25 и 26 синхронизируется с моментами перехода через ноль первой гармоники тока. Поэтому осуществляется стабилизация cos p с отставанием первой гармоники напряжения от первой гармоники тока (емкостный режим компенсации).

Эффект от использования предлагаемого регулятора по сравнению с известным заключается в значительном упрощении конструкции. 5Формула изобретения

Регулятор реактивной мощности, содержащий трансформаторы тока и напряжения с входами для подключения к питающей сети, датчик фазы, к выходу которого под0 ключей формирователь фазового рассогласования, фильтр, соединенный с трансформаторами тока и напряжения и подключенный к входам датчика фазы, соединенным с переключателем, измеритель

5 фазового рассогласования, первым вход которого соединен с выходом датчика фазы, а второй - с выходом формирователя фазового рассогласования выход измерителя фазового рассогласования соединен с первым

0 входом усилителя, к второму входу которого подкпючен задатчик фазового рассогласования, регулирующий блок, отличающийся тем, что, с целью упрощения, он снабжен схемой задержки, выполненной в

5 виде усилителя и электромагнитного реле, а измеритель фазового рассогласования выполнен в виде счетного триггера, двух электромагнитных репе, двух усилителей и двух параллельно соединенных интеграторов,

0 причем первым входом измерителя фазового рассогласования является вход счетного триггера, два выхода которого через первый и второй усилители измерителя фазового рассогласования соединены соответствен5 но с катушками первого и второго электромагнитных реле, входы интеграторов через размыкающие кон-такты соответствующих электромагнитных реле объединены и являются вторым входом измерителя фазового

0 рассогласования, выходы интеграторов через размыкающие контакты соответствующих электромагнитных реле объединены и являются выходом измерителя фазового рассогласования, параллельно ббратным

5 связям первого и второго интеграторов включены размыкающие контакты соответствующих элетромагнитных реле, катушка электромагнитного реле схемы задержки соединена через усилитель схемы задержки

0 с вторым входом измерителя фазового рассогласования, выход усилителя регулятора через размывающий контакт электромагнитного реле схемы задержки соединен с регулирующим блоком.

5

z

1

л

Л

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, в частности, для компенсации реактивной энергии тири- сторных преобразователей, содержащих фильтрокомпенсирующее устройство. Цель изобретения - упрощение регулятора реактивной мощности. Регулятор содержит трансформаторы 1 тока и напряжения, активные фильтры 3, датчик 4 фазы, переключатель 5, формирователь 6 фазового рассогласования, усилитель 8, задатчик 9 фазового рассогласования. Упрощение достигается за счет введения схемы 10 задержки и выполнения измерителя 7 фазового рассогласования в виде триггера, двух электромагнитных реле, двух усилителей и двух интеграторов. 4 ил.

/ f

4

б

шаимчичч алнжя

Й

б

-1

10

1

20

Д/8.1