Автоматический регулятор мощности конденсаторных батарей в сетях с плавным изменением реактивной нагрузки Советский патент 1992 года по МПК G05F1/70 

IINO

1ю

4:s X)

Изобретение относится к .автоматическому регулированию мощности в энергосистемах и может быт1^ использовано для автоматизации работы конденсаторных установок. Цель изобретения - повышение эффективности регулирования и улучшение эксплуатационных характеристик. Длительность импульсов на выходе формирователя 3 зависит от порога срабатывания, задаваемого задзт4иком 5 полного тока, ц от амплитуды полного тока. Импульсы напряжения с учетом задатчика 4 зоны нечувствительности с выхода формирователя 2 поступают на элемент 6 времени. На его выходе появля-- ются такие.же импульсы, но через заранее заданный интервал времени, например через 10с. Эти импульсы поступают на вход линии 7 задержки, каждая ступень которой с помощью переключателя 8 обеспечивает сдвиг фазы напряжения на определенную величину. Задержанный сигнал поступает на реагирующий орган 9, куда поступает и сигнал с формирователя 3 импульсов. Реа- гиру»ощий орган определяет сдвиг фаз и выдает соответствующую команду на выходной блок 10. Импульсы с элемента 6 времени и формирователя 3 поступают также на входы блока 11 индикации, где определяется наличие сдвига между ними и измерение величины этого сдвига методом подсчета количества импульсов опорного^ генератора счетчиком с записью в регистреГ 1 з.п.ф-лы, 4 ил.^«^^

Фиё.1

Изобретение относится к автоматическому регулированию мощности в энергосистемах, например к устройствам дискретного регулирования мощности конденсаторных, батарей, и может быть использовано для автоматизации работы конденсаторных установок.

Целью изобретения является повышение эффективности регулирования и улучшение эксплуатационных характеристик.

На фиг.1 показана функциональная схема автоматического регулятора мощности конденсаторных батарей; на фиг.2 - схема блока индикации; на фиг.З - временные диаграммы работы устройства; на фиг.4 диаграмма зависимости зоны нечувствительности от тока.

Автоматический регулятор , мощности конденсаторных батарей содержит (фиг.1) датчик 1 полного тока, формирователи 2 и 3 импульсов, задатчик 4 зоны нечувствительности, задатчик 5 полного тока, элемент 6 времени, линию 7 задержки, переключатель 8, реагирующий орган 9 и соединенный с ним выходной блок 10,

Блок 11 (фиг.2) индикации состоит из последовательно соединенных генератора 12 и пульсов, счетчика 13 импульсов,, регистра 14 и индикатора 15. К входам реагирующего органа 9 подключены последовательно соединенные формирователь 2 импульсов, элемент 6 времени, линия 7 задержки и переключатель 8, а также датчик 1 полного тока, формирователь 3 импульсов, К вторым входам формирователей 2 и 3 импульсов подключены задатчик 4 зоны нечувствительности и задатчик 5 полного тока соответственно. Входы блока, 11 индикации соединены с выходами элемента 6 времени и формирователя 3 импульсов.

Устройство работает следующим образом.

Синусоидальные сигналы фазы напряжения и соответствующей фазы полного тока от датчика 1 полного тока подаются на формирователи 2 и 3 импульсов.

Длительность импульсов на выходе формирователей зависит от порога его срабатывания и от амплитуды входного синусоидального сигнала. Пороги срабатывания формирователей 2 и 3 задаются соответственно уставками задатчиков 4 и 5.

Так как амплитуда фазы напряжения в сетях с плавным изменением нагрузки изменяется незначительно, то длительность импульса формирователя 2 определяется, в основнрм, только задатчиком 4 зоны нечувствительности. Амплитуда фазы полного тока пропорциональна величине нагрузки в

сети. Поэтому длительность импульса формирователя 3 зависит как от порога срабатывания, заданного задатчиком 5, так и от величины нагрузки в сети.

Сужение импульса при меньших токах

нагрузки соответствует увеличению зоны нечувствительности устройства.

Импульсы напряжения определенной длительности с частотой сети 50 Гц с выхода

формирователя 2 поступают на элемент 6 времени. На его выходе появляются такие же импульсы, но через заранее заданный интервал времени, например 10с.

Эти импульсы являются,разрешающими для работы всей последующей схемы.

Импульсы напряжения и тока с длительностями, уменьшенными на соответствующие зоны нечувствительности, поступают на входы блока 11 индикации, где определяется наличие сдвига между ними и измерение величины этого сдвига Лeтoдoм подсчета количества импульсов опорного генератора 12 счетчиком 13 с записью в регистре 14. Частота генератора 12 выбрана

таким образом, чтобы показания индикатора 15 соответствовали значениям tg (р (например, 5 импульсов соответствуют значению tg 0,5 и т.д.).

Так как на блок индикации поступают

сигналы с учетом зон нечувствительности, то показания индикатора будут немного занижены. Но так как зона нечувствительности по напряжению выбирается небольшой, а зона нечувствительности по току в

основном оказывает влияние на малых токах нагрузки, то фактическое значение tg р отличается от показателей индикатора не более чем на 0,1-0,2, что вполне допустимо для оценки качества регулирования.

Кроме Tord, импульсы напряжения с выхода формирователя поступают на вход линии 7 задержки, каждая ступень которой обеспечивает сдвиг фазы напряжения на соответствующую величину, наприMeptg 0,1.

Таким образом, на входы реагирующего органа 9 поступают импульсы тока и напряжения, задержанные при необходимости на величину, определяемую линией 7 задержки

и переключателем 8. Реагирующий орган 9 определяет превышение сдвига фаз между ними с учетом зон нечувствительности заданным и знак этого сдвига и выдает команду выходному блоку 10 на включение

или отключение одной секции конденсаторной батареи.

Таким образом коэффициент мощности в сети автоматически поддерживается иг заданном уровне.

На фиг.З приняты следующие обозначения: и - входной сигнал по напряжению; I входной сигнал по току (условно показаны сигналы, соответствующие различным состояниям сети в процессе регулирования); U4-уставка задания зоны нечувствительности; Is - уставка задатчика полного тока. Цифрами обозначены сигналы с выходом соответствующих блоков. Состояния счетчика 13 и регистра 14 показаны условно. Реагирующий орган 9 и блок 11 индикации срабатывают при наложении импульсов от формирователей 2 и 3 импульсов.

На фиг.4 сплошными линиями показана зависимость суммарной зоны нечувствительности г регулятора от полного тока I, а пунктиром - теоретическая зависимость, которую рассчитывают следующим образом. Мощность конденсаторной батареи, необходимая для компенсации индуктивной составляющей в сети, определяется по формуле

Q Р tg и l-tg (р cosy) ,

где Р - активная мощность;

Щ(р- коэффициент мощности;

Q - мощность конденсаторной батареи;

и - напряжение;

I - полный ток.

Вследствие того, что секции конденсаторной батареи имеют определенную мощность, а управление ими осуществляется дискретно, то для устранения перекомпенсации необходимо подключать секцию конденсаторной батареи при сдвиге фаз между векторами тока и напряжения, не меньшем, чем определяемом по формуле;

Q

Щ(р

и I cos.

При постоянной частоте сети угол прямо пропорционален времени. Поскольку -угол сдвига фаз в практических условиях не превышает 40-45°, зависимость tg tp от фазы (р близка к линейной и указанная формула принимает вид:

,..|.

t r2-bT3«-y,

где KI и К2 - коэффициенты пропорциональности.

Путем соответствующей настройки задатчика 5 полного тока реальную зависимость получают максимально приближенной к теоретической.

Это сводит к минимуму потери мощности в широком диапазоне изменения полного тока и перекомпенсацию.

Применение двух аналогичных формирователей 2 и 3 импульсов с з датчиком 4 зоны нечувствительности и задатчиком 5 полного тока позволяет упростить схему и

обеспечить плавное регулирование зоны нечувствительности в зависимости от полного тока, сводя к минимуму перекомпенсации и исключая хлопанье конденсаторной батареи. Это повышает эффективность работы и эксплуатационные характеристики. Сведение блока 11 индикации позволяет определять текущее значение коэффициента мощности, что дополнительно улучшает эксплуатационные характеристики.

Установка линии 7 задержки с переключателем 8 позволяет задавать и поддерживать требуемый коэффициент мощности, что также повышает эксплуатационнь1е характеристики.

Формула изобретения 1. Автоматический регулятор мощности конденсаторных батарей в сетях с плавным изменением реактивной нагрузки, содержащий датчик полного тока, датчик напряжения, задатч1(1к зоны нечувствительное и, элемент времени, реагирующий орган, выходной блок и переключатель, о т л и ч а ющ и и с я тем, что, с целью повышения

эффективности регулирования и улучшения эксплуатационных характеристик, в него дополнительно введены формирователь импульсов напряжений, формирователь импульсов тока, задатчик полного тока и

линия задержки, причем первый вход формирователя импульсов напряжения соединен с датчиком напряжения, второй вход с выходом задатчика зоны нечувствительности, а выход подключен к входу элемента

времени, выход которого соединен с входом линии задержки, соединенный выходом с первым входом реагирующего органа, второй вход реагирующего органа соединен с выходом формирователя импульсов тока,

первый и второй входы которого соединены соответственно с датчиком полного тока и задатчиком полного тока, а выход реагирующего органа соединен с входом выходного блока.

ФцгЛ