Устройство для автоматического регулирования режимов реактивной мощности узла нагрузки системы электроснабжения Советский патент 1993 года по МПК H02J3/12 

Предлагаемое изобретение относится к электротехнике и может оыть использо- вано в узлах электрических линий переменного тока, к которым подключены несколько источников реактивной мощности (ИРМ) и снабженных-индуктивными приемниками.

Цель изобретения - повышение экономичности работы электрической сети и источников реактивной мощности узла нагрузки.

На фиг. 1 представлена блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - измерительный блок узла нагрузки: на фиг. 3 - блок определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки; на фиг. 4 - блок формирования сигналов управления ключами.

Устройство для автоматического регулирования режимов реактивной мощности узла нагрузки системы электроснабжения, представленное на фиг.З, содержит нагрузку 1 К-асинхронных двигателей 2, 3, 4 с Кключами 5, 6, 7 и источники 8, 9 реактивной мощности, содержащие регуляторы 10, 11 источников реактивной мощности 8.9. выходы которых 12, 13 соединены с первым 14 и вторым 15 входами управления источников реактивной мощности 8. 9, силовой вход 16 которых соединен с силовыми входами 17 нагрузки, входами 18 ключей и силовым выходом 19 блока 20 измерения параметров регулирования источниками реактивной мощности, первый 21 и второй 22 измерительные выходы которого подключены ко входам 23, 24 регуляторов источниками реактивной мощности 10. 11, причем последние выполнены с возможностью изменения уставок регулирования в зависимости от существования средней, максимальной и минимальной нагрузок узла, задаваемых таймером 25, выходы которого 26 соединены с входами сигналов времени 27 регуляторов источников реактивной мощности, также устройство содержит блок определения уровней индуктивной реактивной мощсл

с

00

ы

CJ

ю

СА 00

ности узла нагрузки 27, выполненный с числом уровней равным числу асинхронных двигателей и блок формирования управляющих сигналов 28, входы уровней которого 29 подключены к выходам 30 блока определения уровней индуктивной реактивной мощности 27, а вход запуска 31 подключен к выходу 26 таймера 25, информирующему о времени существования максимальных нагрузок, а выходы управления 32 к управляющим входам 33 ключей 5, 6; 7, через которые асинхронные двигатели 2,3,4 подключены к силовому выходу 19 блока измерения параметров регулирования 20, третий 34 измерительный выход которого соединен со входом 35. блока определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки.

На фиг. 2 представлена возможная реализация измерительного блока узла нагрузки, который содержит трансформатор тока 36, силовые зажимы которого соединены с силовыми выходом 37 и выходом 19 блока измерения параметров регулирования ИРМ 20. первый 21 выход контроля которого и входы преобразователя реактивной мощности 38 соединены с выходами t8 трансформатора тока 36 и трансформатора, напряжения 39, а выход 40 преобразователя реактивной мощности 38 соединен со входом 41 первой ветви сравнения 42 с двумя 43, 44 последовательно соединенными сдвоенными стабилитронами; выходы которых 45, 46 составляют системы второго выхода. 22 контроля блока измерения и параметров регулирования 20, дополнительный выход контроля 34 которого соединен с выходом 40 преобразователя реактивной мощности 38.

На фиг. 3 представлена возможная реализация блока определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки 27, состоящей из k последовательно соединенных стабилитронов 47,48,49 и диода 50, причем точки соединения стабилитронов, 48,49 «являются системой выходов 30 блока определения уровней индуктивной реактивной мощности 27, вход которого 35 является входом ветви сравнения 27.

На фиг. 4 представлена реализация блока формирования управляющих сигналов 8. количество которых 3, который состоит из трех 51,52,53 элементов И со входами соответственно 54, 55. 56, 57 и 58, 59 и выходами соответственно 60, 61 и 62, двух устройств временной задержки 63, 64 с зажимами соответственно 65, 66.67, 68. а система выводов, составляющих выход. 32 блока формирования управляющих сигналов 28 соединены с выходами 60, 61, 62

элементов И 51. 52, 53, причем выходы 60, 61 элементов И 51,52 соединены с первыми зажимами 65, 67 устройств временной задержки 63,-64. вторые 66, 68 зажимы которых соединены с первыми входами 56, 58 элементов И 52, 53, вторые входы 55. 57, 59 всех элементов И соединены с системой входов 29 блока формирования управляющих сигналов 28, вход запуска которого 31

0 соединен с первым 54 входом первого 51 элемента И.

Датчик реактивней мощности узла нагрузки 38 представляет собой стандартное устройство, выпускаемое промышленно5 стьютипа П.030.1 или Е849. Ветви сравнения 42 и 27 фиг. 2 и 3 конструктивно зависит от типа датчика реактивной мощности 38. При датчиках типа П.ОЗО, которые являются источниками тока, кроме стабилитронов

0 обязательно наличие потенциометра. В предлагаемом устройстве наличие необходимых для работы общеизвестных элементов предусмотрено, но они не включены в описание для его упрощения.

5 Таймер 25 представляет собой стандарт тное устройство, состоящее из стандартных программных реле времени Э8П или является звеном системы учета и контроля электроэнергии, например системы МТ5-М,

.0 Е871 и др.

Под источниками реактивной мощности 8, 9 подразумеваются автоматически регулируемые конденсаторные батареи и синхронные двигатели с автоматическими

5 регуляторами тока возбуждения (АРВ). Количество источников реактивной мощности может быть любым (как у прототипа) И управление ими осуществляется с помощью функций регулирующего воздействия уп в

0 зависимости от времени существования максимума Ti или минимума нагрузки Та. Под регуляторами источниками реактивной мощности 10,11 понимаются все имеющиеся стандартные автоматические регулято5 ры, например, АРКОН или АРВ, снабженные устройствами автоматического изменения уставок регулирования в зависимости .от наличия периодов времени Ti или Та, которые описаны в прототипе.

0 Под устройством временной задержки 63.64 понимается любое техническое решение, обеспечивающие заданный промежуток времени, обусловленный особенностями конкретного узла нагрузки, например, цепь

5 резистор-емкость, реле задержки и т.д. Управляемые ключи 5.6, 7 могут быть любого стандартного типа (электромеханический, электронный и т.д.).

. Устройство действует следующим образом.

1.Условия, для которых составлено описание и предварительные операции;

а) считается, что максимальная суммарная реактивная мощность источников реак- тивной энергии не достаточна для поддержания заданного уровня реактивной мощности узла нагрузки в часы максимума, который, например, соответствует режиму полной компенсации, т.е. Qy 0;

6) уровни возможных, контролируемых датчиком реактивной мощности узла нагрузки 28, значений средней QCp, максимальной Qy и минимальной Qy нагрузок, а также время существования средней Т, максимальной Ti и минимальной Т2 нагрузок определяется предварительно из графиков реактивной мощности нагрузки узла;

в)для периодов времени Т, Tr, T2 выбираются оптимальные уставки автоматических регуляторов 12, 13 источников реактивной мощности 8. 9 соответственно У1 - для максимума и у2 для минимума.

г)на выходах 26 таймера 25 устанавливается время существования сигналов периодов времени Л и Та;:

д)на выводах ,QLK ветви сравнения 27 обеспечиваются пороги уровней индуктивной реактивной мощности узла на- /рузки Qy, возможные в период максимума нагрузки, первый из которых Qi.1 равен ре-, активной мощности потребляемой первым асинхронным двигателем 2, второй QL, реактивной мощности потребляемой асинхронным двигателем 3, OLK реактивной мощности потребляемой k-ым асинхронным двигателем 4.

2.Работа устройства в часы максимума нагрузки Тт при Qy Qy .Такой режим возможен при недостаточной суммарной мощности источников 8, 9, работающих с уставками yi. В этом случае режим реактив- . ной мощности узла-индуктивный, следовательно, через диод 50 ветви сравнения 27 сигнал пропорциональный уровню реактивной индуктивной мощности узла поступает на последовательно соединенные стабилитроны 47. 48. 49. Если уровень реактивной индуктивной мощности узла превышает заданный уровень QL первого стабилитрона 17, то на выходе Qi1 выхода 30 блока определения уровней индуктивной реактивной мощности 27, соединенном с ним вводе QL входа 29 блока формирования управляющих сигналов 28 и соединенном с ним входе 55 элемента И 51 будет сигнал 1, при этом сигнал 1 имеет место и на входе 54 этого элемента, т.к, в период максимума TI 1, а это приводит к формированию на его выходе 60 сигнала 1, который через вывод h выхода 32 блока формирования управляющих сигналов 28 поступает на вход управления ключа 5, что приводит его в разомкнутое состояние, т.е. от узла нагрузки отключается асинхронный привод 2, одновременно сиг- 5 нал 1 поступает на вход 65 устройства временной задержки 63, откуда через заданный промежуток времени сигнал 1 поступает на вход 56 элемента И 52, на втором входе 57 которого к этому моменту может

0 .быть сигнал 1, если после отключения асинхронного привода 2 уровень реактивной индуктивной мощности узла превышает второй заданный уровень индуктивной мощности Qt. узла нагрузки. В этом случае

5 на выходе 61 элемента И 52 формируется сигнал 1. который через выход la выхода 32 подается на вход управления ключа 6, что приводит к отключению от узла нагрузки следующего асинхронного привода 3. через

0 заданный промежуток времени устройству временной задержки 64 отключится к-ый асинхронный привод 4, если уровень реактивной индуктивной мощности узла превышает заданный уровень QLK на

5 стабилитроне 49 блока определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки 7.:

Таким образом выполняется поставленная цель -повышения экономичности рабо0 ты электрической сети и источников реактивной мощности. Экономичность работы электрической сети повышается за счет рационального выбора асинхронных приводов, предназначенных для отключе5 ния в период максимума нагрузки в заданной последовательности.

Экономичность работы источников реактивной мощности (синхронных двигателей) повышается за счет того, что отпадает

0 необходимость работы в режиме перевозбуждения, что уменьшает потери, в самом синхронном двигателе и затраты активной энергии на генерацию реактивной энергии сверх номинальной.

5 Формула изобретения

Устройство для авто «этического регулирования режимов реактивной мощности узла нагрузки системы электроснабжения, включающего нагрузку в виде К асинхрон0 ных двигателей с К ключами и источники реактивной мощности, содержащее регуляторы источников реактивной мощности с входами, подключенными к выходам блока измерения параметров регулирования ис5 точников реактивной мощности, причем регуляторы источников реактивной мощности выполнены с возможностью изменения уставок регулирования в зависимости от времен существования средней, максимальной и минимальной нагрузок узла, задаваемых

таймером, от л и ч а ю щ е е с я тем; что, с целью повышения экономичности в работе электричёскЬй сети и истрчникрв реактивной мощности, оно дополнительно н о блоком о п рёдел.ен ия уровней. индуктивной реактивной мощности узла нагрузки, вы полнённым с числом уровней, равным числу асинхронных двигателей, и блоком формирования управляющих сигналов, входы которого подключены-к выходам

0

блока определения уровней индуктивной реактивной мощности, вход запуска подключен к выходу таймера, информирующему о времени существования максимальных нагрузок, а выходы управления- к управляющим входам ключей асинхронных даигате лей, выход блока измерения параметров регулирования соединён с входом блока определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки.

Сущность изобретения: устройство снабжена блоком определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки и блоком формирования управляющих сигналов. Выполнение блока определения уровней с числом уровней равным числу асинхронных двигателей, которые являются нагрузкой узла, позволяет соблюсти иерархию коммутационных переключений как у источников реактивной мощ- ности так и у активно-индуктивных приемников. 4 ил.

itfM/e .t:;.

&

J9 Ш$Г

гв

tt