Автоматический регулятор конденсаторных батарей Советский патент 1993 года по МПК G05F1/70 

|

| Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования мощности конденсаторных батарей в электрических сетях промышленных предприятий с учетом требований энергосистемы к потреблению реактивной мощности из ее сети и интересов предприятия.

Известно устройство автоматического регулирования конденсаторных батарей по параметру В (а.с. № 1096628)

В РПф-АО,(1)

где РПф и Q - текущие значения входных активной и реактивной мощностей.

При регулировании по параметру В (1) гостоянная величина А определяется с учетом задаваемых энергосистемой входных реактивных мощностей в период ее наибольших и наименьших активных нагрузок

Оэ1 и 0Э2 и соответствующих им активных мощностей Рф1 и Рфа по формуле

Д Рпф1 Рпф2

Оэ1 г Оэ2

В формуле (2) величины Сы и 0Э2, Рпф1 и Рпф2 рассматриваются как экстремальные значения. Отклонение текущих значений Рпф и Q от заданных энергосистемой приводит к отклонению параметра В от расчетного значения (уставки) и срабатыванию регулятора. В течение суток во всех режимах электропотребления значение параметра В поддерживается постоянным.

Анализ формул (1) и (2) показывает, что использование параметра В для регулирования мощности конденсаторных батарей эффективно (обеспечиваются требования энергосистемы по входной реактивной мощности) при пропорциональном изменесл

(2) с

СО

Сл)

VI

ю о ю

нии величин РПф и Q по отношению к заданным или при изменении Q и неизменной РПф. В остальных случаях регулирование по параметру В не обеспечивает централизованного регулирования конденсаторными батареями, расположенными в различных узлах электрической сети предприятия, по минимуму потерь электроэнергии от перетоков реактивной мощности.

Этот недостаток устранен в устройстве автоматического регулирования мощностью конденсаторных установок, который описан в устройстве (а.с. №1259237). Работа устройства основана на контроле заданного энергосистемой значения входной реактивной мощности на вводе предприятия и величины фактической реактивной мощности на вводе предприятия и анализе величины потерь в электрических сетях присоединений, отходящих от ГПП {главной понизительной подстанции) или ЦРП (центрального распределительного пункта) предприятия каждый раз, когда фактическая входная реактивная мощность отклоняется от величины, заданной энергосистемой (уставки). При этом секция конденсаторной батареи включается в сетях того присоединения, в котором потери в данный момент наибольшие (Qi ) и отключается, где эти потери наименьшие (Qi2Ri min). В результате обеспечиваются требования энергосистемы к потреблению реактивной мощности из ее сети и существенно снижаются потери электроэнергии в электрических сетях предприятия от перетоков реактивной мощности.

Однако данное устройство обеспечивает эффективное управление мощностью конденсаторных батарей только для периодов пиковых нагрузок энергосистемы. Соответственно в другие периоды времени суток устройство не обеспечивает требуемого режима управления мощностью конденсаторных батарей.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности является устройство, описанное в а.с. 1416961.

Оно состоит из генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к двоичному счетчику, выходы которого соединены с входами 6-ти блоков включения и отключения уставок режимов потребления входной реактивной мощности и с входом блока сброса счетчика, выходы блоков включения и отключения уставок подключены к входам 3-х RS-триггеров, прямые выходы RS-триг- геров подключены к управляющим входам трех ключей, инверсные выходы этих триггеров к логическому элементу, выход которого подключен к управляющему входу

четвертого ключа, четырех регулируемых резисторов, которые подключены к источнику опорного напряжения и через четыре ключа - к прямому входу компаратора и

переменному резистору, подключенному к инверсному входу второго компаратора, к прямому входу которого и инверсному входу первого компаратора подключен выход датчика реактивной мощности, выходы обоих

0 компараторов подключены через резисторы к прямым входам второй пары компараторов, к этим входам подключены также конденсаторы, к инверсным входам второй пары компараторов подключены движки пе5 ременных резисторов, подключенных к источнику опорного напряжения, блока анализа потерь и определения места коммутации, входы которого связаны с выходами последних компараторов, а выходы - с

0 соответствующими входами исполнительных органов, включающих или отключающих секции батарей конденсаторов, датчиков реактивной мощности, установленных в местах размещения батарей кон5 денсаторов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока квадраторов, блока масштабных усилителей, входы которого соединены с выходами блока квадраторов, а выходы - с блоком анализа

0 потерь и определения места коммутации.

Описанное устройство позволяет обеспечить минимум потерь активной мощности от перетоков реактивной при поддержании заданных величин входной реактивной мощности

5 (в.р.м.у Необходимость поддержания заданных величин в.р.м. в периоды пиковых нагрузок связана с требованиями энергосистемы. Во внепиковое время управление включением и отключением конденсатор0 ных батарей (КБ) производится по минимуму потерь активной мощности. При этом уставка задатчика в.р.м. устанавливается близкой к нулю, что соответствует включению всех КБ на предприятии. Указанное ре5 гулирование осуществляется путем включения или отключения Обк1, сориентированной на реактивную нагрузку того узла, где установлена эта батарея. Такой подход не позволяет эффективно использовать кон0 денсаторные батареи на протяжении суток с учетом того, что некоторые потребители предприятий часть времени суток не работают или работают с минимальной нагрузкой, а другие потребители в это же время

5 работают с максимальной нагрузкой. Кроме того от сетей предприятия часто питаются коммунально-бытовые потребители, которые вообще не устанавливают КБ.

Таким образом, во внепиковый период суток в одних узлах сети промышленного

предприятия могут создаваться избытки реактивной мощности

Обк НН1,(3)

а в других узлах - дефицит реактивной мощности

Q&KJ Он),(4)

где ,2,..m; ,2п-т;

т - количество узлов, в которых есть избыток реактивной мощности;

| п - общее количество нагрузочных уз- |лов.

| Неравенства (3) и (4) показывают возможность использования КБ, расположенных в 1-х узлах, для компенсации реактивных нагрузок j-x узлов. Реализация этой возможности должна соответствовать минимуму потерь активной мощности от дополнительных перетоков реактивной. При этом необходимо учитывать, что j-e узлы мо- гут получать реактивную мощность не только от 1-х узлов, но и от энергосистемы. В соответствии с изложенным и схемой, представленной на фиг. 1, величина указанных потерь запишется следующим образом:

А г- / Hs M- . f/ Г-ч 2г-

ДР(50бк)Рэ+{С1-С1бкГИп.

(5)

где 50бк - реактивная мощность, которая передается от i-x узлов в j-e, д Обк

1

ОбкгОж);

R3 - эквивалентное активное сопротивjienne i-x фидеров,

Ј 1/R,

;.1

; Rn - активное сопротивление питающей

|:ети;

п-пл

О Ј (Он) - Обк|).

I Величина Обк, которая определяет ми- (-(имум (5), будет равна:

Rn

(6)

пс ркл- п U6K - U D , р Кэ -г Ип

Включение КБ величиной Обквкл позво- тяет оптимальным образом уменьшить по- ери активной мощности как в питающей сопротивление Rn). так и во внутризавод- :кой сети (сопротивление RS).

Набор реактивной мощности величиной Збхвкл осуществляется включением КБ в 1-х злах. Могут быть следующие варианты:

1)если Обквкл (5 Обк О.тонабира- фтся Огжекл;

2)если О (50бквкл (5 Обк, то набира- тся 50бк:

3)если Обквкл 50гж О, то набира- тся Q.

5

10

1520 25

30

35

40

45

50

55

При этом полученная величина распределяется обратно пропорционально активным сопротивлениям i-x ответвлений RJ.

Целью изобретения является повышение эффективности использования мощностей КБ на протяжении суток за счет уменьшения потерь электроэнергии в питающих сетях предприятия и энергосистемы.

Цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее генератор тактовых импульсов, выход которого подключен к двоичному счетчику, выходы которого соединены с входами 6-ти блоков включения и отключения уставок режимов потребления входной реактивной мощности и с входом блока сброса счетчика, выходы блоков включения и отключения уставок подключены к входам 3-х RS-триггеров, прямые выходы RS-триггеров подключены к управляющим входам трех ключей, инверсные выходы RS- триггеров подключены к логическому элементу, трех регулируемых резисторов, которые подключены к источнику опорного напряжения и через ключи - к прямому входу компаратора и переменному резистору, подключенному к инверсному входу второго компаратора, к прямому входу которого и инверсному входу первого компаратора подключен выход датчика реактивной мощности, выхтэды обоих компараторов подключены через резисторы к прямым входам второй пары компараторов, к этим входам подключены также конденсаторы , к инверсным входам второй пары компараторов подключены движки переменных резисторов, подключенных к источнику опорного напряжения, блок анализа потерь и определения места коммутации, входы которого связаны с выходами последних компараторов, а выходы - с соответствующими входами исполнительных органов, включающих или отключающих секции конденсаторных батарей, датчики реактивной мощности, установленные в местах размещения батарей конденсаторов, выходы которых соединены с соответствующими входами блока квадраторов, блок масштабных усилителей, входы которого соединены с выходами блока квадраторов, а выходы - с блоком анализа потерь и определения места коммутации вводятся электронные ключи, связанные своими первыми входами с выходами датчиков реактивной мощности, установленными в местах размещения батарей конденсаторов, а первыми выходами - с блоком квадраторов, логический элемент 2И, выход которого соединен с управляющими входами электронных ключей, первый вход - с выходом логического элемента 3 И, а второй через диод - с выходом датчика реактивной

мощности, блок определения избытка реактивной мощности, который своими входами связан с вторыми выходами электронных ключей, блок определения эквивалентного сопротивления (БОЭС), своими входами тоже связанный с вторыми выходами электронных ключей, блок определения целесообразной мощности конденсаторов (БОЦМК), который своими входами связан с выходом датчика входной реактивной мощности и блока определения эквивалентного сопротивления, блок вычисления величины, подлежащей распределению, который своими входами связан с выходами блоков определения избытка реактивной мощности, определения целесообразной мощности конденсаторов и выходом датчика входной реактивной мощности, блок обратно пропорционального распределения, связанный своим входом с выходом блока вычисления величины, подлежащей распределению, вторых электронных ключей, которые своими первыми входами связаны с блоком анализа потерь и определения места коммутации, а вторыми - с выходами блока обратно пропорционального распределения, управляющие входы вторых электронных ключей соединены с выходом логического элемента 2И, а выходы - с исполнительными органами.

Введение новых блоков и новых связей повышает эффективность регулирования мощностями батарей конденсаторов по сравнению с аналогичными устройствами за счет использования батарей, установленных в одних узлах, для компенсации реактивных нагрузок других узлов.

На фиг. 1 изображена схема расчетной сети; на фиг. 2,3 представлена блок-схема автоматического регулятора конденсаторных батарей;, на фиг. 4 - блок-схема блока определения избытка реактивной мощности конденсаторных батарей; на фиг. 5 - блок-схема блока определения эквивалентного сопротивления; на фиг. 6 - блок-схема блока определения целесообразной мощности конденсаторных батарей; на фиг. 7 - схема блока выбора величины, подлежащей распределению; на фиг. 8 - блок обратно пропорционального распределения.

Выход датчика входной реактивной мощности 1 (см. фиг. 2,3) соединен с входом реагирующегооргана 2, второй вход которого соединен с выходом задатчика уставок 3, вход которого соединен с выходом автоматического переключателя уставок 4. Выход реагирующего органа 2 соединен с входом органа выдержки времени 5, выходы которого соединены с управляющими входами

блока анализа потерь и определения места коммутации 6.

Блок 4 автоматического переключения уставок, задатчик 3 уставок, реагирующий орган 2 и орган 5 выдержки времени состоят из генератора 11 тактовых импульсов, генерирующего импульсы с частотой Гц,

loUU

выход которого подключен к двоичному

0 счетчику 12, выходы которого соединены с входами шести блоков включения и отключения уставок режимов потребления входной реактивной мощности 13-18 и с входом блока 19 сброса счетчика, выходы блоков

5 включения и отключения уставок подключены к входам трех RS-триггеров 20-22, прямые выходы RS-триггеров подключены к управляющим входам трех ключей 23-25, инверсные выходы RS-триггеров подключены к логиче0 скому элементу ЗИ 27. Три регулируемых резистора 28-30 подключены к источнику 32 опорного напряжения и через ключи 23-25 к прямому входу компаратора 33 и переменному резистору 34, подключенному к инверс5 ному входу компаратора 35.

К прямому входу компаратора 35 и инверсному входу компаратора 33 подключен выход датчика 1 входной реактивной мощности. Выходы компараторов 33 и 35 под0 ключены к входам резисторов 36 и 37, выходы которых подключены к конденсаторам 38 и 39, а также к прямым входам компараторов 40 и 41. К инверсным входам компараторов 40 и 41 подключены выходы

5 движков переменных резисторов 42 и 43, подключенных к источнику 32 опорного напряжения. Выходы компараторов 40 и 41 подключены к блоку 6 анализа потерь и определения места коммутации, а входы ком0 параторов 40 и 41 соединены через переменные резисторы 42 и 43 с источником 32 опорного напряжения.

Выходы датчиков реактивной мощности 7i, 72,...In соединены с соответствующими

5 входами электронных ключей 44i,44a44П.

первые выходы которых соединены с соответствующими входами блока квадраторов 8, выходы которого соединены с соответствующими входами блока масштабных уси0 лителей 9, выходы которого соединены с блоком анализа потерь и определения места коммутации 6, выходы которого соединены с первыми входами электронных ключей 45i, 45245п. Вторые выходы электронных

5 ключей 44i, 44244П соединены с соответствующими входами блока определения избытка реактивной мощности (БОИРМ) конденсаторных батарей 46 и с входами блока 47 определения эквивалентного сопротивления (БОЭС). который своим выхо.цом связан с блоком определения целесооб- эазной мощности конденсаторов (БОЦМК) 76, один из входов которого также соединен ; выходом датчика входной реактивной иощности 1, а второй - с выходом блока 47.

выходом датчика 1 мощности соединен эдин из входов блока выбора величины, под- тежащей распределению (БВВПР) 48, два других входа которого соединены: один - с шходом БОИРМ 46, второй - с выходом 50ЦМК 76. Выход БВВПР 48 соединен с зходом блока обратно пропорционального эаспределения (БОПР) 49, выходы которого :оединены с вторыми входами электронных

слючей 45i, 45з45П, выходы которых сое-

1инены с входами исполнительных органов

I0i,10210П. Управляющие цифровые вхоы электронных ключей 44i,44244П и 451,

52,...,45п соединены с выходом элемента 2 11 50, один вход которого соединен с выхо- ом блока автоматического переключателя ставок 4 (выход элемента 27), второй вход оединен через диод Д с выходом датчика пходной реактивной мощности 1.

На фиг. 4 представлена блок-схема бло- ta 46 определения избытка реактивной ощности конденсаторных батарей д Обк, остоящего из одинаковых и одинаково со- диненных групп элементов. Каждая группа одержит сумматор 51, первый вход которо- го соединен через инвертор 52 с соответст- ующими выходами электронных ключей 4i-44n, второй вход сумматора 51 соеди- ен с источником задающего напряжения, апряжение которого пропорционально ощности конденсаторной батареи данного зла. Входы органа сравнения 53 соедине- ы с тем же входом ключа 44 и источником адающего напряжения. Вход электронного люча 54 соединен с выходом сумматора 51, правляющий цифровой вход ключа 54 сое- инен с выходом органа сравнения 53. Выходы электронных ключей 54 каждой группы соединены с входами сумматора 55. Выход сумматора 55 является выходом БОИРМ 46.

На фиг. 5,6 представлены соответственно блок-схемы блока 47 определения эквивалентного сопротивления и блока 76 определения целесообразной мощности конденсаторных батарей. Входы блока 47 соединены через электронные ключи 44i- 41П с соответствующими выходами датчиков

рэактивной мощности 7i, 727п и являются

пэрвыми входами органов сравнения 56f,

5 3256П, вторые входы которых соединены

с соответствующими источниками опорного напряжения. Выходы органов сравнения

5)1,5б256П соединены с управляющими

ц 1фровыми входами соответствующих электронных ключей 57i. 57257П, входы которых соединены с соответствующими источниками задающего напряжения. Выходы электронных ключей 57i, 57257П соединены с входами функциональных преобразователей 75i+75n, а также с входами сумматора 58, выход которого соединен с функциональным преобразователем 59, второй вход которого соединен с соответствующим источником опорного напряжения. Выход функционального преобразователя 59 соединен с первым входом сумматора 60, второй вход которого соединен с соответствующим источником опорного напряжения, к которому также подсоединен второй вход функционального преобразователя 61, первый вход которого соединен с выходом сумматора 60. Выход функционального преобразователя 61 соединен с первым входом функционального преобразователя 62, второй вход которого соединен с выходом датчика входной реактивной мощности 1. Выход функционального преобразователя 62 является входом блока 48 определения целесообразной мощности конденсаторных батарей.

На фиг. 7 представлена схема блока 48 выбора величины, подлежащей распределению (БВВПР). Первый вход этого блока соединен с выходом БОИРМ 46 и представляет собой первые входы органов сравнения 63 и 64, связанные с входом электронного ключа 70. Второй вход блока БВВПР 48, являющийся выходом БОЦМК 76, представляет собой второй вход органа сравнения 63, связанный с первым входом органа сравнения 65, а также с входом электронного ключа 71. Третий вход БВВПР 48, являющийся выходом датчика входной реактивной мощности 1, соединен с вторыми входами органов сравнения 64 и 65, а также с входами электронных ключей 72 и 73. Выход органа сравнения 63 соединен: через инвертор 66 с первым управляющим входом электронного ключа 70, первыми управляющими входами ключей 71 и 72; через инвертор 69 - со вторым управляющим входом ключа 73. Выход органа сравнения 64 соединен через инвертор 67 с вторым управляющим входом ключа 70 и первым управляющим входом ключа 73. Выход органа сравнения 65 соединен через инвертор 68 с вторым входом ключа 71 и вторым входом ключа 72. Выходы электронных ключей 70, 71, 72 и 73 соединены между собой и являются выходом БВВПР 49.

На фиг. 8 представлен блок 49 обратно пропорционального распределения (БОПР), Вход БОПР 49, являющийся выходом БВВПР 48, представляет собой первые входы функциональных преобразователей 74ч,

74274П, вторые входы которых соединены

с соответствующими функциональными преобразователями 75i+75n. Выходы функциональных преобразователей 74i, 74а74П являются выходами блока обратно пропорционального распределения 49.

Устройство работает следующим образом. Генератор тактовых импульсов 11 генерирует импульсы с частотой 2 импульса каждый час. Счетчик 12 производит счет этих импульсов, и на его выходах формируется код числа сосчитанных импульсов. Этот код анализируется блоками включения 13 и выключения 14 уставки утреннего максимума, включения 15 и выключения 16 уставки вечернего максимума, включения 17 и выключения 18 уставки минимума, блоком 19 сброса счетчика. Эти блоки, сравнивая код, полученный на выходе счетчика 12, с кодом, набранным на наборном поле, вырабатывают сигналы, переключающие прямые выходы RS-триггеров 20-22 в состояние 1 при совпадении кода на выходе счетчика 12 с кодом, набранным на наборном поле блоков включения уставки утреннего максимума 13, включения уставки вечернего максимума 15. включения уставки минимума 17. Инверсные выходы соответствующих триггеров при этом сбрасываются в состояние О. При совпадении кода, полученного на выходе счетчика 12, с кодами, набранными на наборном поле блоков выключения уставки утреннего максимума 14, выключения уставки вечернего максимума 16. выключения уставки минимума 18, данные блоки на выходах вырабатывают сигнал 1, при этом прямые выходы соответствующих RS-триггеров сбрасываются в состояние О, а инверсные выходы- в состояние 1. При совпадении кода на выходе счетчика 12 с кодом, соответствующим числу 48 (число получасов в сутках), блок 19 сброса счетчика вырабатывает импульс, сбрасывающий выходы счетчика 12 в состояние О. Коды, выставляемые на наборных полях блоков 13-18, соответствуют временам начала и конца вечернего и утреннего максимума и минимума нагрузок. Сигналы с прямых выходов RS-триггеров 20-22 включают ключи 23-25. При этом на вход этих электронных ключей поступает одно из напряжений, снимаемых с регулируемых резисторов 28-30. Эти напряжения соответствуют уставкам входной реактивной мощности в часы утреннего и вечернего максимума и минимума нагрузок энергосистемы. Напряжение одной из этих уставок подается на компаратор 33 и через переменный резистор 34, устанавливающий зону нечувствительности, на

компаратор 35. Компараторы 33 и 35 подключены таким образом, что напряжение, соответствующее логической 1, появляется на выходе компаратора 33 при превыше- нии напряжения, снимаемого с датчика входной реактивной мощности над напря- . жением уставки, при этом выход компаратора 35 находится в состоянии О.

Если напряжение, снимаемое с датчика

0 1 входной реактивной мощности, меньше напряжения уставки, срабатывает компаратор 35 и на его выходе появляется напряжение 1, при этом на выходе компаратора 33 имеется напряжение О. При появлении на5 пряжения 1 на выходе компаратора 33 или 35 конденсатор 38 или 39 заряжается через резистор 36 или 37, При этом напряжение на них постепенно возрастает по мере их зарядки до напряжения 1. Напряжение,

0 снимаемое с конденсаторов 38 и 39, сравнивается компараторами 40 и 41 с напряжениями, задаваемыми переменными резисторами 42 и 43. Напряжение 1 появляется на выходе компаратора 40 или 41 при

5 превышении напряжения на конденсаторе 38 или 39,снимаемого с переменного сопротивления 42 или 43. Напряжение, снимаемое с переменных резисторов 42 и 43, определяет выдержку времени до появле0 ния напряжения 1 на выходе компараторов 40 и 41. Эта выдержка времени необходима по техническим условиям коммутации секций батарей конденсаторов. Сигналы, снимаемые с компараторов 40 и

5 41, разрешают или запрещают выработку сигналов на включение или отключение конденсаторных батарей блоком 6 анализа потерь и определения места коммутации. Одновременно с датчиков 7i, 1г7П реак0 тивной мощности снимаются напряжения, пропорциональные реактивным мощностям, потребляемым в узлах системы электроснабжения. Эти напряжения через ключи 44i, 442,...,44n поступают на входы блока 8

5 квадраторов, с выхода которого снимаются напряжения, пропорциональные квадратам реактивных мощностей в данных узлах. Они подаются на вход блока 9 масштабных усилителей, с выхода которого сигналы, про0 порциональные потерям в узлах, поступают на информационные входы блока 6 анализа потерь и определения места коммутации, определяющего узел, в котором необходимо произвести включение или отключение

5 секции конденсаторной батареи, исходя из условия минимума потерь электроэнергии в сетях предприятия, и вырабатывающего сигнал, поступающий через один из ключей

45i, 45245л на один из исполнительных

органов 10i, 102Юп. Элемент 27 ЗИ ана изирует сигналы на инверсных выходах 3-триггеров 20-22 и вырабатывает сигнал 1, если на инверсных выходах всех трех 5-триггеров имеется сигнал, соответству- ощий 1..Такая ситуация возникает, если е срабатывает ни один из трех RS-тригге- юв, что соответствует внепиковому режиму лектропотребления энергосистемы.

С блока 27 ЗИ сигнал поступает на перши вход элемента 2И 50. Одновременно на ггорой вход элемента 2И 50 поступает сигнал с датчика входной реактивной мощно- ;ти 1. Это будет лишь при условии ютребления реактивной мощности пред- триятием, что обеспечивает диод Д1. Соот- етственно на выходе элемента 2И 50 юявится сигнал (логическая единица). Этот :игнал, поступая на управляющие цифро- ые входы электронных ключей 44i.

14244П. отключает выходы датчиков реакивной мощности 7i, 727П блока масштабных усилителей 8 и подключает их к соответствующим входам блоков 46 (БО- /IPM) и 47 (БОЭС), поступая на управляю- цие цифровые входы электронных ключей I5i, 452,...,45n. отключает входы блока 6 зна- 1иза потерь и определения места коммутации от исполнительных органов 10i, 02,...,10п и подключает последние к соот- 5етствующим выходам блока 49 обратно тропорционального распределения. Сигналы с датчиков реактивной мощности 7i,27П, пропорциональные реактивным нагрузкам узлов QHi, через ключи

141,44244П и инверторы 52i, 52252П

чоступают на сумматоры 511, 51251П. На

зторые входы этих сумматоров поступают сигналы от источников опорного напряжения, которые пропорциональны мощности сонденсаторной батареи. Обк установленной в данном узле. В результате суммирования на выходах сумматоров 511, 51251п

эудут сигналы, пропорциональные ОбкгОнЬ Сигналы с датчиков реактивной мощности 1, 72,..,7П и источников опорного напряжения поступают также на входы органов сравнения 53i, 53253П и, если Обк QHI, то на

зыходах органов сравнения появятся сигна- 1ы (логическая единица), которые, поступая на управляющие цифровые входы электронных ключей 54i, 542,...,54n, разрешают про- сождение сигналов с выходов сумматоров

511, 51251П на входы сумматоры 55, в

результате чего на выходе сумматора 55 пб- чвится сигнал, пропорциональный величине

30 б

(Q.GKi-0-Hi), то есть пропорциональный избытку мощности конден- ;аторных батарей. Сигналы с датчиков

мощности 7i, 72,...,7n через ключи 44i,

44244П поступают также на входы БОЭС

47, где они подаются на первые входы органов сравнения 56i, 562,...,56n, на вторые входы которых поданы сигналы с источников задающего напряжения, и при выполнении условия 0.6x1 QHI на выходах соответствующих органов сравнения 56i, 5б2....,56п появится сигнал (логическая единица),

0 которые, поступая на управляющие входы ключей 57i, 57257П. подключают соответствующие ист.зад.напр., величины которых обратно пропорционально эквивалентному сопротивлению линии, соединяющей дан5 ный узел с главной понизительной подстанцией (центральным распределительным пунктом) предприятия, к входам сумматора 58, на выходе которого появится сигнал,

П 1

0 пропорциональный - , который поступает на вход функционального преобразователя 59, который осуществляет деление, на второй вход которого от источс ника задающего напряжения поступает сигнал, пропорциональный единице, вычисленной в масштабе сопротивлений линий. На выходе функционального преобразователя 59 появится сигнал,

Q пропорцицнальный Рэ. который поступает на вход сумматора 60, на второй вход которого подается сигнал от источника задающего напряжения, напряжение которого пропорционально сопротивлению питаюс щей линии. Этот же сигнал поступает на вход функционального преобразователя 61, который осуществляет деление, на второй вход которого подается сигнал, пропорциональный Rn+Ra- Таким образом на выходе

Q функционального преобразователя 61 будет

Rn

сигнал, пропорциональный . р

кп т Кэ

который поступает на вход функционального преобразователя 62, осуществляющего 5 умножение, на второй вход которого подается сигнал с датчика входной реактивной мощности 1. На выходе функционального преобразователя 62 появляется сигнал,

Rn пропорциональный Q (-g-, р ) , то

0Кп + Кэ

есть пропорциональный величине целесообразной мощности конденсаторных батарей Обкекл.

Сигналы с: БОИРМ 46, пропорциональ5 ный 5 Обк, ДВРМ 1, пропорциональный Q, поступают на входы БВВПР 48, откуда они подаются на органы сравнения 63, 64, 65. Сигнал (логическая единица) на выходе органа сравнения 63 появится только при условии Обк Обквкл, на выходе органа

сравнения 64 - только при условии д Об 0 на выходе органа сравнения 65 - только при Обквкл О. Электронный ключ 70 замкнется только в случае выполнения двух условий: 50бк Обквкл и (5 Обк Q и на выход БВВПР48 поступит сигнал, пропорциональный д Обк. Электронный ключ 71 сработает при условии 5 Обк S; Обквкл и Обквкл Q. и тогда на выход БВВПР 48 поступит сигнал, пропорциональный Обквкл. Электронный ключ 72 сработает при условий д Обк 0бквкл и Обквкл О, и на выходе БВВПР 48 появится сигнал, пропорциональный Q. Электронный ключ 73 сработает при б Обк Обквкл и Обквкл О. и на выходе БВВПР 48 появится сигнал, пропорциональный О.

Сигнал с выхода БВВПР 48, пропорциональный д Обк или Обквкл или О, поступает на вход БОПР 49, а оттуда - на первые входы функциональных преобразователей 74i, 74274П, которые осуществляют умножение одной из указанных величин на величину.

R3

пропорциональную -R- К|

Величины

Рэ

RI

поступают с выходов

блоков 75i, 75275m, которые осуществляют умножение величин к- , - на

Rs, получаемые соответственно с блоков 571,572,...,57и59.

На выходах функциональных преобразователей появится сигнал, пропорциональ- ный необходимоймощности

конденсаторных установок в данном узле (эти сигналы через ключи 45i,452,...,45n подаются на соответствующие исполнительные органы 10i, 102Юп, которые осуществляют непосредственное включение и отключение секций конденсаторных установок).

Блоки 1,2, 3, 4, 5, 6, 7i. 72,...7П, 8, 9, 10i,

10210П выполнены идентично прототипу.

Блоки 44i, 44244n, 45i, 452,...,45n, 54i,

54254П, 571, 57257П. 70.71. 72, 73 являются электронными ключами схемы, и принцип работы их изложен в книге под ред. В.П. Боровского. Справочник по схемотехнике для радиолюбителей. - Киев, Техника, 1987, с. 306-307.

Блоки 511, 51251П. 55, 58, 60 - это

сумматоры, выполненные на основе операционного усилителя, схема и принцип действия сумматора описаны в книге под ред. А.Н. Лебедева и В.Б. Смолова. Аналоговые и гибридные вычислительные машины. М.: Высшая школа, 1984, с. 83-85.

Инверторы, блоки 52i, 52252П выполнены также на основе операционных усилителей, схема и принцип действия приведены

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

в книге А.Г, Алексеенко, Е.А. Коломбет, Г.И. Стародуб, Применение прецизионных аналоговых микросхем. М.: Радио и связь, 1985, с. 92-97.

Органы сравнения 53i, 53253n, 56i.

66256п. 63, 64, 65 выполнены на основе

компараторов, схема и принцип действия которых описаны в книге под ред. В.П. Боровского. Здесь же приведены схемы и принципы действия множительно-делитель- ных устройств, на основе которых выполнены блоки 59. 61, 62, 74i, 742,...,74П, 75i, 752,...,75п. Блоки 66, 67, 68, 69 являются логическими элементами НЕ.

Описанное устройство выгодно отличается от прототипа. Оно повышает эффективность использования конденсаторных батарей во внепиковый период потребления мощности и дает возможность получить дополнительное снижение потерь активной мощности величиной гЈ R2

(

Это достигается за счет введения блоков 44, 45, 46, 47, 48, 49, 76. которые позволяют включать конденсаторные батареи только в тех случаях, когда это обеспечивает указанное снижение потерь активной мощности.

Кроме того введение новых блоков позволяет снизить потери мощности и в сетях энергосистемы.

Формула изобретения

Автоматический регулятор конденсаторных батарей, состоящий из генератора тактовых импульсов, выход которого подключен к двоичному счетчику, выходы которого соединены с входами четырех блоков включения и отключения уставок режимов потребления входной реактивной мощности и с входом блока сброса счетчика, выходы блоков включения и отключения уставок подключены к входам четырех RS-тригге- ров, прямые выходы RS-триггеров подключены к управляющим входам четырех ключей, инверсные выходы RS-триггеров подключены к логическому элементу ЗИ, четырех регулируемых резисторов, которые подключены к источнику опорного напряжения и через ключи - к прямому входу первого компаратора и переменному резистору, подключенному к инверсному входу второго компаратора, к прямому входу которого и инверсном входу первого компаратора подключен выход датчика реактивной мощно- сти, выходы обоих компараторов подключены через резистор к прямым входам второй пары компараторов, к этим входам подключены также конденсаторы, к ..инверсным входам компараторов подключены движки переменных резисторов, подключенных к источнику опорного напряже- ния, блок анализа потерь и определения N еста коммутации, входы которого связаны С выходами последних компараторов, а выходы - с соответствующими входами испол- нительных органов, включающих или отключающих секции конденсаторных батарей, датчики реактивной мощности, установленные в местах размещения батарей конденсаторов, выходы которых связаны с соответствующими входами блока квадрато- f ов, выходы которого соединены с входами С лока масштабных усилителей, выходы которого соединены с блоком анализа потерь и с пределения места коммутации, отличающийся тем, что, с целые повышения эффективности использования мощности конденсаторных батарей на протяжении суток г утем уменьшения потерь электроэнергии в г итающих сетях предприятий и энергосистемы, он снабжен блоком определения из- Гытка реактивной мощности, блоком С пределения целесообразной мощности конденсаторных батарей, блоком вычисления величины, подлежащей распределению, блоком обратно пропорционального 1аспределения, блоком определения экви- алентного сопротивления конденсаторных атарей, двумя группами электронных клю- ей и логическим элементом 2 И, причем ыходы датчиков реактивной мощности, установленных в местах размещения батарей юнденсаторов, соединены с входами пер- (рй группы электронных ключей, управляюи

щие входы которых соединены с выходом логического элемента 2 И, первый вход которого подключен к выходу элемента 3 И, а второй вход через вновь введенный диод - к выходу датчика входной реактивной мощности, первые выходы первой группы электронных ключей соединены с входом блока квадраторов, вторые выходы упомянутых ключей соединены с входами блока опреде- 10 ления избытка реактивной мощности и блока определения эквивалентного сопротивления конденсаторных батарей, первый выход которого подключен к входу блока определения целесообразной мощ15 ности конденсаторных батарей, а второй выход - к входу блока обратно пропорционального распределения, к второму входу которого подключен блок выбора величины, подлежащей распределению, один вход ко20 торого соединен с блоком определения избытка реактивной мощности, второй вход- с блоком определения целесообразности мощности конденсаторных батарей, к второму входу которого и к третьему входу бло25 ка выбора величины, подлежащей распределению, подключен выход датчика входной реактивной мощности, первые входы второй группы электронных ключей соединены с выходами блока анализа потерь и

30 места коммутации, вторые входы упомянутых ключей соединены с выходами блока обратно пропорционального распределения, управляющие входы этих ключей соединены с выходом логического элемента 2 И,

35 а выходы - с исполнительными органами.

(Ч-4б«1

/

И ff

Ъ3«

Ь

Rn

1/r-rrr Ц ffyj - 9«/) f

фие.1

м

s i

f

CD CO

-g

Ю O)

to

L

-4w - Щ xwff s/

f 41

5S 5

4 I

ча

§

5

4)

I

Хйыходу блока 49

ФигЛ