УСТРОЙСТВО для МОДЕЛИРОВАНИЯ КОМПЕНСАТОРА РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Советский патент 1970 года по МПК G06G7/62 

Предлагаемое устройство относится к области аналоговой вычислительной техиики.

Известные устройства для моделирования элементов электрических систем не воспроизводят режимы работы статических комленсаторов реактивной мощности в стационарных условиях и 1пря переходных процессах в электрической системе.

Предложенное устройство отличается тем, что с целью .расширения класса решаемых задач оно содержит кондеисаторную батарею с релейяым переключаюш,им устройством из двух -поляризованных реле, контакты которых соединены последовательно и Подключены в цепь литания Соответствующего электромагНИТ1НОГО реле с замедленным срабатыванием. Конденсаторная батарея защунтирована а«алогавой моделью управляемого ферромагнитного реактора, а на выходе усилителя мощности аналоговой модеЛИ управляемого ферро.магнитного реактора включен тумблер, подключающий к усилителю мощности /выход устройства «следящей фазы и потенциометр, соединенный с выходом усилителя через фазосдвигающую цепочку.

На фиг. 1 представлена .при-нципиальная схема описываемого устройства; .на фкг. 2 - характери ика регулирования управляемого реактора.

Модель управляемого реактора, включаемая параллельно конденсаторной батарее (последняя состоит из двух групп / и 5), содержит устройство «следящей фазы, блок управления и уолитель мощности, охваченный глубокой отрицательной обратной связью по току.

В задачу устройства «следящей фазы входит получение стабилизированного напряжения, отстающего ио фазе на 90° от .напряжения сети в узел .присоединения. Стабилизированное напряжение необхо.димо для имитации работы управляемого реактора в реж1име продольного подмагничивания, а также .для питания опориых цепей блока управления.

Устройство «следящей фазы содеричит усилитель 3, на вход которого через поступает иапряже.ние сети, встречно включенные стабилитроны 4, ограничивающие выходное напряжение усилителя 3, и резонансный фильтр 5, настроенный на первую гармонику напряжения. Отфильтрованное стабилизированное напряжение через дополнительный усилитель 6 подается в опориые цепи

блока управления и на потенциометр 7, с которого снимается входиой сигнал усилителя мощности iS. С по.мощью R-С цепочки 9-JO фаза напряжения на потенциометре 7 сдвигается на 90° по отношению к напряжению

сти 8 в любом .режиме будет иметь только реактивную составляющую.

Переключеиием тумблера 11 модель управ.ляемого реактора может быть переведена в режим поперечного подмагничивания. В этом случае на вход усилителя мощности 8 поступает сигнал с потенциометра 12, подсоединенного к выходу усилителя 3 через фазосдвигающую цепочку 13.

Таким образом, отличие двух режимов заключается в том, что напряжение, снимаемое с .потенциометра 12 е каком-либо фиксированном положении, пропорционально иЗМеняющемуся напряжению сети, тогда как сигнал, поступающий на вход усилителя мощности 8 с 1потешщометра 7, от напряжения Сети непосредственно не зависит.

Первый случай соответствует режиму продольного подмагничквания, второй - приближенно отвечает режиму продольного подмагничивания.

Блок управления, регулирующий величину входного сигнала усилителя мощности 8, включает измерительный, преобразовательный, интегрирующий и усилительные элементы. На фиг. 2 приведено семейство характеристик регулирования (At/J, где в качестве параметра выбран коэффициент усилеиия по отклонению напряжения с пределами от 20 до 100, причем /д моделирует напряжение холостого хода на зажимах источника нодмагиичивающего тока реактора.

Величина, пропорциональная отклонению напряжения At/, формируетея в иЗМерительном элементе, где напряжение сети, подаваемое через усилитель 3 па обмотку 14, суммируется с опориым напряжением, снимаемым с потенциометра 15. Сумма этих напряжений А и с и с - и on распределяется на потенциометре 16, с которого часть напряж ения, пропорциональпая Яду (,), поступает на вход усилителя 17. Шунтирующие диоды 18 дают возмолсность ввести предварительное ограничение по максимуму в характеристику регулирования (см. фиг. 2).

Усилитель 17 питает нижнюю катущку датчика 19 ферромагнитного типа, содержащего индукзционный преобразователь (верхняя система), поворотная рамка которого соосна с нижней подвижной рамкой ваттмет.ровой системы. Очевидно, при отклонении напряжения Д t/g в сети от номинального напряжения f/oa в рамке индукционного преобразователя наводится э.д.с. /д, пропорциональная этому отклонению. Последовательно с катушкой индукционного преобразователя включен конденсатор 20 для того, чтобы получить э.д.с. /д, находящуюся в п.ротивофазе с напряжением на потенциометре 7.

В датчике 19 предусмотрены также механические упоры, ограничивающие ход рамки в заданных пределах в соответствии с характеристикой регулирования.

ничивания или кратностью регулирования данного реактора, суммируется с входным сигналом усилителя мощности 8 и поступает на вход усилителя 22, управляющего работой электромеханического интегратора 23. Последний перемещает скользящие контакты потенциометров 7 и 12, изменяя таким образом величину входного сигнала усилителя мощности 3. Одновременно напряжение, регулируемое на потенциометре 7, .компенсирует установленную долю э. д. с. /д , поэтому

U K(lM-U)dt,

гд к-коэффициент, U-напряжение па входе уеилителя мощности, /д;-установле) д:)ля э.д. с./д , пропорциональная отклонению напряжения в сети Af/f. Дифференцируя это уравнение, получим

1 ли ., г ;г + д

k dt

что является уравнением устойчивого апериодического звена первого порядка, которое аналогично дифференциальному уравнению,

описывающему переходный процесс, возникающий в обмотках реактора при изменении напряжения на зажимах источника подмагничивающего тока. Меняя /(, можно моделировать различные постоянные времени управляемого реактора. Установка необходимой величины постоянной времени достигается изменением тока в электромагните интегратора с помощью реостата 24.

Одна ИЗ групп / конденсаторной |батареи

нормально включена и шунтируется управляемым реактором, вторая группа 2 присоединяется параллельно первой при форсировании конденсаторной -батареи.

Форсирование, расфорсирование и отключение конденсаторной батареи осуществляется при помощи релейной схемы, в которую входят шесть реле 25-30. Реле 25 и 26 - поляризованные и выполняют в схеме функции чувствительных органов; реле 27 и 28 - электромагнитные с замедленным срабатыванием (исполнительные элементы); реле 29 30 - электромагнитные, играют в схеме вспомогательиую роль.

Работа модели п)оисходит следующим образом.

На лицевую панель устройства выведены ручки потенциометров 15, 16 и 21, с помощью которых устанавливаются задапное номинальное напряжение сети, коэффициент усиления

по отклонению напряжения и кратность регулирования peaiKTOpa. Имеется также штекерный переключатель для задания постоянной времени реактора т и батарей. После установки указанных параметров устройство подключается к модели сети посредством тумблера 31.

В случае, если напряжение сети выще номинального, в рамке индукционного преобразователя наводится э.д.с. /д, под действием коользящие контакты потенциометров 7 и 12, еличивая напряжение на входе усилителя )щнс-сти 5. Реактивная мощность, поглоща:ая устройством из сети, возрастает, что иводит к снижению на-пряжения. Если напряжение сети упало ниже номильного, э.д. с. /д становится равной нулю, агрузка управляемого реактора начинает еньшаться, что, в свою очередь, вызывает вышение уровня напряжения в сети. Электромеханический интегратор 23 может 1ть остановлен тумблером 32. Таким обрам может быть остановлен и продолжен с тоже момента времени воспроизводимый реходный процесс, происходящий в обмотX реактора, что удобно для его наблюдения регистрации. По окончании переходных процессов, «огда гнал на входе усилителя 22 равен нулю, отдает контакт 25i поляризованного реле 25, лючающий сигнальную ла мпочку 33. Поляризованное реле 26 управляется фазовствительной схемой и в зависимости от ака отклонения напря кения замыкает цень тания реле 27 (29) или 28 (30). Так, при ижении напрялсения сети подвижный конкт реле 26 перебрасывается в положение 1- Однако срабатывание реле 29 и затем ле 27, осуществляющего фороирование коннсаторной батареи, лроисходит лищь при ловии, если одновременно будет замкнут и нтакт 25i. При сниженном напряжении сети полнение этого условия возможно только в жиме холостого хода управляемого реакто, когда сигнал на входе усилителя мощнои 8 лод действием интегратора 23 уменьается до нуля. Сигнал на входе усилителя также становится равным нулю, реле 25 есточивается, я контакт 25 замыкает цень :тания реле 27 и 29. При срабатывания реле 27 замыкает свой нтакт, который подключает к сети дополнильную труппу 2 конденсаторов с целью форрования .мощности конденсаторной -батареи, шлствием этого является повышение уровня пряжения в сети. Если напряжение восставливается до номинального или превышает э, подвижный контакт реле 26 занимает йтральное положение или переходит в пожение 26. В последнем случае IB связи € явлением /д размыкается и контакт 25. 1нако расфорсирование конденсаторной бареи не происходит, так как реле 27 самоблоруется своим контактом, в то время как нтакт реле 30 нормально замкнут. При дъеме напряжения сети сверх номинального дача автоматического регулирования напря2НИЯ возлагается на управляемый реактор, торый принимает иэбыток реактивной мощсти на себя. Индякаторол форсирования нденсаторной батареи служит сигнальная мпочка 34, загорающаяся при срабатыва;и реле 27, достаточна для компенсации избыточной реактивной мощности, то как только ток, поступающий в модель реактора, достигнет нредельного, контакт 25 вновь замыкается, и реле 30 оказывается под напряжением. В результате контакт реле 30 разрывает цепь самоблокировки реле 27, которое обесточ)ваясь, расфорсирует конденсаторную батарею (индикаторная лампочка 34 гаснет). сопровождается понижением уровня нанряжения в сети. При восстановлении нормального уровня или дальнейшем снижении нанряжения подвижный контакт реле 26 из положения 2б2 переходит в не11тральное положение или другое крайнее положение 26. Цепь питания реле 28 разрывается, и реле 28, обладая замедленным срабатыванием, не успевает отключить основную труппу 1 конденсаторов. максимальной нагрузке управляемого реактора создает условия, аналогичные моменту расфорсирования (на этот раз срабатывает реле 26, полностью отключающее конденсаторную батарею, вследствие чего напряжение сети падает). Как и в случае форсирования, реле 26 самоблокируется, и, при необходимости, плавное регулирование напряжения осуществляется моделью управляемого реактора. Пндикатором отключения конденсаторной батареи является сигнальная лампочка 55. равления позволяет последовательно реализовать логические операции включения, форсирования, расфорсирования и отключения конденсаторной батареи с возможностью плавного автоматического регулирования напряжения в паузах, длительность которых определяется кратностью регулирования и постоянной времени модулируемого управляемого реактора. тора реактивной мощности, содержащее аналоговую модель управляемого ферромагнитного реактора, отличающееся тем, что, с целью расщирения класса решаемых задач, оно содержит конденсаторную батарею с релейным переключающим устройством 1из двух поляризованных реле, контакты которых соединены пocлeдoвaтevTьнo и подключены в цепь питания соответствующего электромагнитного реле с замедленным срабатыванием; причем конденсаторная батарея защунтирована аналоговой моделью управляемого ферромагнитного реактора, а на выходе усилителя мощности аналоговой модели управляемого ферромагпнтного реактора включен тумблер, подключающий к усилителю мощности выход устройства «следящей фазы и потенциометр, соединенный с выходом усилителя через фа. одвигающую цепочку. Если кратность регулирования реактора неРасфорсирование конденсаторной батареи Последующий рост напряжения сети при Таким образом, рассмотренная схема упПредмет изобретенная Устройство для моделирования компенса

alicl

ffjv 0

a Lkl.

г 2