УСТРОЙСТВО для ОПРЕДЕЛЕНИЯ СУММАРНЫХ ПОТЕРЬМОЩНОСТИ Советский патент 1970 года по МПК G06G7/62 

Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники, электрическому моделированию.

Известны устройства для определения суммарных потерь мощности, содержащие блок управления, блок вызова сетевых элементов, щунты, усилитель, квадратор, блок выбора знака, блоки потенциометров, сумматоры и реле.

В предлолсенном устройстве для повыщения точности определения суммарных потерь мощности в сетевых элементах модели переменного тока, в нем между усилителем и квадратором включен выпрямитель с фильтром, к выходу которого подключеи блок автоматического изменения масштаба, по каналам управления связанного с блоком управления, с блоком шунтов и блоком обратного масштабирования, подключенного к выходу квадратора.

Таким образом, целью предлагаемого изобретения является создание устройства для автоматизации расчета суммарных потерь активной и реактивиой мощностей в сетевых элементах моделей сетей переменного тока, работающих на любой частоте. Это достигается путем автоматизации вычислительных работ по определению суммарных потерь .активной и реактивной мощиостей средствами аналоговой техники с введением нринципа автоматического выбора масштаба по формулам:

--2 , (1

q 2 ,

(1/гЛ

где я, q - суммарные потери активной и реактивной мощностей;

, 2 ... п;

п - общее число сетевых элементов;

АР, А QJ -потери активной и реактивной мощностей в i-M сетевом элементе; RI, Xj - активное и реактивное сопротивления i-ro сетевого элемента;

/J-эффективное значение тока в t-м сетевом элементе.

Так как величины RI значительно отличаются от расчетных, а нотокораспределение в электрической сети энергосистемы в основном определяется величинами Х , которые достаточно близки в формулах (1) и (2), в качестве RI и Xi вводятся их расчетные значения. Непосредственное измерение нотерь активной и реактивной мощностей на сетевых элементах из-за ожидаемых больших погрешностей не применяется.

мощностей в сетевых элементах моделей сетей переменного тока.

Схема замещения энергосистемы, собранная на модели сетей неремениого тока, связывает сетевые элементы / друг с другом в онределенном норядке. Токи сетевых элементов иротекают через нормально замкнутые контакты реле 2 вызова элементов, концы нормально открытых контактов которых соединены с измерительнымп шинами 3. Между измерительными щинами подключается блок 4 щунтов. Падение напряжения с шунта через разделительный трансформатор 5 подается на вход усилителя 6 напряжения, выход которого подключается ко входу выпрямителя 7 с фильтром. Выход выпрямителя подключен ко входам квадратора 8 и блока 9 автоматического изменения масштаба. Выход квадратора 8 подключен ко входу блока 10 обратного масштабирования, к выходу которого подключаются блок // потенциометра и блок 12 выбора знака. Выход блока // потенциометров иодключается ко входу иакапливающсго сумматора 13, а выход блока выбора знака через блок М потейциометров ко входу накапливающего сумматора /5. Блок 16 управления по каналам управления связан с блоком 2, вызова сетевых элементов, с блоком 9 автоматического изменения масштаба, с блоками 11 и 14 потенциометров, с блоком 12 выбора знака и с накапливающими сумматорами 13 -а 15. Блок 9 автоматического измерения масштаба по каналам управления связан с блоком 4 шунтов и с блоком 10 обратного масштабировання.

В исходном режиме на потенциометрах блоков 11 и 14 по заранее выбранной последовательности устанавливаются ностоянные коэффициенты, пропорциональные расчетным значениям активных и реактивных соиротивлений сетевых элементов. На коммутационном поле блока 16 управления набнрается выбранная последовательность вызова сетевых элементов к измерительным шинам 3, а также носледовательность вызова сетевых элементов, имеющнх нндуктивиые ц емкостные реактивные сопротивления.

Пуск устройства осуществляется от блока управления. Когда вызывается i-й сетевой элемент к измерительным шинам (нормальнозамкнутые контакты реле вызова размыкаются, а нормально-открытые замыкаются), шунт с самым маленьким сопротивлением в блоке 4 иодключается последовательно к сетевому элементу И через него нротекает ток / сетевого элемента. Паденне нанряження с шунта через разделительный трансформатор 5 нодается на вход уснлителя 6 напряжения. Панряжение переменного тока с выхода усилителя 6 поступает на вход выпрямителя 7 с фильтром. На выхюде выпрямителя получается напряжение постоянного тока К //, пропорциональное эффективному значению протекающего через i-й сетевой элемент току /;. Выходное нанряжение выпрямителя поступает на входы квадратора 8 и блока 9 автоматического изменения масштаба. Если напряжение на выходе выпрямителя по величине меньше ноловины максимального значения (обычио максимальное значение напряжения берется 100 в), в блоке 9 образуется команда, по которой в блоке 4 шунтов последовательно с сетевым элементом включается шунт с сопротивлением, превышающим по величине сопротивление

первоначального шунта. Напряжение, снимаемое с щунта, увеличивается. Увеличивается и напряжение на выходе выпрямителя. Если это напряжение опять по величине меиьше половины максимального значения, то в блоке 9

образуется команда на новое увеличение сопротивления шунта и т. д. Еслп же это напряжение будет по величине больше половины максимального значения, то в блоке 9 команда на изменение сопротивления шунта не образуется, и система останавливается на выбранном масштабе. На выходе квадратора 8 получается напряжение постоянного тока, пропорциональное / с учетом выбранного масштаба.

При определении суммарных потерь потери во всех сетевых элементах должны быть оиределены с одинаковым масштабом. Для приведения значеннй вычисляемых нотерь к одному масштабу в устройстве предусмотрен блок 10,

обратного масштабпровання, в котором по сравнению с блоком шунтов масштаб изменяется в обратном направлений, т. е. коэффициент передачи блока 10 при увеличении соиротивления шунта уменьшается и наоборот.

Блок 10 может быть выполнен, например, на базе уснлителя постоянного тока с переменным сопротивлением обратной связи. Управляющие команды на блок 10 поступают от блока 9 одновременно с командамн, поступающими на блок 4 щунтов. Необходимо заметить, что в исходном режнме и в промежутках мелсду вызовами сетевых элементов блок автоматического изменения масштабов устанавливается в исходное положение. При этом

в блоке 4 шунтов устанавливается шунт снанменьшим сопротивлением, т. е. максимальный масштаб, а в блоке 10 - максимальный коэффициент передачи. Такой режим предусмотрен для предотвращения возможных перегрузок

элементов устройства.

Таким образом, на выходе блока 10 обратного масштабирования нолучается напряжение постоянного тока с одним масштабом для всех сетевых элементов. Это напряжение ноступает на вход блока 11 потенциометров, в котором выход i-ro потенциометра в данный момент подключен ко входу накапливающего сумматора 13. Так как на i-м нотенциометре блока 11 установлен постоянный коэффициент а, пропорциональный расчетному значению RI , то на выходе г-го noteHHnoMeTра получается напряжение постоянного тока, ого тока с конденсаторами в обратной связи на входе. Нанряжение с выхода блока 10 поступает и а блок 12 выбора знака, содержапдие инвер)р 17 и контакты 18 и 19 другого реле. Когда 5 лзывается сетевой элемент с индуктивным активным сопротивлением, это реле обестошо, и напряжение, пропорциональное / в юке 14 умножается на постоянный коэффиiCHT bi , пропорциональный расчетному зна10нию XI , и поступает на накапливающий мматор 15. При вызове сетевого элемента емкостным реактивным сопротивлением это ;ле срабатывает, и на вход блока 14 посту151ет напряжение с обратным знаком. Таким образом на выходе накапливающего мматора 13 получается напряжение постояк1ГО тока, пропорциональное г иа вы20Де накапливающего сумматора 15 - учетом знака Xi . Введение в схему устройства для определе25;я суммарных потерь мощности выпрямитеSaP,

ля и принцина автоматического выбора масщтаба позволяет работать с одинаковой высокой точностью на моделях, работающих на любых частотах для всех диапазонов изменеПИЯ тока сетевых элементов. Предмет изобретения Устройство для определения суммарных потерь мощности в сетевых элементах модели се-, ти переменного тока, содержащее блок управления, блок автоматического изменения масщтаба и блок обратного масщтабирования, блок вызова сетевых элементов, шунты, усилитель, квадратор, блок выбора знака, блоки потенциометров, сумматоры и реле, отличающееся тем, что, с целью повыщения точности определения суммарных потерь мощности в сетевых элементах модели переменного тока, в нем между усилителем и квадратором-включен выпрямитель с фильтром, к выходу которого подключен блок автоматического изменения масщтаба, по каналам управления связанного с блоком управления, с блоком шунтов и блоком обратного масщтабирования, подключенного к выходу квадратора.