Устройство для автоматического регулирования конденсаторной установки Советский патент 1980 года по МПК G05F1/70 

1

Изобретение относится к электротехнике, в частности, к компенсации реактивной мощности в электрических распределительных сетях.

Известны .устройства автоматичес- 5 .кого регулирования мо1цности конденсаторной установки 1.

Наиболее близким по своей технической сущности к изобретению яв- . ляется устройство для автоматическо- Ю го регулирования конденсаторной установки, содержащее канал управления по реактивному току,состоящий из датчика реактивного тока на входе и двух пороговых элементов. 15 на выходе, входы которых подключены к выходу Дб1тчика реактивного тока 12 .

Эти устройства обеспечивают регулирование конденсаторных установок 20 по комбинированному параметру, либо одновременно по напряжению и реактивному foKy, либо по напряжению, реактивному и активному току. При этом напряжение, действующее на входе25 регулирующего устройства, находится в сложной функциональной зависимости .одновременно от напряжения в начале линии электропередачи, от активного и реактивного токов ЗО

и от параметров линии электропередачи. Поскольку всё изменения указанных величин практически учесть не удается,не исключается возможность потребления нагрузкой сети реактивной мощности, превышающей экономически целесообразное значение, и не обеспечивается работа конденсаторной установки в оптималь-нрм режиме.

Цель изобретения - обеспечение оптимального режима конденсаторной установки.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для автоматического регулирования конденсаторной установки, содержащее канал управления по реактивному току, состояВД1Й из датчика реа.ктивного тока .на входе и двух пороговых элементов на выходе, входы которых подключены к выходу датчика реактивного тока, введены две логические ИЛИ, канал управления по напряжению, содержащий датчик напряжения на входе, два пороговых элемента, входы которых .подключены к выходу датчика напряжения, и две логические схекы И на выходе, а в канал управления по реактивному току введены две

логические схемы И-ИЛИ и триггер, входы которого подключены к выходам логических схем И-ИЛИ, причем два прялмх входа одной логической схемы И-ИЛИ подключены к соответствующим выходам пороговых элементовканала управления по реактивному току, два инверсных входаподключены к выходам пороговых элементов канала управления по реактивному току, а два других прямых входа - к выходам пороговых элементов канала по напряжению,один прямой вход каждой логической схемы И канала управления по напряжёнию подключен к выходу одного из nopcroBhax элементов канала управления П5) наП1эяжен1-1Ю, прямой вход - к инверсному выходу триггера, а два-инверсных входа -- раздельно к выходам пороговых элементов канала управления по реактивному току,На фигч 1 представлена структурная схема устройства; на фиг, 2 предстаЕлена графическая зависимость реактивного тока от. активного, ожидаемая в электрической распределительной сети в случае использования предложенного устройства, для конденсаторной установки.

Устройство содержит канал 1 управ-: ления по реактивному току, канал 2 управлеии-я по напряжению и логические схемы ИЛИ 3 и 4, В канал 3. управления по реактивному току входят датчик 5 реактивного тока, пороговый элемент б верхнего уровня, пороговый элемент 7 нижнего уровняj логические И-ШШ 8 п 9 и триггер 10, Входы пороговых элементов б и 7 подклю1:1ены к выходу датчика

5реактивного тока. Входы триггера 10 подключены раздельно к выходам логических схем И-ИЛИ 8 и 9,

Настройкой пороговых элементов

6и 7 устанавливается зона нечувст вительностн канала 1 управления по реактивного току.

Канал 2 управления по напряжению содержит датчик 11 напряжения, пороговый элемент 12 нижнего уровня, пороговый элемент 13 верхнего уровня и,логические схемы И 14 и 15. Входы пороговых элементов 12 и 13 подключены к выходу датчика 11 напряжения. Настройкой пороговых элементов 12 и 13 устанавливается зона нечувствительности канала 2 регулирования rio напряжению.

Прямые входы одной логической схемы И-ИЛИ 8 канала 1 управления по реактивно току подключены раздельно к выходам пороговых элементов 6 и 7 этого канала, а инверсные входы - к выходам пороговых элементов 12 и 13 канала 2 управления .ПО напряжению, в д1зугой логической схеме И-ИЛИ 9 канала 1 управления ПО реактивному току два прямых

входа подключены раздельно к выходам пороговых элементов 6 и 7 этого канала, и два прякых входа к выходам пороговых элементов 12 и 13 канала 2 управления по напряжению,

В каждой логической схеме И канала 2 управления по напряжению один прямой вход подключен к выходу одного из пороговых эле1/ ентов этого канала, другой прямой вход - к инверсному выходу триггера 10 канала

1управления по реактивному току, а инверсные входы - раздельно к выходам пороговых элементов 6 и 7 канала 1 управления по реактивному току.

Устройство работает следующим -образом.

Зона нечувствительности 1{анала

2управления по напряжению устанавливается внутри эоны нечувствительности канала 1 управления по реактивному току.

Устройство находится в статическом состоянии тогда, когда величина реактивного тока в сети равна значению, лежащему в зоне нечувствительности канала 2, .

Если величина реактивного тока в сети презыгаает уровень, определяемый пороговым элементом 6, пороговый элемент 6 включается и формирует команду .подключить, котора подается через логическую ИЛИ

3в устройство дереключения секций конденсаторной установки. Если величина реактивного тока в сети ниже нулевого уровня, определяемого пороговым элементом 7 , . пороговый эле. мент 7 включается и формирует команду отключить, которая подается через логическую ИЛИ 4 в устройство переключения секций конденсаторной установки, Регулирование по напряжению возможно jn-пль в случае, когда пороговые элементы

6 и 7 включены и триггер .10 находит в исходном состоянии.

Если .Bejn-i4nHa напряжения сети ниже уровня, определяемого пороговым элементом 12, пороговый элемент 12 включается и формирует команду подключить,.которая, при выполнении указанного условия, подается в устройство переключения секций конденсаторной установки через логическую схему И 14 и логическую схему ИЛИ 3,

Если напряжение сети выше уровня определяемого пороговым элементом 13, пороговый элемент 13 включается и формирует.. команду отключить, которая, при выполнении указанного условия, подается в устройство переключегшя секций конденсаторной установки через логическую схему I 15 и логическую схему ИЛИ 4, Поскольку зона нечувствительност канала 2 устанавливается внутри з.он

нечувствительности канала 1, то при нормальном режиме работы распределительной сети, согласно которому производится настройка устройства, включение порогового элемента 6 сопровождается включением порогового элемента 12, а включение порогового элемента 7 - включением порогового элемента 13. В этом случае логическая схема И-ИЛИ 8 Формирует сигнал, которым триггер 10 переключается в исходное состояние, подготавливая к включению логические схемы И 14 и 15.

В результате неучтенного характера изменения режима работы распределител7 ной сети возможен выход зоны нечувствительности канала 2 из зоны нечувствительности канала. 1, то есть при включенном пороговом элементе 6 может оказаться, включенным пороговый элемент 12, или пр включенном пороговом элементе 7 может оказаться включенным пороговый элемент 13, В этом случае логическая схема И-ИЛИ 9 формирует сигна;, которым триггер 10 переключается в рабочее состояние, запрещая прохождение команд подключить и отключить , фop -Iиpyeмыx пороговыми элементами 12 и 13, через логические схемы И 14 и 15.

Таким образом, устройство осуществляет регулирование мощности конденсаторной установки раздельно по реактивному току и напряжению, с блокировкой по реактивному току благодаря тому, что для регулирован по каждому параметру устанавливают в функции реактивного тока отдельную зону нечувствительности регулирующего устройства.

При этом зону нечувствительности канала, регулирующего по напряжению устанавливают внутри зоны нечувствительности канала, регулирующего по реактивному току. Регулирование гю реактивному току осуществляют в том случае, когда реа;-;тивный ток в сети равен значению, лежащему вне внешне зоны нечувствительности, а регулирование по напряжению - когда,реактивный ток в сети равен значению, лежащему внутри внешней, но вне внутренней зоны нечувствительности регулирующего устройства. При смеодении внутренней зоны нечувствительности за границы внешней зоны исключается регулирование по напряжению.

На фиг, 2 прямая 1 представля 1-раницу зоны последовательного подключения, а прямая 2 -границу зоны последовательного отключени секций конденсаторной установки .по реактивнол току, Прямс1Я 3 представляет границу зоны последовательного подключения, а прямая 4 - границу зоны последовательного отключения секций конденсаторноЯ установки по напряжению, - зона нечувствительности в функции реактивного тока устройства, регулирующего по реактивному току,йОро зона нечувствительности в функции реактивного тока устройства, регулирующего по напряжению.

Уровень реактивного тока, определяег-мй прямой 1, соответствует экономически целесообразной величине реактивной;мощности, которую может

o получать потребитель из сети энергосистеми, а уровень реактивного тока, определяемый прямой 2, устанавливается равным нулю, то есть

®3

IHOM

Лр--0 ;

(2J ,. (3)

0 где а

-величи 1а реактивного тока,

Pi определяемая прямой 1

Q:

-экономически целесообразная величина реактивной мощности, которую может

5 получать потребитель из сети энергосистемы;

-ном51нальное значени.е на9.ИОМ пряжения сети в месте присоединения, конденсаторной установки;

D

-величина реактивного тоРЧка, определяемая прямой 2.

-J .-i -; (4)

Pi 1г-уд «

Х

5

и, U2-,

-, „ Up-9:- Ur--1

,

(6)

е 3

величина реактивного тока,

где

РЪ определяемая прямой 3; величина реактивного тока,

i-V, определ.чемач прямой 4;

U нижний дoпycти мй уровень

-1 надряжения сети в месте присоединения конденсаторной установки;

Ur-г верхний допустимый уровень напряжения сети в месте

0 присоединения конденсаторной установки.

Конденсаторную, установку делят на отдельные секции. Для обеспечения устойчивой работы системы KOMneiicaции мощность одной секции принимают меньше величины ДЗрг UHOM

Конденсаторная установка находится в статическом состоянии Б том случае, .когда величина реактивного тока в сети равна значению,

0 лежащему в зоне нечл,вствительности Д3р5

Если величик.а реактивного тока в сети выходит из зоны нечувствительности йОр., р ограниченной прямы5

ми 1 и 2, to производится регулирование мощности конденсаторной установки по реактивному току, что обеспечивает потребление нагрузкой сети реактивной мощности в экономячески целесообразных пределах. Если величина реактивного тока в сети принимает значения, ограниченные 1 и 3 или 2 и 4, то про изводится регулирование по напряжению, что обеспечивает оптимальный режим работы конденсаторной установки.

Уровни реактивного тока, определяекые прямыми 3 и 4, согласно уравнениям (4) и (5), зависят от нескольких параметров реЛсима работы распределительной с:ети, все изменения которых участь практически не удается, В результате неучтенного характера изменения режима работы распределительной сети (например, отключение или подключение отдельных участков сети) возможен выход зоны нечувствительности ДОр из зоны нечувствительности лЛр , то есть уровень реактивного тока, рпреде- ляемнй прямой 3, может превысить уровень, определяемый прямой 1, или уровень реактивного тока, определяемый прямой 4, может принять отрицательное значение, В этом случае для предотвращения многократного подключения, и отключения одной и то же секций конденсаторной установки (что приводит к быстрому износу комw/TupyrocuHX аппаратов) исключается регулирование по напряжению.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования конденсаторной установки, содержащее канал управления по реактивному току, состоящий из датчика реактивного тока на входе и

двух пороговых элементов на выходе, входы которых подключены к выходу датчика реактивного тока, отличающееся тем, что, с целью обеспечения оптимального режима конденсаторной установки, в него введены две логические схемы или, канал управления по напряжению, содержащий датчик напряжения на входе, два пороговых элемента, входы которых подключены к выходу датчика нагхряжения, и две логические схемл И на выходе, а в канал управления по реактивному току введены две логические схемы И-ИЛИ и триггер, входы которого подключены к выходам логических схем И-ИЛИ, причем два прямых входа одной логической И-Или подключены к соответствующим выходам пороговых элементов канала управления по реактивному току, два инверсных входа подключены соответствено к выходам пороговых элементов канала управления по реактивному току, а два других прямых входа - к выходам пороговых элементов канала по напряжению, один прямой вход каждой логаческой схемы И канала управления по напряжению подключен к выходу одного из пороговых элементов канала управления по напряжению, другой прямой вход - к инверсному входу триггера, а два инверсных входа - раздельно к выходам пороговых элементов канала управления по реактивному току, .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Тайц А,А., Мишель Б,С, Регулирование напряжения и реактивной мощности в электрических сетях промышленных предприятий . М.-Л,, ГЭИ, I960, с, 148.

- 2,. Устройство автоматического типа АРКОН 1. Техническое описание инструкции по эксплуатации, Рижский опытный завод Латвэнерго, 1977,

10