Устройство для регулирования установки емкостной поперечной компенсации

Устройство для регулирования установки емкостной поперечной компенсации

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

Оп ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (11)1003243 (6! ) Дополнительное к авт. саид-ву % 907691 (53)M. Кд.

Н 02 J 3/18 (22) Заявлено ОЗ.10.81 (21) 3344207/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Гвс дарственннй квинтет

СССР

Опубликовано 07.03.83. Бюллетень № 9

Дата опубликования описания 07.03.83

-ao делан нзввретеннй (53) УД К621.3. .: -- .079(088.8) н втерытий (72) Авторы изобретения

В. П. Комлев и С. И. Малафеев (7I) Заявитель.

Владимирский политехнический институт (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ УСТАНОВКИ

ЕМКОСТНОЙ ПОПЕРЕЧНОЙ KOHQEHCAIIHH

Е:. tCu„ „siin nV„

ы Е к202

К=1 где К

О и

4 к

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения промышленных предприятий и электрифицированного транспорта с целью повышения коэффициента мощности нелинейных нагрузок при несинусоидальных напряжениях, По основному авт, св. % 907691 известно устройство для регулирования установки емкостной поперечной конпен10 садни, содержащее датчик напряжения, питающей сети и подключенные к его выходу последовательно. соединенные блок дифференцирования и квадратор, датчик тока нагрузки, блок перемножения, вхо15 ды которого соединены с выходами датчика тока нагрузки и блока дифференцирования, а выход через первый фильтр соединен с входом делимого блока деления, вход делителя которого через Вто» рой фильтр соединен,с выходом квадратора, а выход подключен к входу исполнительного элемента, управлякхцегь изменением емкости конденсаторной бата2 реи. Принцип действия такого устройства заключается в регулировании емкости конденсаторной батареи по измеренным величинам напряжений питающей сети и тока нагрузки в соо| ветствии с выражением номер гармоники;" действующее значение К-oN гармоники питающего напряжения; действующее значение К-ой гармоники тока нагрузки; угon сдвига фаз между К-ми гармониками тока нагрузки и питающего напряжения; частота питающей сети (Д.

1003243 1 где Чк - начальная фаза К-ой гармоники, измеряется с помощью датчика 1 напряжения. Несинусоидальный ток нагрузки

3 =ac (г) Т

При таком регулировании емкости конденсаторной батареи коэффициент мощности в узле нагрузки поддерживается максимальным, а ток в питающей сети и, следовательно потери электроэнергии, минимальны. Действующее значение тока конденсаторной батареи равно

При высоком уровне искажений формы питающего напряжения возможна перегрузка конденсаторов, что может послужить причиной выхода их из строя.

Алгоритм управления не учитывает перегрузок конденсаторной батареи, обусловленных высшими гармониками.

Бель изобретения - повышение надеж;ности работы конденсаторов при высоком уровне искажений формы питающего напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что устройство регулирования установки емкостной поперечной конденсации снабжено двухпоэиционным реле и вторым блоком перемножения, включенным между блоком деления и первым фильтром, З0 и двухпоэиционное реле включено между . входом второго блока перемножения и выходом второго фильтра.

На чертеже представлена схема устройства для регулирования, установки . емкостной поперечной компенсации.

Устройство содержит датчик 1 напряженйя питающей сети, датчик 2 тока нагрузки, нагрузку 3, блок дифференцирования 4, первый блок 5 перемножения, щ0 квадратор 6, фильтры 7 и 8, второй блок

9 перемножения, двухпозиционное реле

10, блок 11 деления, исполнительный элемент 12, конденсаторную батарею 13.

Двухпоэиционное реле 10 имеет ха- 45 рак терис тику 1лри Х(0 > Х)0 р>„1 0 при x )> 0ц

1 при >к < mUg

0 при x ) mUg X<0

Устройство для автоматического регулирования конденсаторной батареи работает следующим образом.

Несинусоидальное питающее напряжение

=ЕГг sinIKwt+lf > ) (измеряется датчиком 2 тока.

Ток конденсаторной батареи равен

,=С Е:.>2и cos(Kwt+9 )

К=1

Действующее значение этого тока равно

Коэффициент мощности в узле нагрузки, как известно, достигает максимального значения в том случае, если емкость конденсаторной батареи установлена в соответствии с выражением (1).

Реализация этого алгоритма осуществляется следующим образом.

Сигнал с датчика 1 напряжения, поступает на блок 4 дифференцирования, выходное напряжение которого

U =U = =>. Кы1Г20 cos(Kwt+V ) с>0

4- Дф. к „К возводится в квадрат с помощью квадра1 тора 6 и умножается на сигнал, пропорциональный току нагрузки в блоке 5 перемножения, В результате на выходах блока 5 перемножения и квадратора 6 формируются сигналы

О =Ю=2<и 0 cos(Км +Ч >х (, к! х 3 stn(Kwt+4 — ц

К=1

К К

CO 2

U =U =>ш E KU спп(Кшх+ > >

К=1

К(Фильтры 7 и 8. выделяют постоянные

I 2 составляющие из сигналов U и О, на выходах формируются напряжения

U = — iUc>t= 2w KU cos(Kwt+V ) х

1т T Kl к

К

О О

0 => II2 U п1п(Ки1+>„)

K=1

Г Эхп1п(Кш Ч -4 ) и =ш К>> Э п>пЧ

К-1 кк K

1003

Т Т

0= ОН=вЂ

2ш Е кири(ки ч„)) 3t= р О щ2у К201

К=1 и, следовательно, выходной сигнал второго блока 9 перемножения равен

0=0 О =U.

9 1 10 1

Блок 11 деления формирует напряжение, пропорциональное частному

Π— К К К

11 ОР 08 Г 20

К=1

40 в соответствии с которым с помошью исполнительного элемента 12 устанавливается оптимальное значение емкости конденсаторной батареи. Если среднее значение квадрата производной от напряжения питающей. сети, пропорциональное току конденсаторной батареи, превысит допустимое значение, т.е, Ug)JUp, то входной сигнал двухпоэиционного реле

10 примет значение

S0 и, следовательно, входные напряжения второго блока 9 перемножения и блока

-11 деления также равны О. Конденгде Т 2Ясо - период осйовной гамоники питающего напряжения.

f0

Из сравнения выражений (2) и (3 ) следует, что выходной сигнал фильтра

8 пропорционален квадрату действуюшего значения тока, протекающего через конденсаторную батарею. Этот факт позволяет испольэовать сигнал, пропорциональный действующему значению квадрата производной от напряжения питающей сети, для косвенной оценки тока конденсаторной установки и- отключения. ее при перегрузке. В том случае, если ток через конденсаторы не превышает допустимого значения, т,е. 08(Ц0, выходной сигнал двухпозиционного реле 10

243

d саторная батарея при этом отключается от питающей сети.

При снижении уровня высших гармоник ниже допустимого уровня,при котором Q p двухпозиционное реле 10 переключается, сигнал íà его выходе принимает значение U О1 и емкость конден

10 . саторной батареи регулируется в соотг ветствии с алгоритмом (1).

Значение порогового напряжения Up выбирается по перегрузочной способности конденсаторов, а ширина петли гистерезиса (1-rn) Up- в зависимости от сопротивления питающей сети иэ условия отсутствия повторных включений конденсаторной батареи после ее отклю чения за счет снижения напряжения при выключении конденсаторов.

Таким образом, предлагаемое уст ройство для автоматического регулирования конденсаторной батареи обеспечивает оптимизацию коэффициента мощности в узле нагрузки;. минимизацию дей,ствующего значения тока и, следователь но, потерь энергии в питающей сети; автоматическую защиту конденса.орной батареи от перегрузок при высоком уровне искажений питающего напряжения.

Использование предлагаемого технического решения в системах электроснабжения промышленных предприятий и электрифицированного транспорта повысит эффективность использования электроэнергии и надежность силовых конденсаторов при значительных искажениях питающих токов и напряжений.

Формула изобретения

Устройство для регулирования установки емкостной поперечной компенсации по авт.св. М 907691, о тличаюш е е с я тем, что, с целью повышения его надежности, оно снабжено двухпоэиционным реле и вторым блоком перемножения, включенным между блоком деления и первым фильтром, а двухпозипионное

I реле включено между входом второго блока перемножения и выходом второго фильтра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

No.907691, кл. .Н 02 J. 3/18, 1980.

1003243

Составитель О. Наказная

Редактор Н. Кешеля Техред Ж.Кастелевич Корректор Е, Рошко

Заказ 1581/40 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/S

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4