Устройство для регулирования напряжения

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее конденсаторную батарею, соединенные с ней два основных ключа, датчик парамет ров сети, характеризующий уровень напряжения , трансформатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функ циональньгх возможностей, оно снабжено тремя дополнительными ключами, блоком управления, обеспечивающим переключение конденсаторной батареи с последовательного соединения на параллельное, причем первый ключ соединен с первым выводом ДСПОЛИительного первого ключа, второй вывод которого подключен к первичной обмотке трансформатора и второму основному ключу, выводы второго дополнительного ключа подключены к конденсаторной i батарее и к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора, выводы третьего (Л дополнительного ключа подключены к конденсаторной батарее и второму выводу вторичной обмотки трансформатора, третьи выводы всех ключей и датчик параметров се- S ти соединены с блоком управления.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 00 A (ц) Н 02 J 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ::

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21 ) 3425529/24-07 (22) 23.04.82 (46) 30.04.84. Бюл. № 16 (72) Б.Н.Абрамович, К.А.Ананьев и Л.В.Макурова (71) Ленинграцский орцена Ленина, орцена Октябрьской Революции и орцена Труцового Красного Знамени горный институт им. Г.В.Плеханова (53) 62l.3j 3.025-621.316.722(088.8) (56) 1. Шуцкий и цр. Трехступенчатое регулирование напряжения в карьерных сетях процольной компенсации. 1981, № 1 1, с. 33-36.

2. Авторское свицетельство СССР № 390624, кл Н 02 J 3/18, 1969.

3. Авторское свицетельство СССР

¹ 463190, кл. Н 02 3 3/18, 1973. (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, соцержашее конценсаторную батарею, соециненные с ней цва основных ключа, цатчик параметров сети, характеризуюший уровень напряжения, трансформатор, о т л и ч а ю ш ее с я тем, что, с целью расширения функ циональных возможностей, оно снабжено тремя цополнительными ключами, блоком управления, обеспечиваюшим переключение конценсаторной батареи с послeQîâàòåëüного соецинения на параллельное, причем первый ключ соецинен с первым вывоцом цополнителького первого ключа, второй вывоц которого поцключен к первичной обмотке трансформатора и второму основному ключу, вывоцы второго цополнительного ключа поцключены к конценсаторной

С) батарее и к оцному из вывоцов вторичной З обмотки трансформатора, вывоцы третьего цополнительного ключа поцключены K кон- ценсаторной батарее и второму вывоцу вто- ричной обмотки трансформатора, третьи вывоцы всех ключей и цатчик параметров се- ф ти соецинены с блоком управления.

; gggyC g

2. Устройство по и. l, о т л и ч а юш е е с я тем, что блок управления выполнен из порогового элемента, четырех логических элементов НЕ, двух логических элементов ИЛИ и двух логических элемен- тов И, причем вхоц порогового элемента образует вход блока управления, первый и второй выходы блока управления соединены пареллельно, третий и четвертый выходы блока управления соединены парал-. лельно, выходы порогового элемента под-= клк>чены к входу первого элемента HF H первым вхоцам первых элементов ИЛИ и

И, вход второго элемента HL 1100KIIþHeê к первому выходу блока управления, его

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, цля регулирования напряжения в слабой электрической сети,питаюшей узел нагрузxl.. асинхроннымH двигателями, причем

Наl!1>Я>КЕЧИЕ СЕ ГИ МожЕт ИЗМЕНЯ TbCB,ÑÂbi-.

we . О оТ номинальногс.

pÛ

Известно устройс lao n>IH per улHpoaaH IH не 1р11>кен11я с последовательной ко:11 епсn-* цией потери натццяжения, содер>кашее цве батаре11 кснцечса торов, включе>. .нное гсслеДОВатЕЛЬ:- О, И Л тЫРЕ ВЬ>КЛЮЧaтЕПЯ,. С r O— мошь>О которых путем переключения батарей конденсаторов устцойство Озволяет

IIOJIiг IHTb TPll < "IУПЕНЧ páP0BI;"H 1(аПОЧ>К ЕI" HR

1п ВЫХОДЕ (Ц

Недостаток ус трой с тве — и изк ий К Щ., так к»к при >иапря>к=-нии 1>итеюц;ей сети, превышаюшем но IHIla>Ibное, ус гройство не приводит компенсации реактивной состевля1ошей тока, вызывеюшей дополнительные потери, Извес-.но устройстве для регулирования напряжения B слеоой электрической сети, содержешее ба>арею конденсаторов, три ключа, шунтовай управляемый реактор, с помошью которых =- сети создееп.я гтсбевке напряжения, пропорционалы1ая реактивной состав>1яю1дей токе нагрузки I 21

Недостатками денного устройстве яв.ля>отся сложность и повышенная установленная могцлость оборудования из-.зе наличия управляемого реактора.

Неиболсе близким по TexHHческof! Сушности и дос игаемому результату к предвыход - к втооь1м входам первых элементов ИЛИ и И, е их выходы - к пятому и четвертому выходам блока управления соответственно. выхоц первого элемента

НЕ подключен к первому вхоцу второго элемента ИЛИ. второй вход которого подключен к BbIxoijy третьего элемента НЕ, вход третьer"o элемента НЕ подключен к пятому выходу блока управления, первый вход второго элементе И подключен к выходу второго элемента ИЛИ, второй его

axon - к выходу четвертого элемента НЕ, а выход — к первому выходу блоке управления, вход четвертого элемента НЕ поцкл>г>чен ктретьему выходу блока управления, легаемому явля ется ус тройс тво для регулирования напряжения, соцержашее батарею конденсаторов, соединенную с двумя ключами, трансформа тор, да тчик электрикс ческих параметров сети, херактеризуюший уровень нег ря>кения (3)

Н ед ос е тк Ом извес тн Ого ус тройс тве яв. ","-.ется наличие цвух батарей конденсаторо» (г рэдольной и поперечной), что увелиf3 чивеет габариты устройства, а также завышеег установленную мошность конценсаторов 1три неполном ее использовании, тек кrк устройство предусматривает шунтиро» ван>те уста>товки продольной компенсации, 15

1Л ел ь из О6 ре тен и я — расширение функциональных возможностей устройстве.

Поставле>1 IQB цель дос тягается тсм, 1То устройство цля регулирования непояжения, соцержешее конденсаторну1о бата?О рею, соеди>,енп11е с ней gaa ключа, датчик параметров сети, характеризуюшии уровень напри>кения, трансформатор, снабжено тремя дополнительными ключами, блоком управления, обеспечиваюшим пере25 ключе> ие конденсаторной батареи с последоветельногс соединения на параллельное, 1>р>1чем первый ключ соединен с первым вы1зоцом цополнительного первого ключа, второй вывог1 которого подключен к пер-:11 яичной обмотке трансформатора и второму

Основному ключу, выводы второго допол--1ителы1ого ключе годключень> к конденсаторной батарее и к одному из выводов вторичной обмотки трансформатора, выво3": дь> Tpc l beÃO цополнительнОГО ключе под

3 1089700 4 ключены к конденсаторной батарее и вт<М рому выводу вторичной обмотки трансформатора, третьи выводы всех ключей и дат чик параметров сети соепинены с блоком управления. 5

Кроме того, блок управления состоит из порогового элемента, четырех логичес- ких элементов НЕ, двух логических элементов ИЛИ и двух логических элементов

И, причем вход порогового элемента обри -10 зует вход блока управления, первый и второй выхоцы блока управления соепинены параллельно, третий и четвертый выходы блока управления соецинены параллельно, выхоц порогового элемента подключен к вхоцу первого элемента НЕ и первым вхоцам первых элементов ИЛИ и И, вхоц второго элемента HE поцключен к первому выхоцу блока управления, его выхоп— к вторым вхоцам первых элементов ИЛИ 20 и И, а их выходы — к пятому и четвертому выходам блока управления соответст венно, выхоц первого элемента HE поцключен к первому входу второго элемента

ИЛИ, второй вход которого подключен к выхоцу третьего элемента НЕ, вхоц треть

его элемента НЕ подключен к пятому выходу блока управления, первый ахоп второго элемента И поцключен к выхопу второго элемента ИЛИ, второй его exon — 30 к выхопу четвертого элемента НЕ, а выхоп — к первому выходу блока управления, вхоц четвертого элемента HE подключен к третьему выходу блока управления.

HG фиг. 1 представлена схема устрой» 35 ства цля регулирования напряжения; на фиг. 2 — то же, блока управления.

Устройство цля регулирования напряже ния (фиг.l) содержит батарею 1 конпенса

40 торов с двумя силовыми зажимами 2 и 3q. первый ключ 4 с цвумя силовыми зажимами 5 и 6 и цепью 7 управления, второй ключ 8 с двумя силовыми зажимами 9 и

10 и цепью 11 управления, трансформатор 12 с первичной обмоткой 13 и вторич45 йой обмоткой 14 с цвумя зажимами 15 и 16, блок 17 управления с вхоцом 18 и двумя выходами 19 и 20, цатчик 21 параметров сети с вхоцом 22 и выходом

23, три дополнительных ключа 24-26 с силовыми зажимами 27-32 и цепями управления 33-35 кажцого ключа, а блок 17 управления имеет три выхоца 36-38, поцключенных к этим ключам.

Блок управления 17 состоит из порого вого элемента 39, четырех логических элементов HE Ю-43, пвух логических элементов ИЛИ 44 и 45 и пвух логичес.ких элементов И 46 и 47, причем ехоп порогового элемента образует вход 18 блока 17 управления, первый 19 и второй

20 выхоцы блока 17 управления соединены параллельно, второй 37 и третий 38 цополнительные выхоцы блока 17 управления соединены также параллельно.

Схема устройства цля регулирования напряжения (фиг.l) и схема блока управления (фиг.2) исполнены оцнофазно. В обшем случае количество устройств равно числу фаз сети переменного тока, в кото« рую включается устройство.

Все элементы предлагаемого устройст ва пля регулирования напряжения могут быть выполнены по любым известным схемам. При этом ключи могут быть выполнены в вице KOHTBKtopoe или тиристоров, а при выполнении блока управления могут быть использованы контакты контакторов.

Устройство работает слецуюшим образом.

В HcxonHQM cocTosfHHH IlpH напряжении в сети, превышающем заданный уровень, сигнал, пропорциональный напряжению сети переменного тока, с выхоца 23 датчика 21 параметров сети подается на вход

18 блока 17 управления. При этом на выходах 19 и 20 блока 17 управления сигнал равен "0", а на выхоцах 36-38 сигнал равен "l". При сигнале, равном 0", цепи 7 и ll управления поццерживают ключи 4 и 8 в разомкнутом состоянии.

При сигнале, равном "1, цепи 33-35 управления поцдерживают ключи 24-26 в замкнутом состоянии. Таким образом, батарея 1 конденсаторов включена параллельно вторичной обмотке 14 повышающего трансформатора 12, а цепь первичной обмотки 13 повышаюшего трансформатора

12 замкнута ключом 24.

При снижении напряжения в сети переменного тока ниже заданного уровня сигнал, пропорциональный напряжению сети переменного тока, с выхоца 23 цатчика

21 параметров сети поцается на ехоп 18 блока 17 управления. При этом на выхоцах 37 и 38 блока 17 управления сигнал, становится равным "0", что привоцит к размыканию ключей 25 и 26 sepea цепи

34 и 35 управления. Затем становится равным 1" сигнал на выхоцах 19 и 20 блока 17 управления, вследствие чего через цепи 7 и 11 управления замыкаю ся ключи 4 и 8. После этого появляется сигнал «О" на выходе 36 блока 17 управления и через цепь 33 управления размы кается ключ 24. Таким образом, батарея

1089700 гце Uy, - напряжение короткого замыкания трансформатора;

0 И 3 и — номинальные фазные напряже-. ния и ток первичной обмотки трансформа Тора 5

К 1 - коэффициент, учитывающий реактивное сопротивление питающей линии, привеценное к напряжению 01, в цолях от 0к.

Напряжение на конценсаторах батареи при максимальной нагрузке трансформато-ра по току, например, при пуске наиболее мощного цвигателя, составляет 1дн 48 гце Kq — кратность пускового цвигателя;

31, — номинальный ток пускаемого цвигателя, привеценный к нап-20 ряжению 0 H

Для уменьшения насыщения и снижения потерь в нагрузке при повышенном напряжении в сети батарею конценсаторов целе сообразно включать параллельно вторич- 25 ной обмотке трансформатора. В этом случае реактивная мощность батареи конценсаторов равна цпар и и 3) зо

«(гн ( гце Ц 2 - номинальное фазное напряжение вторичной обмотки трансформа тора.

Для исключения перекомпенсации величина (по цолжна быть меньше реактивной З5 мощности Q>, потребляемой нагрузкой от вторичной обмотки трансформатора, т.е.

Опар гп" г» о а рп (9) гце 3 A — ток, потребляемый нагрузкой от вторичной обмотки трансформа тора;

3 — разность начальных фаз напряжения ц gH и тока Зад .

Из (3) и (4) слецует г (4н .

"с 12д 02н Б1и

U или

2» <н ц - 2/»" 2» апн р (5)

Рассмотрим случай, когца трансформатор полностью загружен по току, т.е. гдi«ц + т (rue "т=UqÄ/Огн- коэффициент трансформации).

Тогца из (5) получают .а х

Т

Выражение (6) является условием, при выполнении которого оцна и та же батарея конценсаторов может быть использована как на первичной, так и на втори ной сторонах трансформатора. При этом расширяются функциональные возможност прецлагаемого устройства, снижается установленная мощность конценсатора и капитальные затраты, что объясняется мень|щей стоимостью трех ключей по сравнени1о со стоимостью батареи конценса торов.

ДОГ.

Сос танитель О.На:.;азная

Редактор A.Kyрах Техрец А.Бабинеп Коррес-,ор А. Ференн

1»

3аказ 2948!52 Тлреи:, 63. 4 Подписное

Я ЯЦЩ Росударст,ецн ц-о иot итета еХСР по делам и=-.обоетений и откон1" ий 113035, Мосина, Ж-.35, Рау>нс:;ая наю., и, «;"/5

Филиал ППП "Патент, г Ужгород, уп. роектная, 4