Регулятор статического компенсатора
PEryjUITOP СТАТИЧЕСКОГО КОМПЕНСАТОРА , состоящего из конденсаторной батареи и реактора, управляемого тиристорами , содержащий датчики тока нагрузки, датчики напряжеьа1я питающей сети, сумматоры через функциональные преобразоыате.11И, подключенные к блоку управления тиристорами, о т л ичающийся тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен датчиками тока конденсаторное батареи, шестью датчиками мгновенного активного тока и тремя датчикаш мгновенного реактивного тока, причем на входы датчнков мгновенного активного тока подключены выходы датчиков напряжения пиTaioineii сети и тока нагрузки, на датчиков мгновенного реактивного тока нодключены выходы датчиков тока конденсаторных батарей и напряжешш питающей сеги, а выходы девяти датчиков мгновепного активного (О и реактивного тока соответственно 1одключены на входы трех сумматоров.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СО14ИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИН (19) (И) ф 1
Э(5и Н 02 J 3 18
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙ (21) 3447283/24-07 (22) 31.05.82 (46) 07,05. 84. Вюл. 1Ф 17 (72) Ю.А.Кенс и N.Å.Варецкий (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621.316 1:621.316.728(088.8) (56) !. Авторское свидетельство СССР
11 - 666608, кп. Н 02 J 3/18, 1971.
2. Патент СССР 11 776582, кл. Н 02 J 3/13, 1974. (54) (57) PLWJUITOP СТАТИЧЕСКОГО К011ПЕНСАТОРА, состоящего из конденсаторной батареи и реактора, управляемого тиристорами, содержащий датчики тока нагрузки, датчики напряжения питающей сети, сумматоры через функциональные преобразователи, подключенные к блоку управления тиристорами, о т л ич а ю ц и и с я тем, что, с цепью повышения надежности, он снабжен датчиками тока конденсаторной батареи, шестью датчиками мгновенного активного тока и тремя датчиками мгновенного реактивного тока, причем на входы датчиков мгновенного активного тока подключены выходы датчиков напряжения питающей сети и тока нагрузки, на входы датчиков мгновенного реактивного тока подключены выходы датчиков тока конденсаторных батарей и дат щкон напряжения питающей се гlt а выходы девяти да1чиков мгновенного активного и реактивного тока соответственно подключены на входы трех сумматоров.
109I27"I
Изобретение относится к злектротехнике и предназначено для использования в системе автоматического ре.гулирования статического компенсатора, предназначенного для компенса-. ции реактивной мощности мощных не--. симметричных, быстроизменяющихся нагpvaoê промьшшене(ь(х предприятий.
Известны быстродействуюшие устройства регулирования статических ком-. пенсаторов, в которых используе1Гзя принцип фазового рассогласовае(ия(11, Однако они не позволяют симметрировать напряжение при включении Ileсимметричных, быстроизменяющихся нагрузок H компепсировать колебания мощнос си (напряжения 3,, anзникающие при зтом.
Наиболее близким по технической суще(ости является быстродействующий регулятор статического компенсатора., позволяющий снижать колебания напряже ия и осуществлять его симметрирование в узле включения нагрузок. Зтот регулятор содержи- датчики тока наг-;-, рузки, датчеп(и напряжения питающей
СЕтн, С(Лг(МатОрЫ, КОтОрЫЕ ЧЕРЕЗ фуНКдиональные е(реоб13азова тели 1(гздт(х(ю)1е-=
6 г-,OI»тг ((ПР»ат 1(ЕЕ(Ил гт(РИС»3ва »11()ГПТОЕК ГОР» СИСТЕМУ РЕГУЛИРОВаНИЯ OG()
Гатьoi . в:iзи., сисГ(=.i»I3 огэаничення(21. !
Цтн г;Ннж- (1,,1 ОТ.С) С)НЕЕI(тй т3Ег;;.ттл I,(Ы
i!;азь1 суммарного тока комле;;сации, -:)"; 2101!(z х мес. то в основном из-за зксп !
ò-„а; H! -,ТОТ(((ь(Х КОЛЕбаннй тОКа КО(.О","Н-с !r- орной ба "ареит в ь(зе3есл ном рег:) г I tl > Р "., г()т()О(11 3 (I I I(I Oil(г 1 1)» )1 ТП1(-;-(с.: 1(а;1 еj тут(нпога гlя 06 0» ТЕ(ой снг -. етктт(()»(ае()111((л д J Гчп(:. \;I .-„.а (:дт;иг: I г
11»за(>J, т)) I ) !,J(I(;(ИЕЕЕЙ((ОГО т . (j, Е(".У
" 3 Ia (3 ;»: - .-I()), ;I,,,г т(Н F! )Вая Ь ТIP(31,11., i" К " ), -iI=(1»t Т"(11; Г с)(»т 1 г 1 1 г)етl)Д;i г Ii ггтЕ,"J т..:1) -,1(O) IZil (! II(:l (1(a((iя (1») (. 0CII l(»! тт, и:т lт- усJ о Jl=,я))1 т)с-тo(;i:z(1: 1, (н
) ".1 j)ОБ t.)(атСтl,3пь!3(Ст-. 013 а -,.:, Т(Е
11 : I(((т). (»1(Т(Е)!.. J i(I!i!1 Т,,- ), 3)г. (ЯТТ!г" i ;; Z(T. (.: )1.( ((. г (3»(аlil г . ТГ;: I!(g;;J; 1(Поря 4 011 !; С i;,, пil;, гтЬ
-:1--,1Ы ) 13".III. i OPМатOP Ë(iPJ!ж(31(! (Л ) .
:! .3j i!:: 3 о о )3 е "((:- (11(11 I (о «1 Iю е l I."1 (i i )е г:)", " jjpТ тт ili Р )НЛ Г )" ) J 1. IJ 3 (Г
J. - -) t .а "np Р т г: г г )i. г 11 P(3 1,"jiff Tnjt С 1 а: г,»1 3„ natl (1
:. О(. Ji: I!I :. „, (:: I Г.i-)T Ti TI(ltаl О 13 i;nllrt-. 1(. саторной батареи и реактора, управляемогG тиристорами, содержащий датчики тока нагрузки, датчики напряжения питающей сети, сумматоры через функциональные преобразователи, подключенные к току управления тиристорами, введены датчики тока конденсаторной батареи, шесть датчиков мгновенногo активного тока и три датчика мгновенного реактивного тока, причем на входы датчиков мгновенного активного тока подключены выходы датчиков напряжения питаю(цей сети и тока нагрузки, на входы датчиков мгновенного реактивного тока подключены выходы датчиков тока конденсаторных батарей и датчиков напряжения питаю(пей сети, а выхоцы девяти датчиков мгновети(ога активного и реактивного тока соответственно подключены на входы трех су .(маторов.
Б контуре регулирования фазы АВ компенсатора регулятор реализует уравуpаHHeние р где I<> — необходимое значение тока фазы АР реактора статического компенсатора
I.„, †. ток фазы АЗ конденсаторной
< батареи.; действиты ьная составляющая г.l тока фазы А нагрузки по отношению к напряжению (1
), а11»ло1 - I ZIO ((1(я других ааз уравнения записываюF(:H с .облюдением соответствующей
Ij:-! з ой и -l (i(кса(т,ин: указанный lipHH
Енп ре.-улирования осное3ывается на изв".,тном методе имм(трирования ис одя из которого урав IpHHJI симметри:то, а((((я;тле(.рехфазной активно-инду (T нной 1(агрузеси(могут быть предо гавj!e("ы .-:, параметрическом виде . к (( б (.),((, "г,, / »3 ". „(:У() (3(;г I (2 1
=rI "- -)(.1)" 1 >, -о-. „ 1(9 (( 1-.„, - 1(ро(3(>д»(мост((, (р)азы АВ обобI6 щен(:ого компенсатора; р .:ктивная и активная провоС (»)РС Г(.1 т.lаврт(31<И И т. П. лавке.:(-:я с2;11 можн(1 представить в ...А(„)= - Х() +1,-( 3 l!) 3 I М, где, 1. д!! - ток фаз33 ЛВ ком33е33с;33< р,3; !. 3. P(r1KTttHtttltt tt ttK Гttttttit tt Ж составляющие тока 33агрузки фазы АВ. АналОгичнО дпя других фаз . Coo f ttttшенин (.3) неудобны в практической реализации, поскольку в реальных системах электроснабжения измеряются линейные токи I,18, IC . В этой связи покажем более рациональную форму записи уравнений компенсации. Рассмотрим векторную диаграмму трехфазной несимметричной активно-индуктивной нагрузки, подключенной к симметричной системе напряжений U, U, U „, показанную на фиг.2. Из диаграммй можно записать следующее соотношение: д + Ig 3 IAg (IcA щ) (4) 20 уравобобСравнив уравнение (4) с первым нением (3), можно записать для щенного компенсатора Sc cA 1 IAq= -(Il! + д )/ 3 (5) Аналогичные соотношения легко записать для других фаз. Учитывая, что регулятор разработан для индуктивно-емкостного компенсатора, где регупиру- 0 емой величиной является ток реактора, уравнение компенса1,ии необходимо представить в виде соотношения (1). На фиг.l показана функциональная схема регулятора на фиг.2 — векторЭ 55 ная диаграмма, объясняющая принцип симметрирования нагрузки и компенсации ее реактивной мощности; на фиг.3структурная схема датчика мгновенн32го активного тока; на фиг.4 — временные диаграммы, иллюстрирующие работу регулятора. Регулятор содержит шесть датчиков 1 мгновенного активного тока, которые подключены к соответствующим выходам датчиков тока 2, нагрузки 3 и напряжения 4 питающей сети 5, три датчика 6 мгновенного реактивного тока, на входы которых включены выходы датчиков 7 тока конденсаторных г батарей 8. Выходы датчиков мгновенного активного тока и мгновенного реактивного тока подключаются соответствующим образом к входам трех сумматоров 9, выходы которых включены на входы трех функциональных преобразователей 10. С выходов функциональных преобразователей сигналы подаются на вход блока ll управления ти) / 4 ptti.. 3 Ор 1 tttt l ltpttw T 15 — то же дпя датчика 6 реактивного тока. К выходам формирователя синхронизирующих импульсов (14 и 15) подключены формирователи 16 и 17 импульсов памяти. К выходам, формирующим отрицательные импульсы памяти— ИП.1 и ИП, подключен формирователь 18 импульсов разряда, Датчик 19 мгновенного тока подключен к четырем выходам формирователей 16 и 17 импульсов памяти (подаются импульсы ИП2 ИП„, — ИПq -ИПZ ) и к четырем выходам формирователей импульсов разряда (подаются импульсы HP ИР -ИР -ИР ). Эти восемь входов яв° 3 1 ляются управляющими. Рабочий вход датчика 19 составляющей тока подключен к выходу датчика 4 тока ° Вы-, ход датчика мгновенного тока подключен к сумматору 9. Формирователь 14 синхронизирующих импульсов содержит входной блок 20 напряжения,который преобразует входные напряжения от датчика 4 напряжения до величины, требуемой для нормальной работы последующих элементов; интегратор 21, выполненный двухкаскад33ым с целью повышения быстродействия и осуществляа ющий сдвиг входного сигнала на 45 каждым каскадом (второй каскад настраивающийся для обеспечения возможности получения точного сдвига на 90 ); формирователь 22 прямоугольных импульсов и дифференциатор 23. Формирователь !5 синхрониэирующих импульсов содержит только элементы 20, 22 и 23„ т.е. Отсутствует только интегратор 21, формирователь 16 импульсов памяти содержит два инвертора 24 и ждущий мупьтивибратор 25, Формирователь 17 импульсов памяти содержит ждущий мупьтивибратор 25 и один .: инвертор 24. Формирователь 18 33мпульсов разряца содержит дифференциаторы 26, инверторьt 24, сумматоры 27, формирователи 28 прямоугольных импульсов и инверторы 24. Датчик ! 9 мгновенного тока содержит входной блок 29 тока, преобразytnt.ttttt вход10с(1273 ной ток да величины, требуемой для нор-. мальной работы последующих элементов, повторитель 30; инвертор 24; ключи положительной 31 и отрицательной 32 полярностей; формирователи сигналов памяти для положительной 33 и отрицательной палуволн тока; запоминающие элементы дпя положительной 35 и отрицательной 36 полувалк тока; разделительные повторители 37 и сумматоры 38. Регулятор статического компенсатора работает следующии образом.(фиг.4). В момент времени t<, соответствуюший отрицательному максимуму напряже- 15 ния U фиксируется проекция I тоCA ка нагрузки х . При прохождении напряжения U. через куль (момент времеr1 8 КБ ни t ) фиксируется проекция Х 8така конденсаторной батареи i факти- 20 ° ((6 чески соответствует амппитудкому значению тока конденсаторной батареи). Б момент времени С, соответствующий положительному максимуму напряжения фиксируется проекция q-T > ) та- 25 9с ка нагрузки z.> . Сигналы, пропорциональные этим величинам, подаются на вход сумматора, на выходе которого получают TIpH эTOM сигкал, прапарцио"" р ,>.†.nüíüãé 3(,8; К моменту времени t соответствующему прохождению напряжения Б, ерез максимум,, уже апрецель ляется зна ение необхадимога угла регулирования с4 . Таким образом, ре. у.- втор обеспечивает быстродействие «еГ . лкравaкия 1(равное 6>/ ис Функцчака(гькый преобразователь,, реа— ,Р ni(эующи(., функцию = г (, (, обегпе ги -.:зе"" требуемое см(-щенке импульсов управле-;тля тнристарнога блока, Факти-,(О -.;еское быстродействие обработки вазмушения фазой регулятора oпредепяется t!p!T. + ь .7ы ; в,. !"T6 K "("C> (и объясняется особенностью протекания тока в тиристоре. Принцип работы датчика мгкавекнога активного тока объясняется с помощью временных диаграмм, показанных на фиг.5. Датчик мгновенного реактивного тока работает аналогично, только импульсы СИ и (СИ синхронизированы с пересечением входным капряжением нулевой линии. Ширина импульса памяти ТИ выбрана из условии заряда запоминающих емкостей, к которым на время ТИ прикладывается напряжение, пропорциональное входному току, т. е. ТИ 3 3 ь (— постоянная заряда). В разрабатакнам регуляторе ТИ=200 мкс (3,6 эл.град.). С точки зрения точности измерения ТИ целесообразна выбирать минимально возможное, исхадя из стабильности параметров комплектующих схемы регулятора. Применение инвертаров 24 на выходах дифференциаторов 26 обусловлено необходимостью развязки цепей дифференциаторов с целью ослабления их взаимного влияния. Применение разделительного повторителя 37 на выходах запоминающих элементов 35 и 36 осуществлена с целью практически полного устранения снижения напряжения на запоминающих емкостях этих элементов. Функциональный преобразователь имеет нелинейную передаточную функцию, кото.рая описывается уравнением 2 ()=3 -=-=1 Р p 2с 51<2& -м т -(! где 0 4 —-J(Применение датчиков мгновенного тока и принятый принцип фиксации проекций тока разрешают значительно упростить регулятор статического комленсатора„ а также использовать надежные и доступные элементы для комплектации его схемы, настройка которой при ""-,там значительна упрощается. 1091273 l(I9h ) 7 1 3 вс Риа Г! 091 Z 7.3 Ь CE/ l()9 !27 3 t1 гг У,У i4 Рга. Составитель О. Наказная Техред Л.Мартяшова Коррекi, р,, tiко Реда тор К. !Iапп Подписи< с Фи п », t !И!11 "11атент", r. Ужгород, ул. Проектпая, :Зак» s ЗОЧ4/51 Тираж 61ч В1111И!!!1 1 осударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113!) 15, 11осква„Ы-35, Рау дская наб., д. б/5
