Автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

„.SU» 111 4

3(58 Н 02 7 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ <" ÑÌ0ÇÈ4Я

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ 1 ;„;;:„, Ц

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3595601/24-07 (22) 26.05.83 (46) 30.09.84. Вюл. N 36 (72) H.H. Овчаренко (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Патент США N- 3703680, кл. 323-101, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке У 3394800/24-07, кл. Н 02 Х 3/18, 1982. (54) (56) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ КОМПЕНСИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКОЙ, содержащее гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу которого подключен блок сравнения, связанный с логическим блоком через нуль-индикаторы включения и отключения секций конденсаторной батареи — по два каждую из секций конденсаторов, и блоков контроля напряжения, входы которых соединены с выводами для подключения к напряжению питания компенсирующей установки и с выводами для подключения к остаточному напряжению на отключенных конденсаторах, а выходы— к логическому блоку, включающему ло/гические элементыИ и и блоков формирования управляющих воздействий, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с, целью упрощения и повышения надеж,ности, оно снабжено формирователем импульсов, в логический блок введены два трехвходовых элемента ИЛИ, п-1 элементов ИЛИ, первый из которых с и входами, а каждый последующий с числом входов, уменьшающимся на единицу, инвертор, реверсивный счетчик и дешифратор, а каждый блок формирования управляющих воздействий выполнен в виде последовательно соединенных транзистора с выходным тиристором, при этом выходы нуль-индикаторов соединены через формирователи импульсов соответственно с двумя трехвходовыми логическими элементами

ИЛИ, выходы которых подключены соответственно через два логических элемента И к входам суммирования и вычитания реверсивного счетчика, соединенного с входами дешифратора, подключенного выходами к и --1 элементами

Ф

ИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами н элементов И и с управляющими цепями и транзисторов соответственно, вторые входы и элементов

И соединены с выходами n блоков контроля напряжения, выходы ь элементов И подключены к цепям управления выходных тиристоров, инвертор логического блока включен между Ъторым входом первого элемента И, выход которого подключен к. суммирующему входу реверсивного счетчика и ь-ым выходом дешифратора, который подключен также к управляющему входу vl--го транзистора и к первому входу и-го элемента

И, а второй вход второго элемента И, выход которого подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, соединен с выходом элемента ИЛИ, имеющего и -входов .

2. Устройство по п. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что блок контроля напряжения выполнен в виде блока сра1юнения, фазоповоротного блока, нульиндикатора и формирователя импульсов. напряжения, вход фазоповоротного блока ( соединен с выводом для подключения питания компенсирующей установки, а его выход — с входом нуль-инидкатора, 1116494 причем на входе блока контроля напряжения включен блок сравнения, последовательно соединенный с нуль-индикатором и формирователем импульсов, включенным на выходе блока контволя

Изобретение относится к технике автоматического управления электроэнергетическими системами и предназначается для быстродействующего дискретного изменения реактивной мощности конденсаторных компенсирующих установок с тиристорными выключателями систем электроснабжения металлургических и химических предприятий с электродуговыми плавильными агре- 1О гатами.

Известно быстродействующее автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой, содержащее гальваномагнитный измери- 15 тельный преобразователь реактивной мощности с интегрирующим усилителем„ измерительные релейные элементы, элемент формирования импульсов. на включение тиристорных выключателей в мо- 20 мент прохождения напряжением питания конденсаторов амплитудного значения, элемент, обеспечивающий периодическое восстановление напряжения на отключенных конденсаторах до амплитуд- 25 ного значения с периодическим изменением полярности напряжения, элемент выбора в момент включения секции конденсаторов с необходимой полярностью . напряжения и логический блок P1 ). gg

Недостатками такого устройства являются невозможность одновременного включения нескольких секций кондеясаторной установки, из-за инерционности интегрирующего усилителя и слож.З5 ность, обусловленная предусмотренной алгоритмом его функционирования необходимостью периодического восстановления напряжения на отключенных кон денсаторах, периодического изменения О его полярности и выбором в момент вклв чения секции конденсаторов с соответствующей полярностью напряжения.

Наиболее близким к изобретению является устройство для управления компенсирующей установкой, которое содержит гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу которого подключен блок сравнения, свя,занный с логическим блоком, нуль-индикаторы включения и отключения— по два на каждую из ь секций конденсаторов и л элементов блока контроля напряжения, блок сравнения соединен с логическим блоком через нульиндикаторы, при этом логический блок состоит из и триггеров запоминанпя сигналов нуль-индикаторов, (2п-2) элементов И, 2п-2 элементов задержки и ь блоков формирования управляющих воздействий (2 ).

Блок формироганин управляющего воз.действия выполнен из двух RS-триггеров, трех элементов И и двух инверторов, а блок контроля напряжений выполнен в виде последовательно соединенных нуль-индикаторов, дифференцирующих усилителей и одновибраторов.

Недостатками такого устройства для управления компенсирующей установкой являются: невозможность обеспечения включения секций конденсаторов компенсирующей установки в момент перехода напряжения ее питания через максимальное (амплитудное) значение, сложность логического блока, сложность и недостаточная для управления тиристорными выключателями выходная мощность блока формирования управляющих воздействий.

Цель изобретения - упрощение и повышение надежности.

Для достижения поставленной цели автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой, содержащее гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу которого подключен блок сравз 11164 нения, связанный с логическим блоком через нуль-индикаторы включения и отключения секций конденсаторной батареи — по два на каждую ии секций конденсаторов и блоков контроля наЭ

5 пряжения, входы которых соединены с выводами для подключения к напряжению питания компенсирующей установки и с выводами для подключения к остаточному напряжению на отключенных конденсаторах, а выходы — к ло1гическому блоку, включающему логические элементы "И" и блоков форми— рования управляющих воздействий, снаб" жено формирователем импульсов, в логи15 ческий блок введены два трехвходовых элемента "ИЛИ", -1 элементов "ИЛИ", первый из которых с -входами, а каждый последующий с числом входов, уменьшающимся на единицу,инвертор, 20 реверсивный счетчик и дешифратор, а каждый блок формирования управляющих воздействий выполнен в виде последовательно соединенных транзистора с выходным тиристором, при этом выходы нуль-индикаторов соединены через формирователи импульсов соответственно с двумя трехвходовыми логическими . элементами "ИЛИ", выходы которых подключены соответственно через два логических элемента "И" к входам суммирования и вычитания реверсивного счетчика,соединенного с входами дешифратора, подключенного выходами к -1 элементам "ИЛИ", выходы которых соединены с первыми входами и элементов З5

"И" и с управляющими цепями и -транзисторов соответственно, вторые входы элементов "И" соединены с выходами ь блоков контроля напряжения, выходы и элементов "И" подключены к це-40 пям управления выходных тиристоров, инвертор логического блока включен между вторым входом первого элемента

"И", выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчика45 и и-ым выходом дешифратора, который подключен также к управляющему входу ь -го транзистора и к первому входу

n-ro элемента "И" а второй вход второго элемента "И", выход которого 50 подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, соединен с выходом элемента "ИЛИ", имеющего входов.

При этом блок контроля напряжения выполнен в виде блока сравнения, фа- 55 зоповоротного блока, нуль-индикатора и формирователя импульсов, причем на входе блока контроля напряжения вклю94 4 чен блок сравнения, последовательно соединенный с нуль-индикатором н формирователем импульсов, включенным на выходе блока контроля напряжения, вход фазоповоротного блока соединен с выводом для подключения питания компенсирующей установки, а его выход — с входом нуль-индикатора.

На чертеже приведена структурная схема автоматического устройства для дискретного управления компенсирующей установкой, состоящей из трех секций конденсаторов.

Быстродействующее автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой содержит измерительный преобразователь 1 реактивной мощности с усилителем, к которому подведены напряжение U u ток i подключенный к блоку сравнения 2 реактивной мощности с заданнымй, устанавливаемыми блоком задания 3 значениями; к выходам блока сравнения подключены нуль-индикаторы релей ного действия 4-9, выходы которых подведены к формирователям импульсов (одновибраторам) 10-15, элементы ИЛИ

16 и 17 с входами, подсоединенными к выходам формирователей импульсов, элементы И 18 и 19, первые входы которых подключены к выходам элементов

ИЛИ, второй вход элемента И 18 подключен к выходу инвертора 20, реверсивный счетчик импульсов 21, суммирующий выход С„ которого подключен к выходу элемента И 18; и вычитающий вход С>- к выходу элемента И 19, де-. шифратор 22, входы которого соединены с.выходами реверсивного счетчика, элементы ИЛИ 23 и 24, причем три входа элемента ИЛИ 23 подключены к первому, второму и третьему выходам дешифрато;" ра, а два входа элемента ИЛИ 24 — к второму и третьему выходам дешифратора, элементы И 25-27, первые входы которых подключены к выходам элемен- тов ИЛИ 23 и 24 и третьему выходу дешифратора 22, а вторые — к выходам блоков 28-30 блока контроля напряжений; транзисторы 31-33 с диодами и резисторами в цепях управления, подключенные по цепяй управления к выходам элементов ИЛИ 23 и 24 (транзисторы 31 и 32) и к третьему выходу дешифратора 22 (транзистор

33), тиристоры 34-.36, соединенные последовательно с транзисторами, цепи управления которых подключены к выходам элементов И 25-27, блоки

1116494

S сравнения 37 мгновенного напряжения

U питания компенсирующей установки с остаточными напряжениями Бс„-У на конденсаторах, фазоповоротные (па угол П/2) блоки 38, подключенные к напряжению U нуль-индикаторы 39 и формирователи импульсов (одновибраторы) 40, соединенные последовательно. При этом элементы 16-27 образуют логический блок 41, а элементы 31-36 - 1О блок формирования управляющих воздействий 42.

Автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой работает следующим 15 образом.

При достижении реактивной мощностью, потребляемой дуговыми электропечами, значения, соответствующего мощности одной секции компенсирующей 2п установки (одной ступени) под воздействием положительного напряжения измерительного преобразователя 1 реактивной мощности срабатывает нуль-индикатор 6 первой секции. Его выход- 25 ной сигнал преобразуется формирователем 12 в импульс, который проходит через элементы ИЛИ 16, И 18 (на нижнем входе И 18 единица от инвертора

20) на вход С„ суммирования счетчика

21 и преобразуется им в потенциальный сигнал на его первом выходе, обусловливающий потенциальный сигнал М„ на первом выходе дешифратора 22, и через, элемент ИЛИ 23 на нижнем входе элемен-1.

35 та И 25 и на входе транзистора 31.

Транзистор открывается и подключает тиристор 34 k напряжению питания, который при поступлении импульсного сиг.нала от блока контроля напряжения 28 в момент равенства мгновенного напряжения и питания компенсирующей установки остаточному напряжению U на конCq денсаторах первой секции (если включен блок сравнения 37) или-в момент перехода напряжения U через максимальное (амплитудное) значение (если включен фазоповоротный блок 38) на верхний вход элемента И 25 включается и выдает управляющее воздействие на включение тиристорного выключателя первой секции конденсаторов компенсирующей установки. После включения секции нуль-индикатор 6 возвращается, поскольку реактивная мощность компен55 сируется. При этом потенциальный сигнал на первых выходах счетчика 21 и дешифратора 22 сохраняется, секция остается во включенном состоянии.

При дальнейшем возрастании потребляемой реактивной мощности еще на одну ступень снова срабатывает нульиндикатор 6, и формирователь 12 формирует второй импульс, который фиксируется и преобразуется счетчиком

21 в потенциальный сигнал на его втором выходе, обуславливающий потенциальный сигнал Х< на втором выходе дешифратора 22, и через элемент ИЛИ

24 на нижнем входе элемента И 26 и на входе транзистора 32. Транзистор открывается и подключает тиристор 35 к напряжению питания, который в момент поступления импульсного сигнала от блока контроля напряжения 29 на верхний вход элемента И 26 включается и выдает управляющее воздействие на включение тиристорного выключателя второй секции. При этом потенциальный сигнал Х удерживает (через элемент ИЛИ 23) в открытом состоянии и транзистор 31 (сигнал Х„ в момент появления Х исчезает), т.е. обеспечивает включенное состояние тиристорного выключателя первой секции. Нуль-индикатор 6 возвращается.

Аналогично вырабатывается воздействие У на включение третьей секции.

При дискретном возрастании потребля-. емой реактивной мощности на две ступени положительное напряжение на выходе измерительного преобразователя мощности нарастает непрерывно по экспоненциальному закону (постоянная времени измерительного преобразователя 5-10 мс) ° Поэтому нуль-индикаторы 6 и 5 включения срабатывают с интервалом времени, превышающим длительность импульса формирователя 12, составляющую 1-7 .мс. При этом суммирующий вход C. счетчика 21 через элементы ИЛИ 16, И t8 проходят два импульса., преобразуются в потенциальный сигнал на его втором выходе, обусловливающий потенциальный сигнап

X на втором выходе дешифратора 22 и (через элементы ИЛИ 23 и 24) на нижних входах элементов И 25 и 26 и на входах транзисторов 31 и 37, которые открываются и подключают тиристоры 34 и 35 к напряжению питания. В моменты поступдения импульсных сигналов от блоков контроля напряжения 28 и 29 на верхние входы элементов И 25 и 26 тиристоры 34 и

35 включаются и выдают управляющие воздействия („, (на включение тиристорных выключателей первой и втоi 116494 рой секции компенсирующей установки. .Нуль †индикато 5 и 6 возвращаются вследствие компенсации ppактивной мощности. 5

При дискретном возрастании потребляемой реактивной мощности на три ступени аналогично вследствие срабатывания нуль-индикаторов 4-6 практически одновременно формируются управ- 1О ляющие воздействия (— Y на включе—

1 2 ние тиристорных выключателей всех трех секций конденсаторов компенсирующей установки.

После включения третьей секции единицей третьего выхода дешифратора

22, т.е. нулем на выходе инвертора

20, поступающим на нижний вход элемента И 18, работа счетчика ?1 в режиме суммирования импульсов запрещается.

При снижении потребляемой реактивной мощности на одну ступень под воздействием отрицательного напряжения измерительного преобразователя 1 реактивной мощности срабатывает нуль-индикатор 7, его выхоцной сигнал преобразуется формирователем 13 в импульс, который проходит через эле— менты ИЛИ 17, И 19 (на верхнем входе элемента И 19 единица от элемента

ИЛИ 23) на вычитающий вход С счетчика 21 и снимает потенциальный сиг— нал с третьего выхода дешифратора

22, транзистор 33 закрывается и от- 35 ключает тиристор 36 от напряжения питания, управляющее воздействие V на тиристорный выключатель третьей секции снимается, третья секция конденсаторов компенсирующей установки от- 40 ключается. Нуль-индикатор 7 возвращается.

При дальнейшем снижении потребляемой реактивной мощности еще на одну ступень снова срабатывает нуль-инди- 45 катор 7, формирователь 13 формирует импульс, который через элементы ИЛИ

17, И 19 проходит на вычитающий вход

С счетчика "-.1 и снимает потенциальный сигнал Х с второго выхода дешиф- gp ратора 22 и с выхода элемента ИЛИ 24, транзистор 32 закрывается и отключает тиристор 35 от напряжения питания, управляющее воздействие . (на тиристорный выключатель второй секции снимается, вторая секция конденсаторов компенсирующей установки отключается.

Нуль-индикатор 7 возврашается.

Аналогично снимается воздействие („ и отключается первая секция.

При дискретном снижении потребляемой реактивной мощности на две ступени отрицательное напряжение на выходе измерительного преобразователя нарастает непрерывно по экспоненциальному закону. Поэтому нуль-индикаторы 7 и 8 отключения срабатывают с интервалом времени, превышающим длительность импульса формирователя 13.

При этом на вычитающий вход счетчика 21 через элементы ИЛИ 17,. И 19 проходят два импульса, которые снимают потенциальные сигналы Х, Х с третьего и второго выходов дешифратора. В результате закрываются транзисторы 33 и 32, отключающие тиристоры 36 и 35 от напряжения питания, происходит отключение третьей и второй секций конденсаторов.

Аналогично при дискретном снижении потребляемой реактивной мощности на три ступени вследствие срабатывания нуль-индикаторов 7-9 практически одновременно снимаются управляющие воздействия V — (, все три секции конденсаторов компенсирующей установки отключаются.

После отключения первой секции нулем первого выхода дешифратора (нулем на выходе элемента ИЛИ 23, поступающим на верхний вход элемента И 19), работа счетчика 21 в режиме вычитания запрещается.

Возможность включения секций конденсаторов не только в момент равенства мгновенного напряжения питания остаточным напряжениям на конденсаторах, но и в момент перехода напря жением питания через максимальное (амплитудное) значение расширяет функциональные воэможности устройства.

Упрощение алгоритма и технической реализации логического блока, увеличение мощности управляющих воэ" действий повьппает надежность работы и четность управления тиристорными выключателями секций конденсаторов компенсирующей установки.

1116494

"L

Составитель О. Наказная

Редактор И. Циткина Тенред Л,Коцюбняк Корректор М.Иаксимишинец

Заказ 6941/42 Тираж 613 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

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