Устройство для регулирования напряжения

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее батарею конденсаторов, соединенные с ней два ключа,датчик параметров сети, характеризующий уровень напряжения трансформатор, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено шестью дополнительными ключами, блоком управления, обеспечивающим переключение батареи с последовательного включения в цепи первичной обмотки трансформатора на параллельное в цепи вторичной обмотки, а батарея конденсаторов выполнена в виде двух секций,причем первый ключ первым выводом подключен к первому выводу секции батареи конденсаторов и первому выводу второго .ключа, второй вывод второго ключа соединен с первым .выводом второй секции батареи конденсаторов, второй вывод первого кд1юча соединен с вторым выводом второй секции батареи конденсаторов и первым выводом второго дополнительного ключа , первый вывод второй секции батареи конденсаторов соединен с первым выводом третьего дополнительного ключа, торой вывод которого присоединен к первому выводу четвертого дополнительного ключа, второй вывод четвертого дополнительного ключа соединен с первым выводом пятого дополнительного (Л ключа и первичной обмоткой трансформатора , второй вывод пятого дополнительного ключа соединен с вторым выводом первой секции бата-, реи конденсаторов, вторым выводом дополнительного второго ключа и и первым выводом шестого дополнительного ключа, второй вывод которого соединен с первым выводом вто со о со ричной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с первым выводом первого дополнительного ключа, вторые выводы второго ключа 4 и первого дополнительного ключа соединены между собой, а цепи управ05 ления всех ключей и выход датчика параметров сети соединены с блоком управления.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (!1) 3(5Р Н 0 2 7 3 / 1 8

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3433320/24-07 (22) 06,05.82 (46) 23.12.84. Бюл. Р 47 (72) Б.Н.Абрамович, К.А.Ананьев и Л.В.Макурова (71) Ленинградский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции и ордена Трудового Красного Знамени горный институт им. Г. В. Плеханова (53) 621.313.025% 621.316. 722 (088.8) (56) 1.Шуцкий и др. Трехступенчатое регулирование напряжения в карьерных сетях с продольной компенсацией.—

1981, с.33-36.

2.Авторское свидетельство СССР

9 463190, кл. Н 02 J 3/18,1973.

3.Авторское свидетельство СССР

9 799074, кл. Н 02 У 3/18, 1978. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее батарею конденсаторов, соединенные с ней два ключа, датчик параметров сети, характеризующий уровень напряжения

I трансформатор, о т л и ч а ю щ е— е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей. оно снабжено шестью дополнительными ключами, блоком управления, обеспечивающим переключение батареи с последовательного включения в цепи первичной обмотки трансформатора на параллельное в цепи вторичной обмотки, а батарея конденсаторов выполнена в виде двух секций, причем первый ключ первым выводом подключен к первому выводу секции батареи конденсаторов и первому выводу второго ,ключа, второй вывод второго ключа соединен с первым выводом второй секции батареи конденсаторов, второй вывод первого ключа соединен с вторым выводом второй секции батареи конденсаторов и первым выводом второго дополнительного ключа, первый вывод второй секции батареи конденсаторов соединен с первым выводом третьего дополнительного ключа, второй вывод которого присоединен к первому выводу четвертого дополнительного ключа, второй вывод четвертого дополнительного ключа соединен с первым выводом пятого дополнительного ключа и первичной обмоткой трансформатора, второй вывод пятого дополнительного ключа соединен с вторым выводом первой секции бата-, реи конденсаторов, вторым выводом дополнительного второго ключа и и первым выводом шестого дополни-. тельного ключа, второй вывод которого соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с первым выводом первого дополнительного ключа, вторые выводы второго ключа и первого дополнительного ключа соединены между собой, а цепи управления всех ключей и выход датчика параметров сети. соединены с блоком управления.

1130946

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано, например, для регулирования напряжения в слабой электрической сети, содержащей трансформаторы, питающие узел нагрузки с асинхронными двигателями, причем напряжение сети может изменяться как в большую, так и в меньшую сторону от номинального, а отклонения напряжения в узле-нагрузки не должны превышать допустимых по ГОСТ 13109-67.

Известно, устройство для регулирования напряжения. с последовательной компенсацией потерь напряжения, содержащее две батареи кон- 15 денсаторов, включенные последовательно, с помощью которых путем переключения батарей конденсаторов устройство позволяет получить три ступени уровня напряжения на выходе (1), Недостатком данного устройства является низкий КПД, так как при напряжении питающей сети, превышающем номинальное, устройство не ком- 75 пенсирует реактинную составляющую тока, вызывающую дополнительные потери.

Известно устройство для регулирования напряжения в электрической сети, содержащее батарею конденсаторов, включенную последовательно с узлом нагрузки, батарею конденсаторов, нключенную параллельно узлу нагрузки, и два ключа, которые путем переключения позволяют получить три ступени напряжения на выходе (2).

Недостатком данного устройства является повышенная установленная мощность конденсаторов из-эа наличия двух батарей конденсаторов и принятого способа коммутации батарей конденсаторов путем шунтирования батареи конденсаторов, включенной последо- 45 вательно, и отключения батареи конденсаторов, включенной параллельно узлу нагрузки.

Наиболее близким техническим

Решением к изобретению по достигаемому результату является устройство для регулирования напряжения, содержащее батарею конденсаторов, соединенные с ней два ключа, датчик параметров сети, характеризующий уровень напряжения, трансформатор и систему управления Г31..

Однако наличие двух батарей конденсаторов (продольной и поперечной) завышает установленную мощность конденсаторов при неполном ее исполь-60 зовании,так как устройство предусматривает шунтирование продольной компенсации.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей устройства. 65

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования напряжения, содержащее батарею конденсаторов, соединенные с ней два ключа, датчик параметров сети, характеризующий уровень напряжения, и трансформатор, снабжено шестью дополнительными ключами, блоком управления, обеспечивающим переключение батареи с последовательного включения в цепи первичной обмотки трансформатора на параллельное в цепи вторичной обмотки, а батарея конденсаторов выполнена в виде двух секций, причем первый ключ первым выводом подключен,к первому выводу первой секции батареи конденсаторов и первому выводу второго ключа, второй вывод второго ключа соединен с первым выводом второй секции батареи конденсаторов, второй вывод первого ключа соединен с вторым выводом второй секции батареи конденсаторов и первым вынодом вто,>ого дополнительного ключа, первый вывод второй секции батареи конденсаторов соединен с первым выводом третьего дополнительного ключа, второй вывод которого присоединен к первому выводу четвертого дополнительного ключа, второй вывод четвертого дополнительного ключа соединен с первым выводом пятого дополнительного ключа и первичной обмоткой трансформатора, второй вывод пятого дополнительного ключа соединен с вторым выводом первой секции батареи конденсаторов, вторым выводом второго дополнительного ключа и первым выводом шестого дополнительного ключа, второй вывод которого соединен с первым выводом вторичной обмотки трансформатора, второй вывод которой соединен с первым выводом первого дополнительного ключа, вторые выводы второго ключа и первого дополнительного ключа соединены между собой, а цепи управления всех ключей и выход датчика параметров сети соединены с блоком управления.

На чертеже представлена блоксхема предлагаемого устройства.

Устройство для регулирования напряжения содержит первый ключ 1 с rzepвым 2, вторым 3 силовыми зажимами и цепью 4 управления, первую секцию

5 батареи конденсаторов с силовыми зажимами 6 и 7, второй ключ 8 с первым 9, вторым 10 выводами и цепью

11 управления, вторую секцию 12 батареи конденсаторов с первым 13 и вторым 14 выводами, перный дополнительный ключ 15 с первым 16, вторым

17 выводами и цепью 18 управления, второй дополнительный ключ 19 с первым 20, вторым 21 выводами и цепью 22 управления, третий дополнительный ключ 23 с первым 24, вто1130946 рым 25 выводами и цепью 26 управления, четвертый дополнительный ключ 27 с первым 28, вторым 29 выводами и цепью 30 управления, пятый дополнительный ключ 31 с первым 32, вторым 33 выводами и цепью 34 управления, шестой доголнительный ключ 35 с первым 36, вторым 37 выводами и цепью 38 управления, трансформатор с первичной 39, вторичной

40 обмотками с первым 41 и вторым 42 10 выводами, датчик 43 параметров сети с входом 44 и выходом 45, систему

46 управления с входом 47 и восемью выходами: 48-55.

Первый ключ 1 первым выводом 2 подключен к первому выводу 6 первой секции 5 батареи конденсаторов и первому выводу 9 второго ключа 8, второй вывод 10 второго ключа 8 соединен с первым выводом 13-второй секции 12 батареи конденсаторов, второй вывод 3 первого ключа 1 соединен с вторым выводом 14 второй секции 12 батареи конденсаторов и первым выводом 20 второго дополнительного ключа 19, Первый вывод

13 второй секции 12 батареи конденсаторов соединен с первым выводом

24 третьего дополнительного ключа

23, второй вывод которого присоединен к первому выводу 28 четвертого ЗО дополнительного ключа 27, второй вывод 29 четвертого дополнительного ключа 27 соединен с первым выводом

32 пятого дополнительного ключа 31 и первичной обмоткой 39 трансформа- 35 тора. Второй вывод 33 пятого дополнительного ключа 31 соединен с вторым выводом 7 первой секции 5 батарей конденсаторов, вторым выводом 21 второго дополнительного ключа 19 и пер- 4р вым выводом 36 шестого дополнительного ключа 35, второй вывод 37 которого соединен с первым выводом 41 вторичной обмотки 40 трансформатора второй вывод 42 которой соединен с первым выводом 16 первого дополнительного ключа 15, вторые выводы

10 и 17 второго 8 и первого 15 дополнительного ключей соединены между собой, выход 45 датчика 43 параметров сети и цепи 4,11,18,22,2,30,34 и

38 управления соединены с выходами

48-55 соответственно системы 46 управления.

Представленная на чертеже схема устройства для регулирования напря- 55 жения показана в однофазном исполнении. В общем случае количество ycf= ройств равно числу фаз сети переменного тока, в которую включается устройство. 60

Все элементы предложенного устройства для регулирования напряжения могут быть выполнены по любым известным схемам

При этом ключи могут выполняться в виде контакторов или на тиристорах. 65, Система управления может быть выполнена в виде блока, управляющего ключами 15,23,27,31,35 и обеспечивающег< переключение батареи с последовательного включения в цепи первичной обмотки трансформатора на параллельное в цепи вторичной обмотки, и .блока регулирования мощности батареи конденсаторов, управляющего ключами 1, 8 и 19.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии при глубоких снижениях напряжения в электрической сети (первый уровень напряжения), обусловленных, например, пусковыми токами асинхронного двигателя, подключенного в узле нагрузки> сигнал, пропорциональный напряжению сети, с выхода 45 датчика 43 параметров сети подается на вход 47 системы 46 управления. При этом на выходах 48, 52 и 54 системы 46 управления сигнал равен 1, на выходах 49,50, 51,53 и 55 сигнал равен 0 . При сигнале, равном 1, цепи управления 4,26 и 34 поддерживают ключи

l,23 и 31 в замкнутом состоянии.

При сигнале, равном 0, цепи 11, 18, 22,30 и 38 управления поддерживают ключи 8,15,19,27 и 35 в разомкнутом состоянии. Таким образом, первая 5 и вторая 12 секции батареи конденсаторов включены последовательно между собой и с первичной обмоткой

39 трансформатора, обеспечивая максимальную компенсацию потери напряжения, При повышении напряжения в электрической сети до второго уровня, превышающего первый сигнал, пропорциональный напряжению сети переменного тока, с выхода 45 датчика 43 параметров сети подается на вход 47 системы 46 управления. При этом на выходах 48,49,52 и 54 системы 46 управления сигнал равен 1, а на выходах 50 51 53 и 55 сигнал равен 0 . При сигнале, равном 1, цепи 4,11,26 и 34 управления поддерживают ключи 1,8,?3 и 31 в ." замкнутом состоянии. При сигнале, равном 0, цепи 50,51,53 и 55 управления поддерживают ключи 15,19, и 35 в разомнутом состоянии. Таким образам, последовательно с первичной обмоткой 39 трансформатора включена только первая секция 5 батареи кбнденсаторов. Поэтому устройство для регулирования напряжения обеспечивает меньшую степень компенса- . ции напряжения по сравнению с компенсацией при первом уровне напряжения в сети.

При повышении напряжения в электрической сети до третьего уровня, превышающего второй, с выхода 45 датчика 43 паааметооя сети пОдается сигнал на вход 47 системы 46 управления. При этом на выходах 49,51,52

1130946

54 системы 46 управления сигнал равен 1, а на выходах 48,50,53 и

55 сигнал равен 0 . При сигнале, равном 1, цепи 11,22,26 и 34 управления поддерживают ключи 8, 19,23 и 31 в замкнутом состоянии. При сигна. ле, равном 0, цепи 4,18,30 и 38 управления поддерживают ключи 1,15, 27 и 35 в разомкнутом состоянии.

Таким образом, последовательно с первичной обмоткой трансформатора включены соединенные параллельно между собой первая 5 и нторая 12 секции батареи конденсаторон. Поэтому устройство для регулирования напряжения обеспечивает меньшую степень 15 компенсации потери напряжения по сравнению с компенсацией при втором уровне напряжения в электрической сети.

При повышении напряжения в элек- gp трической сети до четвертого уровня, превышающего третий, с выхода

45 датчика 43 параметров сети подается сигнал на вход 47 системы 46 управления. При этом на выходах 48, 50,53 и 55 сигнал равен 1, на выходах 49, 51; 52 и 54 сигнал равен 0 0 . При сигнале, равном 1, цепи 4,18,30 и 38 управления поддерживают ключи 1,15,27 и 35 в замкнутом состоянии. При сигнале, равном 0, цепи управления 11,22,26 и 34 поддерживают ключи 8,19,23 и 31 в разомк- нутом состоянии. Таким образом, первая 5 и вторая 12 батареи конденсаторов соединены последовательно междуЗ5 собой и включены параллельно вторичной обмотке 40 трансформатора.

Устройство для регулирования напряжения производит компенсацию реактивной составляющей тока узла наг- 40 рузки.

При повышении напряжения, в электри ческой сети до пятого уровня, превышающего четвертый, с выхода 45 дат-45 чика 43 параметров сети подается сигнал на вход 47 системы 46 управления. При этом на выходах 49,50,53 и

55 сигнал равен 1, а на выходах 48,51,52 и 54 сигнал равен 0 .50

При сигнале, равном 1, цепи 11, 18,30 и 38 управления поддерживают ключи 8,15,27 и 35 в замкнутом состоянии. При сигнале, равном 0, цепи управления 4,22,26 и 34 поддерживают ключи 1,19,23 и 31 в разомкнутом состоянии. Таким образом, первая секция 5 батареи конденсаторов оказывается подключенной параллельно вторичной обмотке 40 трансформатора. устройство для регулиро 60 нания напряжения производит компенсацию реактивной состанляющей тока узла нагрузки, величина которой возрастает в связи с унеличением напряжения н электрической сети по

65 сравнению с составляюцей при четвертом уровне.

При повышении уровня напряжения н электрической сети до шестого уровня, превышаюшего пятый, с выхода 45 датчика 43 параметров сети подается сигнал на вход 47 системы 46 управления. При этом на выходах 49,50, 51,53 и 55 сигнал равен 1, а на выходах 48,52 и 54 равен 0 . При сигнале, равном 1, цепи 11,18,22, 30 и 38 управления поддерживают ключи 8,15,19,27 и 35 в замкнутом состоянии. При сигнале, равном 0, цепи управления 4,26 и 34 поддерживают ключи 1,23 и 31 в разомкнутом состоянии. Таким образом, первая 5 и вторая 12 секции батареи конденсаторов соединены параллельно между собой и включены параллельно вторичной обмотке 40 трансформатора. Устройство для регулирования напряжения производит компенсацию реактивной составляющей тока узла нагрузки, величина которой возрастает в связи с увеличением напряжения в электрической сети по сравнению с состав.п щей при пятом уровне.

При понижении напряжения до первого уровня сигнал с выхода 45 датчика 43 параметров сети- подается на вход 47 системы 46 управления. При этом на выходах 48,52 и 54 системы

46 управления сигнал равен 1, на выходах 49,50,51,53 и 55 сигнал равен 0 . При сигнале, равном цепи 11,18,22,30 и 38 управления поддерживают ключи 8,15,19, 27 и 35. в разомкнутом состоянии.

Первая 5 и вторая 12 секции батареи конденсаторов включены последовательно между собой и с первичной обмоткой 39 трансформатора, обеспечивая максимальную компенсацию потери напряжения, а устройство для регулирования напряжения возвращается в исходное состояние.

Таким образом достигается расшиI рение функциональных возможностей предлагаемого устройства. Устройство для регулирования напряжения имеет большое количество уровней напряжения, при которых изменяются реактивная мощность и место включения батареи конденсаторов. Одна и та же батарея конденсаторов используется как для последовательного включения в цепь первичной обмотки трансформатора, так и параллельно его вторичной обмотке. При этом уменьшается стоимость предлагаемого устройства, так стоимость одной батареи конденсаторов в ряде случаев превышает стоимость дополнительных ключей.

Мощность секций батареи конденсаторов и уровня напряжения, при кото1130946

Составитель О.Наказная

Редактор A.Øàíäîð Техред М.Кузьма Корректор М.Леонтюк

Заказ 9621/39 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 рых производится переключение с последовательного на параллельное и изменение мощности батареи конденсаторов, определяются параметрами узла нагрузки из условия обеспечения устоЯчивости и минимальных потерь в узле нагрузки и электрической сети.