Устройство для регулирования и стабилизации коэффициента мощности и напряжения

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации коэффициента мощности или напряжения в распределительных сетях переменного тока. Цель изобретения - уменьшение дисперсии отклонения коэффициента мощности или напряжения сети - достигается тем, что в контур стабилизации коэффициента мощности в классе устойчивых замкнутых систем введены дифференцирующее звено 4 первого порядка, последовательно соединенное с колебательным звеном 5, и апериодическое звено 6, параллельно соединенное непосредственно и через сумматор 12 с последовательной цепью из звеньев 4 и 5, а в контур стабилизации напряжения введены дифференцирующее звено 10 первого порядка, последовательно соединенное с колебательным звеном 11, пропорциональное звено 8 и апериодическое звено 9, параллельно соединенное непосредственно и через сумматор 13 с последовательной цепью из звеньев 10 и 11. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 5 H 02 J 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 4235409/24-07 (22) 27.04.87 (46) 07.02.90. Бюл. Р 5 (75) В.Ф. Иумилов, Ю.А. Медведев и Н.И. Шумилова (53) 621.3,072.86(088.8) (56) Федоров А.А., Каменева В,В. 0сновы электроснабжения промьиленных предприятий. - М.: Энергия, 1979, с. 306.

Справочник по преобразовательной технике./Под ред. И.М. Чнженко.

Киев: Техника, 1978, с. 400-402. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

И СТАБИЛИЗАЦИИ КОЭФФИЦИЕНТА МОЩНОСТИ

И НАПРЯЖЕНИЯ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для стабилизации коэффициента мощности или напряжения в распределительных сетях переменного тока, Цель

„„ЯУ„„15417ОВ Д1

2 изобретения — уменьшение дисперсии отклонения коэффициента мощности или напряжения сети — достигается тем, что в контур стабилизации коэффициента мощности в классе устойчивых замкнутых систем введены дифференцирующее звено 4 первого порядка, последовательно соединенное с колебательным звеном 5, и апериодическое звено 6, параллельно соединенное непосредственно и через сумматор

12 с последовательной цепью из звеньев 4 и 5, а в контур стабилизации напряжения введены дифференцирующее звено 10 первого порядка, последовательна соединенное с колебательным звеном 11, пропорциональное звено 8 и апериоднческое звено 9, параллельно соединенное непосредственно и через сумматор 13 с последовательной цепью из звеньев 10 и 11. 1 ил

1 541708

Т, =1/

2Т

1, Т1=Т1 /

35,„3

e,(j,+1-1Т,) Л, К,? t

40 о где

Б

h- =— З

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для стабилизации коэффициента мощнос-,, ти или напряжения в распределительных сетях переменного тока.

Цель изобретения — уменьп?ение дисперсии отклонений коэффициента мощНости или напряжения сети, На чертеже представлена блок-схема

? омпенсирующего устройства.

Устройство содержит датчик 1 коэфициента мощности, блок 2 реакторов, атчик 3 напряжения,,рерное дифференцирующее звено 4 первого порядка, дверное колебательное звено 5, первое

1 периодическое звено 6, блок 7 Фильтров, пропорциональное звено 8, второе периодическое звено 9, второе диффеенцирующее звено 10 первого порядка, торое колебательное звено 11, первый сумматор 12, второй сумматор 13, пер,вый и второй фазосдвигающие блоки 14 и 15, автоматический выключатель 16, блоки 17 и 18 формирования импульсов 25 .первой И второй тиристорньж групп, первая и вторая трехфаэные тиристорные группы 19 и 20 и линейный дроссель 21.

Устройство работает следующим образом.

На первый вход фаэосдвигающего блока 14 (15) через первое днфференцирующее звено 4 первого порядка, первое колебательное звено 5, первое апериодическое звено 6 и первый сумматор 12 (пропорциональное знено 8, второе апериодическое звено 9, второе дифференцирующее звено 10 первого порядка, второе колебательное звено 11 и второй сумматор 13) поступает напряжение обратной связи с выхода датчика 1 коэффициента мощности (датчика 3 напряжения). На второй вход фазосдвигающего устройства по- 45 ступает опорное переменное напряжение питающей сети. В фаэосдвигающих устройствах эти напряжения сравниваются и в момент их равенства формируются прямоугольные импульсы для включения тиристоров первой вентильной группы 19 (второй нентильной группы 20) таким образом, чтобы устранить отклонение значений коэффициента мощности (напряжения сети).

Блок 17 (18) формирования импульсов вырабатывает импульсы с необходимыми параметрами. При поступлении этих импульсов на открывание тиристоры первого моста 19 работают в инверторном режиме с опережающим углом инвертирования, а тиристоры нторого моста 20 работают в диапазоне углов иннертирования, соответствующем генериронанию реактивной мощности. Блок

2 служит для ограничения токов в устройстве, Блок 7 фильтров служит для сглаживания высокочастотных пульсаций сетевого напряжения. Автоматический выключатель 16 обеспечивает защиту от снерхтоков. Линейный дроссель 21 служит для сглаживания пульсаций постоянного тока.

Параметры апериодических звеньев с передаточными функциями вида

К /(T„S+1), колебательных звеньев

1 с п ер еда т оч ными функциями в яда К

/(Т S +2+>S +1), дифференцирующих звеньев первого порядка с передаточными функциями вида КэЯ+1 определяются соотноиениями:

80 — Л =f Н -if Н

9 Е о о о ?.

3 Ез

1 о+ГоН1-ЗЕ Н1; Д1 =.К Но 1Н1-hf

ha jh

e=j — — S =i+2(-)

3 " 3

2 (1 лд)

n(i?+y2

Г1 ((ql--. ) -(q + р)п);

n i i +

i =q (и )+q,m+q; p =-n(2mq +q ) °

q =тпа У,(3п -щ )+(а 1 -d v ) (m -n )4+m(d Ч,-а,,)+а, .; =ntd.,-а„+ "+2m(а, „-а,,)+

+d?,(3m

l 541708

q = f +r д

2 (qî q 2-Ео Е2 )+г,+r (d,-2dîd1);

) (); y,- =Am-Bn; в, =q,q.+d,í.; в,=q,v,+q v,+d,í,+d,í,;

Е2=1, y,+q, „+а,н.+а„н,, go=1, y,+d,ÿ„ где.r — параметр связи между дисперсиями Фаэного напряжения питающей сети 4!12 (коэффициента мощности 4g) и угла регулирования тиристорами преобразователя;.А, В, m, п — параметры спектральной плотности (m +и )(Am+Bn)+(Am-Bn) м (тп +n ) +2(m -и )<1+Ы

I выходного напряжения 4!12 (коэффициента мощности 4Х) в Разомкнутой системе регулирования компенсатора, параметры 2 f1 fä !О d 1 и d вычисля ются соответственно следующим образом !

) При стабилизации д3 :

1 =0; Е -0 о=l;

d — - — sin(— — — );

ЗКо . / +Ли ) +г4 4Г(2 4

?) При стабилизации Ю12р. (3 L aC;

f, = ГЗК.,С- — Uz+ (K Is inI+

9С

И2

+ — (27!у — ) „-18ысх) siп(у -p„));

346

fî (в/3+ /як+сов /+сов(у -p„)--9 Гб — ыСБ в1п(у р ) (сов(р у )

-сов p„)j;

3 Гб . г 9 б а =К 02ф (Sin p + (И Сб х (sin(y„-р )+в1п Дк)-1 sin(y„-/ „) ; а=-ап ° а= — () d °

2 2

1 О "9 2 2 3 е

0=2Е,!(>„ ll". +9 /6ИСП2+в п(g„p„) ) где U — фазное напряжение питающей сети;

/ и в „ — углы опережения тирис торов соответственно первой и второй в ентильной групп ;

L d — индуктивность дросселя ;

R — активное сопротивление дросселя ;

I — то к в цепи постоянного тока ;

С вЂ” емкость коммутирующего конденсат ора;

1 и y — углы коммутации тирис торов соответственно первой .и второй в ентильной групп ; х — реактивное сопротивление фа зы инв ерторно го трансформатора ;

К „ — коэффициент усиления лреобра зов ат еля ;

20 К вЂ” коэффициент пропорциональности между отклонением тока и углом запаса, <Р и с †. углы запаса тиристоров сок ответственно первой и вто25 рой вентильной групп; ь — запаздывание системы регулирования Дх; п2 — запаздывание системы рвгуэ лирования Д!1, Параметр пропорционального звена передаточной Функцией К при стабилизации напряжения сети определяется соотношением:

КЗ

К= — = — 1. CH

ы 1

Минимизация дисперсии отклонения коэффициента мощности д и напряжения Д!Е2ф в классе устойчивых замкнутых систем при значениях параметров

40 компенсирующего устройства Е1 ф380 В; =1,0472 рад; Ь,!=0,001 Гн; К,!=4,4 Ом;

Е, =190 А; C=9,0466 10 Ф;

-l,2915 рад; т =0,4363 рад; Кш

=0,02 А/рад; у„=-0,3491 рад; х-"

45 =0,314 Ом; КО=13,8; з=0,015 с в >

=0,015 с, и параметрах возмущающего воздействия и коэффициента связи между дисперсиями выходного параметра и угла регулирования тиристорами:

a) при стабилизации Д .:

m4,722 с ; n=3,896 с- ;

A= l 13899 10 ; В= l, 12364 1 0

r =--5; б) при стабилизации 4 П2 .

m=4 763 с п=З 91 c-

A=9025 В ; B=9241 В ; r 1 -10 дает результаты.

1) управляющее воздействие со сле дующими значениями параметров апе1541708 ответственно первой и второй тиристорных групп, в цепь постоянного тока которых включен линейный дроссель, общие фаэные выводы этих групп через изобретения

Корректор А. Обручар

Заказ 286 Тираж 414 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101 риодического и колебательного звеньев;

K,,==--2,4697 10 Т„=4,0722 ln

К =2,10063;) Т =4,84344 10

f=4, 2038 -10; Кэ=б, 7728 1 l уменьшает дисперсию д у на 366 ;

?) управляющее воздействие со слеующими значениями параметров усилиельного, апериодического, колебатель-10 ого звеньев:

К=-8,66645 10 ; K 4,43794 10

Т,=3,69097 10 4 К =-8,53767 10 5;

Т =4,50646 l0 ; q =4,0951 -10

К =6,50356 10 2 уменьшает дисперсию 111, на 344 .

Таким образом, предлагаемое устойство позволяет уменьшить дисперию отклонения коэффициента мощности 20 и напряжения сети в классе устойчиых замкнутых систем за счет введеия двух апериодических звеньев, проорционального звена, двух колебательных звеньев, двух дифференцирующих звеньев первого порядка и двух сумматоров, (,Ф о р м у л а

Устройство для регулирования и стабилизации коэффициента мощности и напряжения, содержащее датчик коэффициента мощности, блок реакторов, датчик напряжения, блок фильтров, два 35 фазосдвигающих блока, автоматический выключатель, два блока формирования импульсов управления тиристорами, две тиристорные группы и линейный дроссель, причем фазные выводы первого 40 фаэосдвигающего блока датчика напряжения и блока реакторов присоединены к соответствующим зажимам сети, выходы первого и второго фазосдвигающих блоков соединены с входами соот- 45 ветственно первого и второго блоков формирования импульсов управления, подаваемых на управляющие входы соСоставитель С. Егоров

Редактор Н. Яцола Техред А.Кравчук автоматический выключатель соединены с выходными зажимами блока фильтров, вход которого подключен к выходу блока реакторов, вход датчика коэффициента мощности подключен к трансформаторам тока подстанции о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения дисперсии отклонения коэффициента мощности или напряжения сети, в него дополнительно введены два апериодических звена, пропорциональное звено, два колебательных звена, два дифференцирующих звена первого порядка, два сумматора, входы первого апериодического звена и первого дифференцирующего звена первого порядка соединены с выходом датчика коэффициента мощности, выход первого апериодического звена соединен с первым входом первого сумматора, выход первого.дифференцирующего звена первого порядка соединен с входом первого.колебательного звена, выход которого соединен с вторым входом первого сумматора, выход первого сумматора соединен с первым фазосдвигающим устройством, входы второго апериодического звена, пропорционального звена и второго дифференцирующего звена первого порядка соединены с выходом датчика напряжения, выходы второго апериодического звена и пропорционального звена соединены с первыми двумя входами второго сумматора, выход второго дифференцирующего звена первого порядка соединен с входом второго колебательного звена, выход которого соединен с третьим входом второго сумматора, выход второго сумматора соединен с вторым фаэосдвигающим устройством, фазные выводы которого присоединены к зажимам сети.