Автоматический регулятор реактивной мощности конденсаторной установки

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования реактивной мощности в установках динамической компенсации с коммутацией конденсаторов на симметричным управляемых тиристорах-симисторах. Цель изобретения - упрощение устройства при обеспечении заданного качества переходных процессов. Существенным является выполнение коммутатора в виде симистора. Это позволяет упростить алгоритм коммутации и регулятор, состоящий из блока 1 измерительного преобразователя реактивной мощности, блока 2 синхронизации, элемента 3 фиксации повышения напряжения, двух элементов 5 и 8 задержки фронта управляющих импульсов и динамического триггера 6. С приходом команды на включение секции конденсаторной установки на прямом выходе триггера по фронту синхроимпульса в момент перехода напряжения сети через ноль записывается логическая "1" и силовой симистор 7 открывается. С приходом команды на выключение секции конденсаторной установки по фронту синхроимпульса на прямом выходе триггера 6 записывается логический "0" и силовой симистор 7 закрывается, когда ток равен нулю, а напряжение на конденсаторе 10 имеет положительное или отрицательное амплитудное значение. Инверсный выход триггера 6 обеспечивает достаточно быстрый разряд конденсатора с помощью дополнительного разрядного симистора 9 через резистор 11. Устройство готово к поступлению новой команды на включение. Элемент 3 фиксации повышения напряжения своим выходом подключен к установочному R-входу сброса триггера в нулевое состояние, что позволяет отключать конденсатор при недопустимом повышении напряжения сети. Два элемента 5 и 8 задержки на информационном входе триггера и на его инверсном выходе выполняют вспомогательную функцию. Первая задержка определяется временем разряда конденсатора. Вторая задержка составляет половину периода напряжения сети. Ток включения не превышает 40% от амплитудного установившегося значения. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИ4ЕСНИХ

РНИ1УБЛИН

69) (11) А1 ®5 С 05 F 1/70

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

r1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4400269/24-07 (22) 30,03.88 (46) 30.04,90. Вюл. ¹ 16 (71) Мурманское высшее инженерное морское училище им. Ленинского комсомола (72) IО.Г. Татьянченко (53) 621.316.925 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 1182500, кл. С 05 Р 1/70, 1985 .

Авторское свидетельство СССР № 1423995 по заявке ¹ 4196047, кл. G 05 Г 1/70, 198?, (54) АВТОМАТИЧЕСКИЙ РЕГУЛЯТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ КОНДЕНСАТОРНОЙ УСТАНОВКИ (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования реактивной мощности в установках динамической компенсации с коммутацией конденсаторов на симметричных управляемых тиристорах-симисторах. Цель изобретения — упрощение устройства при обеспечении заданного качества переходных процессов. Существенным является выполнение коммутатора в

2 виде симистора. Это позволяет упростить алгоритм коммутации и регулятор, состоящий из блока 1 измерительного преобразователя реактивной мощности, блока 2 синхронизации, элемента 3 фиксации повьппения напряжения, двух элементов 5 и 8 задержки фронта управляющих импульсов и динамического триггера 6. С приходом команды на включение секции конденсаторной установки на прямом выходе триггера по фронту синхроимпульса в момент перехода напряжения сети через ноль записывается "1" и сило- вой симистор 7 открывается. С приходом команды на выключение секции конденсаторной установки по фронту синхроимпульса на прямом выходе триггера 6 записывается "0" и силовой симистор 7 закрывается, когда ток равен нулю, а напряжение на конденсаторе 10 имеет положительное или отрицательное амплитудное значение. Инверсный выход триггера 6 обеспечивает достаточно быстрый разряд конденсатора с помощью дополнительного разрядного симистора 9 че071

3 1561 рез резистор 11. Устройство готово к поступлению новой команды на включение. Элемент 3 фиксации повышеПия напряжения своим выходом под"

| ключен к установочному R.-íõoäó CGpoCa триггера в нулевое состояние что

Позволяет отключать конденсатор при недопустимом повышении напряжения сети. Два элемента 5 и 8 заде ж

Р ки 10 на информационном входе триггера и на его инверсном выходе выполняют вспомогательную функцию. Первая задержка определяется временем разряда конденсатора. Вторая задержка составляет половину периода напряжения сети. Ток включения не превышает 407 от амплитудного установившегося значения. 2 ил.

Изобретение относится к электро1 ехнике и может быть использовано

Для регулирования реактивной мощ« ости в установках динамической комг енсации с коммутацией конденсаторов

« а симисторе.

Цель изобретения — упрощение регулятора и улучшение качества пеДйходнсго процесса.

На фиг.1 показана структурная схеМа предлагаемого регулятора; на фиг,2 — временные диаграммы его работы.

Автоматический регулятор реактивной мощности (фиг.1) содержит

Пзмерительный преобразователь 1 реактивной мощности, блок 2 синхронизации (нуль-компаратор), элемент 3 фиксации превышения напряжения, входы которых объединены и являются

Ьходом регулятора, на который подафтся пропорциональное напряжение ети. Выход измерительного преобра ователя 1 реактивной мощности являЬтся входом блока 4 управления, вы од которого является входом первого

: лемента 5 задержки, выход которого йодключен к информационному D-входу .триггера 6. На синхронный С-вход триггера подключен выход блока 2

<",инхронизации, à íà его 11-вход—

Выход элемента 3 фиксации превышения напряжения. Прямой выход триггера 6 является первым выходом регулятора и управляет включением силового симистора 7. Инверсный выход триггера 6 подключен на вход второго элемента 8 задержки фронта, выход которого является вторым выходом регулятора, управляющим включением разряд- його (маломощного) симистора 9. Силовой симистор 7 обеспечивает комму тацию конденсатора 10 секции конденсаторной установки (КУ), а разрядный симистор 9 — разряд конденсатора

10 через резистор 11.

Регулятор работает следующим образом.

Блок 2 синхронизации (нуль-компаратор) формирует фронты прямоугольных импульсов в моменты перехода напряжения сети через нуль из облас-.

20 ти отрицательных значений в область положительных, а срезы - в моменты

1перехода через нуль в обратном на25

55 правлении. Эти импульсы подаются на синхронный С-вход В-триггера 6, осуществляющий запись по фронту. Измерительный преобразователь 1 реактивной мощности выдает сигнал на блок

4 управления, который формирует команду на включение или выключение

КУ, причем фронт сигнала на включение КУ задерживается элементом 5 задержки на время порядка 1с, а срез этого сигнала (переход единичного состояния в нулевое) передается на информационный вход D-триггера 6 без задержки, Фронт команды на включение формируется в некоторый ( проиэвольньп1 момент t (фиг.2) и поступает на D-вход триггера 6 через t = 1с в момент t,, когда конденсатор 10 (фиг.1) рассматриваемой секции КУ полностью разряжен. На первьп» выход регулятора команда на включение ("1") поступает в момент

t< при переходе напряжения сети через нуль из области отрицательных значений в область положительных (фиг.2). Силовой симистор 7, подключенный управляющим электродом к прямому выходу, триггера 6 откроется как только напряжение сети станет больше величины порога его отпирания (обычно несколько вольт).

В этом случае ток включения не превышает 401 от амплитудного значения тока КУ в установившемся режиме, что удовлетворяет требованию обеспечения заданного качества переходного процесса. С приходом команды на выключе5 15 ние КУ в момент t> íà D-входе триг" гера 6 без задержки устанавливается

11 11

О, и э та новая информация з аписывается в момент t 4 по фро нту прямоугольного импульса на С -входе (фиг, 2 ) . Таким обр аэ ом, в момент й4 на первом выходе. регулятора имеется и н

0 и снимаются импульсы с управляющего электрода силового симистора 7, разрешающие его открытое состояние.

Однако симистор 7 закроется в рассматриваемом случае только тогда, когда ток конденсатора 10 станет равным нулю, а напряжение на конденсаторе 10 достигнет амплитудного положительного значения напряжения сети.

Элемент 8 задержки обеспечивает появление командь1 на втором выходе регулятора, разрешающей принудительный разряд конденсатора 1О, через время порядка 10 мс в момент (фиг.2). Эта задержка вводится для того, чтобы открытие разрядного симнстора 9 могло произойти только после закрытия основного силового симистора 7 (фиг.1). Разрядный симистор 9 своим управляющим электродом подключен к второму выходу регулятора. Значит, в момент начнется разряд энергии, запасенной в конденсаторе 10, на резисторе 11 с постоянной времени, которая определяется произведением R Ñ = Т. Например, пусть R = 200 Ом, = 1000 мкф, тогда Т = 0,2 с, время полного разряда конденсатора = 3T (1с. Начальное значение тока разряда через разрядный симистор 7 порядка 2А при

Ч, = 400 В. В следующий произll вольный момент to сразу же после момента t> или через несколько периодов блок 4 управления (фиг.1) формирует фронт команды на включение секции КУ. Тогда в момент С через

1 с, определяемый элементом 5 задержки, на информационный D-вход триггера 6 поступает "1", записываемая по фронту импульса блока синхронизации в момент t . При этом конденсатор 10 полностью разряжен, разрядный симистор 9 закрыт и КУ снова подключается на напряжение сети.

При повышении напряжения сети сверх допустимого значения элемент 3 фиксации превышения напряжения (фиг.1) формирует единичный сигнал, поступающий на R-вход установки триггера 6 в нулевое состояние. Тем самым на первом выходе регулятора устанав61071 6

II ll ливается О и принудительно снимаются импульсы с управлякнцего силового симистора 7, разрешакнцие его естественную коммутацию. Симистор 7 закрывается при переходе тока через нуль, и начинается разряд конденсатора 10 через резистор 11, так как через 10 мс после установки на пер10 . BoM выходе "О" на втором выходе регулятора устанавливается единичное состояние, разрешающее открытие разрядного симистора 9. !

Предлагаемый автоматический pery-!

5 лятор реактивной мощности КУ на.симисторе в схемном решении значительно проще известного, так как вместо двух сложных амплитудных дискриминаторов используется один простейший нуль-компаратор (блок 2 синхронизации на фиг. 1), вместо двух триггеров . один, вместо двух встречно включенных силовых тиристоров один симистор, что позволяет снизить массогабаритные и стоимостные показатели бесконтактных полупроводниковых ключей практически в два раза (массогабаритные и стоимостные показатели дополнительного разрядного симистора

30 вместе с резистором несоизмеримо .меньше аналогичных показателей одного силового тиристора или симистора).

При этом обеспечивается заданное к чество переходного процесса, когда ток включения не превышает 407 ампли351тудного установившегося значения,что является наилучшим показателем для известных схем коммутации разряженных конденсаторов с помощью двух встречно включенных силовых тирис40 торов. формула изобретения

Автоматический регулятор реактивной мощности. конденсаторной установ45 ки, содержащий измерительный преобразователь реактивной мощности, блок синхронизации, элемент фиксации превышения напряжения, входы которых объединены и являются входом регуля50 тора, выход измерительного преобразователя реактивной мощности соединен с входом блока управления, связанным с триггером, на С-вход которого подключен блок синхронизации, 55 его R-вход соединен с элементом фиксации превышения напряжения, выход триггера подключен к входу коммутатора, отличающийся тем, что, с целью упрощения регулятора

t д

Составитель О. Наказная

Техред Л.Олийнык Корректор М. Кучерявая

Редактор А. Лежнина

Заказ 977

Тираж 649

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.ужгород, ул. Гагарина, 101

7 15610 и улучшения качества переходного процесса,. он снабжен двумя элементами задержки фронта, а коммутатор выполнен в виде силового и разрядного симисторов, причем разрядный симистор подключен через резистор к выводам для подключения к конденсаторной установке, силовой симистор - между выводами для подключения к сети и к конденсаторной установке, первый элемент задержки фронта включен между блоком управления и D-входом триггера, второй элемент задержки фронта включен между инверсным выходом триггера и управляющим входом разрядного снмистора.