Устройство компенсации реактивной мощности

 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам автоматического регулирования реактивной мощности электрических сетей при помощи конденсаторных батарей. Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства. Фильтр 6 напряжения выделяет основную гармонику напряжения сети. Синхронизированный умножитель 9 частоты сети формирует на своих выходах узкие импульсы, R-й и L-й из которых поступают на синхровходы запоминающих регистров 10 и 11, в которых в моменты времени, соответствующие этим импульсам, производится запись дискретных значений основной гармоники первичного тока, получаемых на выходе аналого-цифрового преобразователя 8. Элемент 12 памяти запрограммирован так, что на его выходе появляется код, соответствующий величине реактивного тока. На выходе запоминающего регистра 15 хранится код, соответствующий количеству включенных на предшествующем периоде напряжения сети конденсаторных батарей. Сумматор 13 осуществляет суммирование кодов, образующихся на выходах элемента 12 памяти и запоминающего регистра 15. По состоянию выхода переноса P сумматора 13 коммутатор 14 осуществляют запись информации в запоминающий регистр 15 с L-го выхода синхронизированного умножителя 9 с задержкой, осуществляемой элементом 16 задержки. В итоге на выходе запоминающего регистра 15 формируется код, соответствующий числу конденсаторных батарей, которые необходимо подключить для компенсации реактивной мощности сети. 1 табл., 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) (1!) А1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4359883/24-07 (22) 05,01.88 (46) 07.07.90. Бюл. N 25 (71) Научно-исследовательский электротехнический институт Производственного обьединения нХЭМЗ" (72) Б.E.Блант, М,И.Брайловский, Г.Г.Жемеров, И.Л.Коляндр и Е.Б.Петрик (53) 621.816.925(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

8 1070644, кл. С 05 Г 1/70, 1982.

Супрунович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. — М.: Энергоатомиздат, 1985, с. 89 ° (54) УСТРОЙСТВО КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам автоматического регулирования реактивной мощности электрических сетей

Д1) Н 02 J 3/18, G 05 Г 1/70

2 при помощи конденсаторных батарей.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности устройства.

Фильтр 6 напряжения выделяет основную гармонику напряжения сети. Синхронизированный умножитель 9 частоты сети формирует на своих выходах узкие импульсы, k — и и 1-й из которых поступают на синхровходы запоминаюц|их регистров 10 и 11, в которых в моменты времени, соответствующие этим импульсам, производится запись дискретных значений основной гармоники первичного тока, получаемых на выходе аналого-цифрового преобразователя 8 Элемент 13 памяти запрограммирован так, что на его выходе появляется код, соответствуюц|ий величине реактивного тока. На выходе запоминающего регистра 12 хранится код, соответствующий количеству включенных на предшествующем периоде напряжения сети конденсаторных батарей °

Сумматор 14 осуществляет суммирова157697820 Я = — (k-1) m у = — (1-1) 27

111 t (2) 55 где ние кодов, образуюшихся на выходах элемента 13 памяти и запоминающего регистра 12. По состоянию выхода переноса Р сумматора 14 коммутатор 15, осуществляет запись информации в запоминающий регистр 12 с 1-го выхода синхронизированного умножителя 9

Изобретение относится к электро- технике, в частности к устройствам автоматического регулирования реак тивной мощности электрических сетей при помоц1и конденсаторных батарей.

Цель изобретения - повышение быстродействия и точности работы устройства.

На чертеже приведена схема уст ройства компенсации реактивной мощности.

Устройство содержит конденсаторные батареи 1, вентильные ключи 2, датчики 3 напряжения, узел 4 синхроизации, усилители 5 импульсов, „",ильтр 6 напряжения, Фильтр 7 тока, АЦП 8, синхронизированный умножитель

9 на m частоты сети, первый 10, второй 11 и третий 12 запоминающие регистры, элемент 13 памяти, сумматор

14, коммутатор 15 и элемент 16 задержки.

Конденсаторные батареи 1 соединены с вентильными ключами 2, к которым подключены датчики 3 напряжения, выходами подключенные к: первым входам узла" 4 синхронизации, выходы которого через усилители 5 импульсов связаны с управляюцими входами вентильных ключей 2. Выход Фильтра 7 тока соединен с входом АЦП 8, (и+1) выходов которого подключены к входам первого 10 и второго 11 запоминаю-. щих регистров. Выход фильтра 6 напряжения соединен с входом синхронизированного умножителя 9 на m частоты сети, k-й выход которого подключен к синхровходу первого запоминающего регистра 10, 1-й выход соединен с синхровходом второго запоминающего . регистра 11 и через элемент 16 за. держки с синхровходом третьего запо- . минающего регистра 12. (и+1) выходов первого 10 и второго 11 запоминающих регистров подключены к соответствующим входам элемента l3 памяти, и выходов которого соединены с первыми с задержкой, осуществляемой элементом 16 задержки. В итоге на выходе запоминающего регистра 12 формируется код, соответствующий числу кон> денсаторных батарей, которые необходимо подключить для компенсации ре: активной мощности сети. 1 табл.,1 ил, входами сумматора 14, (n+1) — и выход (знаковый) связан с первым входом

15 управления коммутатора 15, который вторым входом управления и первыми информационными входами подключен соответственно к выходу переноса и выходам сумматора 14. На вторые и третьи

20 информационные входы коммутатора 15 поступают сигналы логической "1" и

"нуля" от источника питания, а инверсные выходы подключены к входам третьего запоминающего регистра 12.

Инверсные выходы последнего соединены с вторыми входами сумматора 14 и узла 4 синхронизации.

Устройство работает следующим образом.

Фильтр 6 напряжения выделяет основную гармонику напряжения сети.

Синхронизированный умножитель 9 на

m частоты сети формирует на своих

35 выходах узкие импульсы с интервалом

271/m, причем на первом выходе импульс совпадает по Фазе с силовым напряжением, например, Фазы А. Ha k-м и

1-м выходах импульсы относительно

40 начала периода сети появятся соответственно в моменты времени где k (1 и выбираются из ряда 1, 2, °... m °

Необходимо выполнение условий

7 - время задержки срабатывания элемента 13 памяти, сумматора 14 и коммутатора 15.

При этом

I1 sin(V+ Р7) Itù ccoomgs s Р7

I«cos(g+ g )

I, slnqsinq

7 я1п Рсов q +

1п) 7

I! соячсоя Ч

15 где Imsinq амплитуда реактивной составляющей первичного то*,<а; амплитуда активной составляющей первичного тока. амплитуда реактивно20 I cos (Р

Из (4) и (5) го тока ра вна

5 1576978

Фильтр 7 тока выделяет основную гармонику первичного тока (®) !в s++(+ + Р7 где I - амплитуда основной гармо" ники пер вич ного тока," — фазовый сдвиг между основной гармоникой первичного тока и напряжением сети, сР - фазовый сдвиг, обусловлен-,: ный фильтром 7 тока.

АЦП 8 преобразует выделенную кривую тока в цифровой эквивалент в виде смещенного двоичного кода D, у которого старший (и+1)-й разряд является знаковым. В моменты времени

О и дРсоответственно в первый 10 и второй 11 запоминающие регистры по фронтам импульсов синхронизированного умножителя 9 на m частоты сети (выходы k и 1) производится запись кодов D p и !7 . Следовательно

Л!(Ф = (соя(ч+ ч" }sing +

1 !rrl Ч7

+;! sin((P 4 (f }cos !Я 1rn !с

D!r (a !r) = I cîs(!-Р+ g ) sin@3 +

+ 1! s:in(о + ч, } cos !.яР, (4) Я = 7. зп1 !17

B выражении (6) D,1, и D.. являют:Р ся измеренными величинами, а остальные коэффициенты заранее определяются расчетным путем. Злемен 13 памяти запрограммирован согласно выражению (6)

N = f(D1,D ).

Таким образом, на i-м периоде сети после момента времени на выходах элемента 13 памяти появляется код N ., ! соответствующий величине реактивного тока. При этом код N представляет ч

I собои число батарей со знаком. Например, при n = 40 0010 - +2 !Одополнительно включить 2 конденсаторных батареи: 1 1110 < — -2 !, - из числа включенных батарей выключить 2 конденсаторных батареи. На выходе запоминающего регистра 12 хранится код М;, 3 0, соответствующий количеству включенных на (i-1)-м периоде напряжения сети конденсаторных батарей, причем всегда М,, > . О.

Сумматор 14 осуществляет суммирование кода М; 1 и и младших разрядов кода .N, образуя на своих выходах код М;

По состоянию выхода переноса P сумматора 14 и (n+1)-ro разряда кода (6)

N; коммутатор 15 подготавливает на

ЗО своих выходах информацию для записи в запоминаюций регистр 12 в виде кода М., или всех нулей или логических

"1" согласно таблице. Запись в регистр 12 осуществляется импульсом с

1-го выхода синхронизированного умножителя 9 на тп частоты сети, задержанным на время С элементом 1б задержки.

40 Таким образом, íà i — м периоде силового напряжения фазы A сети на ин1 и тервале (О; — ) на выходах запоминающего регистра 12 сформируется ко"

45 дом М,, соответствуюций числу конденсаторных батарей, которые необходимо подключить для компенсации ре: активной мощности сети. Код М пос! тупает на вторые входы узла 4 синх59 ронизации, а на первые входы поступают сигналы с выходов датчиков 3 напряжения. При совпадении указанных сигналов с узла 4 синхронизации через усилители 5 импульсов на управля55 ющие входы вентильных ключей 2 поступают импульсы управления. Момент подключения предварительно заряженных для амплитуды напряжения сети конденсаторных Gaтарей 1 onределяет7 157697" 8 ся равенством нулю напряжения на вентилях 2, что соответствует зоне максимума напряжения фазы А сети.

Предлагаемое устройство обеспечивает высокую. точность работы и быстродействие устройства за счет умень-! шения интервала времени между измерением компенсируемого параметра и подключением конденсаторных батарей к сети, а также за счет снижения относительной погрещности измерения величины реактивной мощности.

Формула изобретения предназначены для подключения к источнику логической единицы и нуля, выход коммутатора "соединен с входом третьего запоминаюц!его регистра, выход которого подключен к второму входу сумматора и второму входу узла синхронизации.

-с. (в+1)-й раз- Выход Р ряд кода на сумматовыходе эле- ра 14 мента 13 памяти

Выходной код

М запоминаю- щего регист-( ра 12

Условия м!

M !!1!!

Все батареи включить

Все батареи отключить

"0"

Составитель В.Барсков

Техред Л.0лийнык Корректор С.Черни

Редактор Е.Папп

Заказ 1851 Тираж 421 Подписное

ВЯЖИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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

Устройство компенсации реактивной мощности, содержац!ее п конденсаторных батарей с вентильными ключа-

Ми, к которым подкл!ючены датчики

Напряжения, соединенные -выходами с первыми входами уэла синхронизации, м выходы которого: через усилитель имПульсов подключены к управляющим входам вентильных ключей, фильтр нап !яжения, фильтр тока, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введены аналого-цифровой преобразователь, три запоминающих регистра, элемент памяти, сумматор, коммутатор, элемент задержки и синхрониЗированный умножитель íà m частоты

I сети, вход которого соединен с фильт ром напряжения, k-й выход умножителя соединен с синхровходом первого запо5 минающего регистра 1-й Bblxop — с синхро-! входом второго запоминающего регистра и через элемент задержки с синхровходом третьего запоминающего pem гистра, где k (1 < — + 1 и выбира10 ется из ряда 1, 2, ..., m, причем вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом фильтра тока, а выход с вторыми входами первого и второго запоминающих регистров, выходами подключенными соответственно к первому и второму входам элемента памяти, первый выход которого подключен к первому входу управления коммутатором, а второй к первому входу сумматора, второй вход управления коммутатором соединен с выходом переполнения сумматора, первый информационный вход коммутатора соединен с выходом сумматора, второй и третий информационные входы коммутатора