Устройство для автоматического регулирования мощности конденсаторной батареи

 

Изобретение относится к электротехнике , в частности к устройствам для компенсации реактивной мощности. Цель - повышение надежности и точности регулирования. Диск измерительного органа реактивной мощности вращается а одном направлении при индуктивном характере нагрузки и в противоположном при емкостном. При вращении диска постоянный магнит, вращаясь со скоростью и в направлении вращения диска , вызывает последовательное замыкание герконов, расположенных попарно рядом и закрепленных неподвижно относительно корпуса измерительного органа . Срабатывание герконов приводит к появлению сигнала на выходах пускового органа, разрешающих включение илиотключение секций конденсаторной установки. Блок управления в зависимости от направления движения диска измерительного органа выдает последовательные сигналы на включение или отключение секций конденсаторной батареи. 1 з.п. ф-лы, 3 ил. (/

СОКИ СОВЕТСНИХ

СО 4ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4499220/07 (22) 06.10.88 (46) 23.03.91. Бюл. N 11 (75) Б.Е.Коротеев .(53) 621.3.072.82 (088.8) (56) Ильяшов В.П. Автоматическое регулирование мощности конденсаторных установок. — M. Энергия, 1977, с. 76-80.

Авторское свидетельство СССР

У 1972174, кл. Н 02 J 3/ 18, 1982. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ КОНДЕНСАТОРНОЙ

БАТАРЕИ (57) Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для компенсации реактивной мощности.

Цель — повьппение надежности и точности регулирования. Диск измерительного

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для компенсации реактивной мощности.

Целью изобретения является повышение надежности и точности регулирования.

На фиг.1 изображена схема измерителя реактивной мощности и узел блока управления с герконами и магнитами (разрез А-А), на фиг.2 — принципиальная схема пускового блока; на фиг.3 принципиальная схема блока управления конденсаторной установкой.

На оси, связанной через передачу, например, червячную (ЧП), с измерительным органом, закреплены посто,80„„1637671 (Sl)S G 05 F 1/70, Н 02 3 3/48 органа реактивной мощности вращается в одном направлении при индуктивном характере нагрузки и в противоположном при емкостном. При вращении диска постоянный магнит, вращаясь со скоростью и в направлении вращения диска, вызывает последовательное замыкание герконов, расположенных попарно рядом и закрепленных неподвижно относительно корпуса измерительного органа. Срабатывание герконов приводит к появлению сигнала на выходах пускового органа, разрешающих включение или отключение секций конденсаторной установки. Блок управления в зависимости от направления движения диска измерительного органа выдает последовательные сигналы на включение или отключение секций конденсаторной батареи. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

ОЪ

СЮ янные магниты 1М и 2М, разнесенные в Д пределах длины геркона. Выполнение фф постоянного магнита иэ двух магнитов

1М и 2М, разнесенных в пределах длины геркона, позволяет значительно ускорить отпускание геркона за счет оптимального перераспределения рабочего магнитного потока. Кроме того, величина МДС постоянных магнитов выбрана таким образом, чтобы обеспечить на- Д дежное последовательное срабатывание (ф герконов 1Г и 2Г, к которым они приближаются.

Герконы 1Г< и 2Г< расположены попарно рядом. Число пар герконов может быть от одной (при одноступенча1637671 том регулировании) до п (при многос тупенчатом ре гулировании) и зависит от конкретных параметров регулирования, задаваемых режимом работы конкретного промышленного предприятия, Для нацежного многоступенчатого регулирования в большинстве случаев достаточно двух пар герконов, установленных на одной оси с осью вращения постоянного магнита. При использовании в конкретном примере двух пар герконов 1Г и 2Г<, 1Г и 2Г< за один поворот магнита вокруг своей оси поцключаются (или отключаются) две секции конденсаторной батареи.

Герконы 1Гg и 2Г(, 1Г, и 2Гq установлены по отношению к постоянному магниту M таким образом, чтобы обеспечить последовательное замыкание одного геркона, например 1Г, замыкание второго геркона 2Г при эам1 кнутом первом герконе 1Г той же пары, размыкание первого геркона 1Г< . 25 при замкнутом втором герконе 2Г< той же пары. Для этого в устройстве обеспечена возможность перемещения герконов по окружности с последующим закреплением их относительно корпуса измерителя реактивной мощности.

ПБ состоит иэ пусковых реле 1(2)Пн по числу герконов, Геркон 1Гg включен последовательно обмотке реле 1П < и первому раэмыкающему контакту пускового реле 2П 1 этой же пары герко35 нов. Между герконами каждой пары

1Г(„1 и 2Г<„) включены первые замыкающие контакты пусковых реле 1П и 2П 4.0 (1Пп g и 2Пп q,), включающие их параллельно. Вторые замыкающие контакты перво. пускового реле 1П З (1П .Q включены в выходную цепь пускового блока, разрешающую включение соответствующих конденсаторных сек- 45 ций, и являются выходом Х 4 (Хд) ПБ.

Вторые размыкающие контакты 2П <3 (2Пп з) второго пускового реле каждой пары включены в выходную цепь пускового блока, разрешающую отключение соответствующих конденсаторных секе ций, и являются, выходом Y 4 (7 ) пускового блока, Для воэможности ручного подключения конденсаторной установки в цепи, раэ 5 решающей включение, параллельно контакту 1П включена кнопка "Пуск r(e), а в цепи, разрешающей отключение, последовательно контакту 2П < (211 > > ) включена размыкающая кнопка "Стоп IÄI .

Устройство снабжено автоматом (A) защиты оперативных цепей, установленном в цепи питания, реле контроля напряжения Рд, замыкающий контакт которого подает питание на ПБ и блок управления (БУ).

Цепи, разрешающие включение и отключение, соединены непосредственно с автоматом защиты.

В цепи реле Ре установлен замыкающий контакт По кнопки подключения ПЕ, размыкающий контакт которой П вклю0 чен в цепи питания первых пусковых реле 1П (1П) .

Контакт кнопки По зашунтирован цепью последовательно соединенных контакта Ро реле контроля напряжения Ро и кнопки отключения автоматического регулирования размыкающего контакта С . Кнопки П, По и Со установлены не только для оперативного включения устройства в работу, но и для исключения ложного срабатывания устройства в том редком (но возможном) случае, когда постоянный магнит в момент введения устройства автоматического регулирования в работу находится прямо возле первой пары герконов 1Гд и 2Г . В этом случае необходимо после подкпючения схемы кнопкой Со снять напряжение питания с пускового блока, а затем его подать вторично кнопками П и П,щ.

Для создания плавного многоступен" чатого регулирования реактивной мощности конденсаторная установка разделена на m секций, каждая из которых подключается своим командоаппа ратом Ря БУ. В качестве командоаппарата может быть использован либо пускатель, производящий непосредственное включение секций конденсаторной батареи, и его блок-контакты,либс промежуточное реле, подающее сигнал в схему коммутации (СК). Входы БУ соединены с входами пускового блока того же наименования Х q (Х ) и 7 ( (Y ), Кроме того, блок управления снабжен входом Е, соединенным с шиной питания со стороны автомата А.

Командоаппараты соединены с входами X I„,, разрешающими включение, и с входами Y1(n) разрешающими отключение БУ по круговому циклу, т.е, до

m = и номера командоаппаратов Р совпадают с номерами входов БУ, а эа5

163 тем командоаппараты подключаются к

Х ) g по мере возрастания m. В данном примере конкретной реализации m 8 при n = 2. Соответственно к входам

Х ) и У1 подсоецинены командоаппараты P4, P, P> и Р>, к входам Х и

Y — Pq, Р4, Р, Рв. К входу Z БУ поцсоединены n — 1 командоаппарат

Р4- & I т. е. Рв к входу Z не присоединен.

Обмотка команцоаппарата Р> подключена к входу Х через соединенные последовательно размыкающие контакты Р 4, Р44, Р©.4 к входу Уу — через соединенные последовательно собственный замыкающий контакт Р „ и размыкающий контакт Р . Еход Е через замыкающий контакт Р з подсоединен к точке соединения контактов

Р. и Р4Л.

Обмотка второго командоаппарата

Р подключена к входу Х через соединеннь е послецовательно замыкающий контакт P 4q и размыкающие контакты

Р 4, Р 4, Р.т.4, к вхоцу Yy — через замыкающий. контакт Р 1 и размыкающий контакт P4 g. Ьход Z через замыкающий контакт Р> з подсоединен к точке соединения контактов Р 4 и Р 1.

Обмотка третьего командоаппарата

Р подключена через замыкающий контакт Р к точке соединения раэмыкающих контактов Р44 и Рщ 4, через соединенные последовательно замыкающий контакт Р 1 и размыкающий контакт P5 g - к входу У4. Вход Z через замыкающий контакт Р4 подсоединен к точке соецинения контактов Р и Р,<..

Обмотка четвертого командоаппарата

Р4 подключена через замыкающий контакт Рэ к точке соединения размыкающих контактов Рз4 и Р 4 через соединенные последовательно замыкающий контакт Р4 и размыкающий контакт

P@.g - к входу Yq Вход Z через замыкающий контакт Р > подсоединен к точке соединения коитактов Р 6Б и Р4 .

Обмотка пятого командоаппарата P® подключена через замыкающий контакт

P < к точкЬ соединения размыкающих контактов Рв.4 и Р44, через соединенные последовательно замыкающий контакт Рв 1 и размыкающий контакт

Р к - к вхоцу У . Вход через замы.

7671

t0

50 кающий контакт .Р „в подсоединен к точке соецинения контактов P < и Р 4 .

Обмотка шестого командоаппарата

Р подключена через замыкающий контакт P к точке соединения размыкающих контактов Р>4 и P><, через соединенные последовательно замыкающий контакт P6 g и размыкающий контакт

Ря > — к входу Yg. Вход Е через замыкающий контакт Рт подсоединен к точке соединения контактов Р< и Р .

Обмотка седьмого командоаппарата

Р подключена через замыкающий контакт Р к входу Х4, к входу У1 через замыкающий контакт Р < . Вход

Z через замыкающий контакт РЕ соеЭ.У динен с входом У

Обмотка восьмого командоаппарата

Р подключена через замыкающий кон-такт P> < к входу Х, к входу Уд— через замыкающий контакт Р .

Устройство работает следующим образом.

При нажатии кнопки П„ срабатывает реле Ро и замыкает свой замыкающий контакт Р, подавая напряжение питания на ПБ и БУ, Если баланс реактивной мощности в сети отличается от заданного энергосистемой (от установки), диск измерителя реактивной мощности (ИРМ) начинает вращаться по часовой стрелке при индуктивном характере нагрузки и против часовой стрелки при емкостном характере нагрузки ° При вращении дис ка постоянный магнит, состоящий из двух частей 111 и 2N разнесенных на длину геркона, последовательно приближается к герконам. При вращении по часовой стрелке первым замыкается ближайший по окружности - пер.вый геркон одной иэ пар герконов 1Гя, что приводит к срабатыванию первого пускового реле 1П и появлению на входе Х>, разрешающем включение сигнала ° Однако подключения секции конденсаторной установки не произойдет, если первым замкнулся не геркон 1Гg, так как только цепь его командоаппарата готова к включению.

При замыкании геркона 1Г4 срабатывает первое пусковое реле 1П, так как второе пусковое реле 2П отпущено и его размыкающий контакт 2П g g замкнут. При дальнейшем движении магнита замыкается второй геркон той же пары 2Г1 и через замкнувшийся контакт 1П 44 удерживает реле 1П4 в сра1б37 б 71

55 ботавшем состоянии, На входе Х,1 ПБ и БУ появляется сигнал, разрешающий включение секций конденсаторной батареи.

Второе пусковое реле 2П 1 не срабатывает, так как разомкнут контакт

1П 11. Следовательно на входе 7,1 БУ будет напряжение.

Аналогично при последующем движении диска ИРМ продолжает свое движение постоянный магнит со скоростью, пропорциональной скорости вращения диска, и в том же направлении, замы- кается сначала первый геркон второй пары герконов 1Г>, затем второй 2Г подав напряжение на вход Х и сохранив напряжение на входе 7

Таким образом, на выходах пускового блока реализуются функции

X+=2ll„ ll 1Г„Ч (2Гд li (1П„Ч 2П ))1, 7„=1Пп" I2r„V (1Г Л (1П,„У 2П„)1 .

При емкостном характере нагрузки диск начинает вращение против часовой стрелки, что приводит к движению постоянного магнита также против часовой стрелки. Первыми в этом случае замыкаются герконы 2ГI или 2Г, что приводит к срабатыванию второго пускового реле 2П либо 2П и к раэмыканию.контактов в цепи, разрешающей отключение. На входах У 4 либо УР исчезает напряжение.

При наличии сигнала Хj срабатывает команцоаппарат Р, так как все раэмыкающие контакты в цепи его обмотки

P< <, P4 4 P<4 замкнуты. его замыкающий контакт Р через размыкающий контакт P - подключает обмотку к входу Yg на нем чапряжение сохраняется до тех пор, пока диск измерителя реактивной мощности не сменит направления своего вращения.

При дальнейшем движении диска исчезает напряжение на входе Х g, но командоаппарат Р1 остается включен через вход Y(.

Через время, определенное количеством пар герконов и скоростью вращения диска, а следовательно, и постоянного магнита, замыкаются последовательно герконы второй пары.1Г и

2Г, подав напряжение на вход Х .

Срабатывает второй командоаппарат Р, так как в цепи его обмотки контакты у4 ° P 4 ° P э 4 замкнуты a sama

40 кающий контакт P „ замыкается после срабатывания командоаппарата Р1.

Через контакт Р < подключается секция конденсаторной батареи, Замыкается контакт P y подключив обмотку первого командоаппарата к входу Z

БУ, и размыкается контакт Р 4 отсоединив командоаппарат от входа Х .

Контакт P< второго командоаппарата Р подготавливает цепь включения третьего командоаппарата Р . При продолжении вращения диска в ту же сторону по часовой стрелке и при втором замыкании герконов первой пары

1Г и 2Гg включается командоаппарат

Р, подключив третью секцию конденсаторной батареи. При втором замыкании герконов второй пары 1Г > и 2Гz командоаппарат Р4, включившись, подключает четвертую секцию, Аналогично происходит подключение пятой и шестой секций.

Все последовательно подключившиеся командоаппараты размыкающими контактами P g g (Ря 4) отсоединяют предыдущий команцоаппарат от входа, разрешающего включение, и замыкающим контактом

P + > (Ряд) переводят его на вход 7, на котором постоянно присутствует напряжение.

При последующем вращении диска после подключения командоаппарата Р, происходит подключение командоаппарата Р>, а при срабатывании в третий раэ второй пары герконов — и командоаппарата Р, который встает на самоподхват от шины 72, разрешающий отключение.

Полностью подключившаяся конденсаторная батарея включена на время

t пока не изменится режим работы энер"оустановки.

При изменении характера нагрузки диск измерительного органа начинает вращаться против часовой стрелки.

Замыкание герконов каждой пары происходит в обратной последовательности.

Если при движении диска против часовой стрелки первыми замыкаются герконы первой пары 2Г, затем 1Г, отключения секций конденсаторной батареи не происходит и только при последовательном срабатывании второй пары герконов 2ГО и 1Г и исчезновении напряжения на входе У отключается командоаппарат Р, отключив восьмую секцию конденсаторной установки.

Контакт Р при этом размыкается, 1637671

1-й цикл К4 = Рь Р4 Pq1

2-й цикл КЗ Рь Р4 Рд«в

3 и цикл Кэ РьР41

4-й цикл Кт = Р °

При наличии ..сигнала, разрешающего включение иа входе Ха, т.е. на время замкнутого состояния герконов

1à — з 2Г, включаются коиандоаппара- 45 ты, имеющие четные номера, и подключают соответствующие секции конденсаторной батареи через выходы К,,командоаппаратов:

1-й цикл Ky = РтЛР ЛРЪЛР,; 50

2-й цикл К 4 = P> Л Р Р3 9, 3-й цикл К4 = P> h Р5ó

4-й цикл К = P

После срабатывания командоаппаратов замыкаются их замыкающие контакты и перевоцят питание обмотки отключив питание командоаппарата Р. от ввода Z и оставив его на самоподхвате от входа Yg через собственный контакт Р ° При дальнейшем вращении диска против часовой стрелки и последовательном замыкании сначала 2Г, а затем 1Г 1 отключается седьмая секция конденсаторной установки, так как с входа У4 контактом 2П < сни-J мается напряжение.

Отключившийся командоаппарат. снимает напряжение предыдущего командоаппарата с входа питания Z. И при продолжении вращения диска в ту же сторону против часовой стрелки, при следующем замыкании пары герконов в последовательности от 2Г к 1Гя происходит отключение большей по номеру включенной секции. 20

Прекращение движения диска при достижении равновесия реактивной мощности в энергосистеме сохраняет во включившемся положении необходимое число секций. Последняя включенная 29 секция получает питание от входа

Уц„ через свой замыкающий контакт

Р„,. Таким образом при наличии сигнала, разрешающего включение на входе Х 1, т.е. на время замкнутого 30 состояния первой пары герконов

1Г- — 2I;, в каждом цикле вращения магнита происходит включение командоаппаратов и подключение соответствующих секций конденсаторной батареи через выходы командоаппаратов:

35 на вход У либо У, отключив их от входов Х < и Х < размыкающим контактом последующего командоаппарата, На вход Yt К1 = Р1 Л Р5, РЗЛ Р 1 ь э т1

Кт =

К =

К4 =

Р .

Р4 Л Р6;

На вход У<.

Pg y

Кщ= Р

При этом после срабатывания последующего командоаппарата происходит переключение предыдущего командоаппарата на вход Z блока управления, имеющий постоянно питающее напряжение

К1 = P<ËР

К = Pyh P

КЗ РЭЛ Р4

К4 Р4Л Р

Кэ = Р ЛР

К6 РЬЛ Р7

К-т= РтЛ PS

Последний по номеру коиандоаппарат к входу не подключается.

Командоаппараты реализуют функцию

Кп = (Р „, ЛХ ) 1/ (Р ЛР щЛУя)У

4(Pm Л Р „„Z) .

Устройство автоматического регулирования при этом четко определяет экстремальный режим регулирования.

Таким образом, повышение точности и надежности устройства является новым свойством, полученным эа счет расположения герконов попарно рядом, что позволяет упростить пусковой блок, выполнив его с меньшим количеством контактов и меньшим количествои пусковых реле. Конструкция измерительного блока также определена расположением герконов попарно рядом, так как только при таком расположении обеспечивается последовательное подключение и секций конденсаторной батареи, их надежное переключение на вход, разрешающий отключение, а затем и на самоподхват от питающего входа до тех пор, пока диск вращается в сторону компенсации реактивной мощности, либо до момента включения последней секции конденсаторной установки.

1637671

Расположение герконов попарно рядом позволяет значительно упростить конс трукцию и эмерительн ого органа, так как устройство в зависимости от числа ступеней может быть как одноступенчатым, так и многоступенчатым производящим регулирование конденсаторной установки вблизи экстремума.

При одной ступени регулирования устанавливается только одна пара герконов, закрепленная в любой удобной для крепления точке, расположенной в непосредственной близости от окружности вращения постоянного магнита,15

При многоступенчатом per улировании достаточной для промышленной энергосистемы является установка двух пар герконов, позволяющих обеспечить при достаточном быстродействии упро- 2р щение предлагаемой конструкции по с сравнению с известной. Например, вторая .пара герконов может быть закреплена на пластине, расположенной на одной прямой с герконами и осью вращения постоянного магнита, что позволяет значительно уменьшить .габариты измерительного блока.

Выполнение постоянного магнита иэ двух частей, разнесенных на цлину 30 геркона, позволяет значительно улучшить коэффициент возврата герконов и повысить точность срабатывания устройства в целом.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматического регулирования мощности конденсаторной батареи, содержащее измеритель реак- 4О тивной мощности с индукционным диском и постоянным магнитом, вращающимся в направлен2 ч и со скоростью,пропорциональной вращению диска измерительного органа, пусковой блок,поц- 4 ключенный к шине питания и включающий в себя герконы (Г), закрепленные относительно корпуса измерителя по ок- . ру)кности, концентричной окружности вращения постоянного магнита, и подключенные к пусковым реле (П), выходы пускового блока подключены к блоку управления, К, выходов которого соединены со схемой коммутации m секций конденсаторной батареи, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и точности регулирования, пусковой блок содержит и пар герконов 1(2)Гя, расположенных попарно рядом, 2> пусковых реле

1(2)П< по числу герконов, выходы Х), первых пусковых реле 1П), являются разрешающими включение секций конденсаторной батареи, выходы Уя вторых пусковых реле 2П2, — разре)лающими отключение, реализуют функции

X„=211„II {1Гп Ч(2Гп И (1П„1(2Пд)){

2„1Пп Л {2Гп Ч 1Г„ ll (Ill„l(2III,)7 f и поцключены к соответствующим входам блока управления, к входу Z которого подключена шина питания:, блок управления содержит Р командоаппаратов, входы которых подключены к соответствующему входу Х и У21 и входу 2 блока управления, по круговому циклу 1-п и далее, а выходы К и реализуют функцию (К,„- (Р„„„ЛХ„) V (Podia 7{Р,„ЛЧ,,)Ч

Ч(Р,„дР „ЛZ).

2, Устройство по п,1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности путем ускорения отпускания геркона, постоянный магнит выполнен иэ двух частей, разнесенных в пределах длины геркона.

1637671

1637671

Х2

Составитель О.Наказная

Редактор Н.Лазаренко Техред JI.oëèéíûê

Корректор С.Черни

Заказ 828

Тираж 471

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открьггиям при ГКНТ СССР

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

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