Устройство для автоматического регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности в узлах нагрузки

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\ пц674149

Союз Советских

Социалистических

Республик (63) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 060576 (21) 2357226/24-07

Н 02 J 3/12 с присоединением заявки Nо-Государственный комитет

СССР по деяам иэобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 150779.Бюллетень Йо 26

Дата опубликования описания 180779 (53) УДК621.311. .1.072.2 (088,8) (72) АвтОРЫ

ИЗОб)РВт&НИя if. В. Карпович, В. Г. Пекелис и h. E. Розенберг ./ е

Белорусское отделение ордена Октябрьской Революции

Всесоюзного Государственного проектно-изыскательского (71) Заявитель и научно-исследовательского института энергетических систем и злектри(теских сетей Энергосетьпроект

7 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ И КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В УЗЛАХ НАГРУЗКИ

Данное изобретение отнОсится к области электроэнергетики и может быть использовано в электрических сетях общего назначения, в промымяеннЫх и сельских электрических сетях.

Известны следующие устройства для регулирования напряжения на:шинах подстанций: трансформаторы с регулированием напряжения под нагрузкой (с РПН), вольтодобавочные трансформа-10 торы и регулировочные автотрансфор» маторы. Эти устройства являются универсальными и обеспечивают необходимый диапазон регулирования напряже-. ния при любом состаэе нагрузки. Об- 15 щими недостатками известных устройств являются сложность их изготовления и эксплуатации, относительно высокая стоимость и низкая надежность (1}.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является устройство для регулирования напряжения и компенсации реактивной мощности в узлах нагрузки, содержа - " щее шунтовую конденсаторную батарею (ИКБ), включенную со стороны источ« ника питания, установку продольной емкостной компенсации и индуктивный элемент (2), 30

В укаэанном устройстве в качестве индуктивного элемента используется шунтовой управляемый реактор, включенный после устайовки продольной емкостной компенсации (УП ) с целью получения плавно регулируемой добавки напряжения "за -"счет искусственного увеличения реактйвной нагрузки.

Основная достоинствами прототипа являются универсальность и плавность действия, Наряду с указанными достоинствами прототипу свойственны следующие недостатки: — высокая стоимость управляемого реакторау весьма значительные потери мощности в реакторе (холостого хода и нагруэочные); создание дополнительных потерь мощности в предвключенной сети.

В силу указанных недостатков область применения устройства-прототипа ограничена небольшим числом потребителей, весьма чувствительных к качеству напряжения и имеющих высокое значение коэффициента мощности в максимум нагРузки (Со5%о,> 09Я

Целью данного изобретения является создание устройства регулирования

3 674149 4 напряжения и компенсации реактивной связан через исполнительный элемент мощности для распределительных под- с управляюцим электродом тиристора, станций, оборудован ных трансформат о- шунтирующего установку продольной емрами без устройств РПН и тупиковых костной компенсации, а выход второго линий, питаюцих смешанную нагрузку с рлемента ИЛИ связан через другой исСОуР 4 0,9, которое в отличие от из- полнительный элемент с управляющим вестного устройства обладает меньшей 5 электродом тиристора, шунтирующего

)стоимостью, меньшими потерями моцнос- силовой индуктивный элемент. ти в самом устройстве и отсутствием Принцип действия данного изобре - дополнительных потерь мощности в пред- тения основан на том, что.при провключенной сети. " - хожденйи реактивного тока нагрузки поставленная цель достигнута в 10 через реактивные элементы, включенустройстве для автоматического регу-. ные последовательно в линию, на них лирсвания напряжения и компенсации, создается дополнительная потеря или реактивной мощности в узлах нагруз- добавка напряжения, пропорциональная ки, содержащем шунтовую койденсатор- произведению потока реактивной мощную батарею, включенную со стороны 5 ности на величину реактивного сопроисточника пйтания, установку продоль" тивления элемента ной емкостной компенсации и силовой . . . Q нагр /элем. индуктивный элемент, тем, что индук- . Ь(7= --.- — .- — — — —-- тивный элемент выполнен неуправляемым и Включен последовательно в цепь 20 при индуктивном характере нагрузпитания нагрузки, при этом указанный ки для повышения напряжении на шиэлемент и установка продольной ем- нах последовательно в линию необхокостной компенсации зашунтированы димо включать емкостное сопротивледополнительно введенныьй убравляе- . ние, для понижения напряжения — нивами коммутационными аппаратЖаи, на- дуктивное. При емкостном характере пример двунаправленными тиристорами, 25 нагрузки наоборот (характер нагрузк управляющим электродам которых под- ки может стать емкостным при наличии ключеи дополнительно введеинйй 6лок в сетях 10-0,4 кВ неотключаемых кон- уйравления, содержащий входной блок, . денсаторных батарей.

:измеряющий Величину тока нагрузки и, Таким образом, для обеспечения напряжение на шинах,фазочувствите ь" 30 двухстороннего регулирования напряиый орган с двумя выходнымй канала- :. жения при любом характере реактивной ми, срабатывающими соответственно -:.: нагрузки, устройство, выполненное по при индуктивном и емкостном характе-. Указанному принципу, должно содерре реактивной нагрузки, измеритель- жать емкостйой и индуктивные эле.ного органа с двумя выходными кана- 35 менты. При этом для обеспечения эфлами, срабатывающими соответственно фективйой работы устройства оно должйри нонижении и повышении иапряже- но включаться госле шКБ с таким расйия относительйо установки, и логичес - " четом, чтобы через него проходила кого блока, состояцего из элементов,:.".- полная (нескомпенсированная) реактивИ и ИЛИ, при этоМ вход перво1"о эле- 40 ная нагрузка шин. Это достигается пумейта И связан с Выходным каналом .: тем подключения ШБ непосредственно фазочувствительного органа, срабаты- ., ::- ic выводам трансформаторов. вающим при индуктивном характере"Hа-, Принципиальная схема устройства грузки, и выходным каналом йэмьдй-.. ; ппРйведена на чертеже. Оно состоит из тельного органа, срабатйвающим йрй последовательно включенных емкости понижении напряжения, вход второго .45 } и линейной индуктивности 2, шунтиэлемента И связай с каналом фазочув- рующих коммутационных аппаратов 3 и 4, стйительного оргайа, срабатыэаюфИМ -, .напримеР двуНаправленных тиристоров, при емкостном характере наг3>узки, и . ", и блока управления (Бу) 5. последний каналом измерительного оргайа, -сра» служит для управления шунтируюцими . батываюцим ара поэышении напряжения, 50 аппаратами и, s свою очередь, ссстовход третьего элемента И связан с ит из входного блока (ББ) б, фазоканалом фазочувствитюльного орГана, : - чувствительного органа (ФЧО) 7, изсрабатываюцим при-емкостиом характе" мерительного органа (иО) 8, логичесре нагрузки, и каналом измеритапьно- кого блока (ЛБ) 9 и исполнительных

r0 органа, срабатывающим при пониже- 55 элементов (ИЭ) 10, 11 ° нии напряжения, вход четверто1"о эле мента И связан с каналом фазочувст- . Фаэочувствительный орган имеет вительиого органа, срабатывЖоцим при . два выходных канала, один из которых индуктивном характере нагрузки, и ка- срабатывает,при индуктивном характеналом измерйтельного органа, сраба- щ Ре Реактивной нагрузки, а другой при тйваюцим при повышении напряжения, емкостном характере нагрузки, измевыходы первого и второго элементов рительный орган также имеет два выход И включены на вход первого элемента Ных канала, один из которых срабатыили, à выходы третьего и четвертого вает при понижении, а другой при поэлементов И вЂ” на вход второго элемеи-g5 вышении напряжения относительно уста ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ, тановки. Логический блок состоит из

674149: 8 прототипом являются: меньшая стоимость, меньшие потери мощности в ин Дуктивнсм элементе и отсутствие дополнйтельных потерь" в предвключенной сети.

Формула изобретения

5 четырех элементов И 12, 13, 14, 15 и двух элементов ИЛИ 16, 17.

Выход элемента И 12 связан с каналом ФЧО 7, срабатывающим при индуктивном характере нагрузки, и каналом

ИО 8, срабатывающим йри пониженин напряжения. Вход элемента И 13 связан с каналом ФЧО 7, срабатывающим при емкостном характере нагрузки, и каналом Иб 8, срабатывающим при псвышЕнии напряжения. Вход элемента И 14 связан с каналом ФЧО 7, срабатыва1о.- 1О щим при емкостном характере нагрузки, и каналом ИО 8, срабатывающим rrprr понижении напряжения. Вход элемента И

15 связан с каналом ФЧО 7, срабаты-. вающим при индуктивном характере нагрузки, и каналом КО 8, срабатывао15шим при повышении напряжения. Вйходы элементов И 12 и 13 соединены со входами элемента ИЛИ 16 а ВыхоДы элЕментов И 14 и 15 с6 входами .элемента

ИЛИ 17. Выход элемента ИЛИ 16 через исполнительный элемент 10 связан с . управляющими электродами тирйсторов

3, а выход элемента ИЛИ 17 через исполнительный элемент 11 — с управляющими электродаМи тиристоров 4. - 25

Устрбйство работает следующим -образом.

На вход блока управлейия 5 через входной блок 6 подаются сигналы от измерительных трансформаторов тока 3ц и напряжейия. После преобразовання во входном блоке указанные сигналы поступают на фазочувствительиый 7 и измерительный 8 органы, которйе служат. для определения характера реак тивной нагрузки и знака отклонения напряжения на шинах относительно уставки. с выходных каналов фазочувствительного и измерительного органов сигналы поступают на логические Ые- . 4О менты И 12, 13, 14 и 15. ЭлЕмент Й

12 срабатывает при индуктивном характере нагрузки и пониженном напря -- жении на шинах, элемент И 13 - при емкостном характере нагрузки и повышенном напряжении, элемент И 14 — при 45 емкостном характере нагрузки и пониженном напряжении,, элемент И 15 — при индуктивном характере нагрузки rl повышенном напряжении . С выходов элементов И 12 и 13 сигналы поступают 50 на элемент ИЛИ 16, а с выходов элементов И 14 и 15 — на элемент ИЛИ 17.

Выходной сигнал с элемента ЙЛИ 16 через исполнительный элемент 10 по" ступает на управляющий электрод ти- 58 ристора 3, шунтирующего установку продольной емкостной компенсации, а сигнал с элемента ИЛИ 17 через исПОлнительный элемент 11 поступает на управляющий электрод тиристора 4, шунтирующего силовой индуктивный элемент.

Как отмечалось z ûàå, технико-экономическими преимуществами прМла-

1гае,мого устройства перед устройством. 65

Устройство для автоматического регулировайия напряжения и компенсации реактивной мощности s узлах нагрузки, содержащее шунтбвую конденсаторйую батарею, включенную со стороны источника питания, установку продольной емкостной компенсации и силовой индуктивный элемейт, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью снижения стоимости устройства и уменьшения в нем величины потерь мощности, индуктивный элемент выполнен иеуправляеьим и включен последовательно в цепь питания нагрузки, при этом ука- занный элемент и установка продольной емкостной компенсации эашунтированы дополйительно введенными управляемыми ксммутационными аппаратами, например двунаправленными тиристорами, к управляющим электродам которых подключен допблнительно введенный блок управлЕния содержащий входной блок, измеряющий величину тока нагрузки и напряженйя ва шинах, Фазочувствительныя Орган с"двумя выходными каналами, срабатывающими соответственно при индуктивиом и емкостчом характере реактивной нагрузке, измерительного

opx àrrà с двумя Выходными каналами, срабатывающими соответственно при понижейин и повышении напряжения относительно устаэки, и логического блока, состоящего из- элементов И и или, при этом вход первого элемента и связан:с выходным каналом фазочувствительног6 orãàíà, срабатйвающим при индуктивном. характере нагрузки, и выходным каналом измерительного органа, срабатывающим при понижении напряжения,вход вТорого элемента И связан с кайалом Фазочувствительного органа, срабатывающим при емкостном характере нагрузки, и канатом измерительного орГана, срабатывающим при пожлаении напряжения, вход третьего элемента И связан с каналом Фазочувствительного органа, срабатывающим при емкостном"характере нагрузки, и каналом измерительного органа, срабатывающнм при понижении напряжения, вход четвертого элемента и связан с каналом фаэочувствительного органа, срабатывающим при индуктивном характере нагрузки, и каналом измерительного органа, срабатывающим при повышенин напряжения, выходы первого и

w oðoãî элементов и включены на вход первого элемента ИЛИ, а выходы третьего и четвертого элементов И вЂ” на вход второго элемента ИЛИ, выход пер2 вого элемента ИЛИ связан через исполнительный элемент с управлякнцим электродом тиристора, шунтируюшего установку продольной емкостной компенсации, а выход второго элемента ИЛИ связан через другой исполнительный элемент с управляющим электродом тиристора, шунтирующего силовой индуктивный элемент.

674149

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Поярков К. И. Регулирование напряжения в электрических сетях сельских районов, М-Л., Энергия

1965, с, 78.

5 2. Заявка Р 1712674/24-07, кл. Н 02 3 3/12, 1971 по которой принято решение о выдаче авторского свидетельства.

Составитель К. Фотина

Редактор« д.= Иейуришвили Техред О. Андрейко - Корректор В. Синицкая

«М « ° Ь

= Заказ 4100/52 Тираж 856 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР пс де. ийм изобретений и открытий

113035, Иосква, )X-35, Раушская наб., д. 4/5

ЧФМФЖЮФРФФ @ -"-. ; Щ",;Я24Ы24444 ъ ".Ф :- . - -- @ "« МФ» .

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4