Устройство для дискретного регулирования реактивной мощности в электрических сетях

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗЬБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сеюз Севетсиии

Сециапистичвсимк

Ресиубпин ()943985 (6! ) Дополнительное к авт. свид-ву(22) Заявлено 29. 12. 80 (2) ) 3225342/24-07 с присоединением заявки М (23) ПрнорнгетОпубликовано 15,07.82, Бюллетень №26

Дата опубликования описания 15.07.82 (5l)M. Кл.

Н 02 J 3/18

1ЬсударстееенМ квинтет

СССР ае делам взабретеекк и открытки (53) УД К621. 316. .723(088.8) (72) Авторы изобретения

И. И. Карташев и В. И. Чехов р Ъ:

1;

f .

Московский ордена Ленина энергетический и ститут. : (71) Заявитель (541 УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСКРЕТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ. В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ

СЕТЯХ

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к управлению режимами электрических сетей и систем, и может быть использовано для повышения пропускной способности, 5 устойчивости и управления аварийными режимами электросистем, а также обеспечения качества электроэнергии.

Известен управляемый статический то источник реактивной мощности (ИРМ), который содержит конденсаторные батареи или реакторы, подсоединенные к сети через тиристорный выключатель, выполненный из встречно-параллельно соединенных тиристоров, Система управления этим источником содержит датчики режима сети и усилитель, образующие регулятор, блоки управления тиристорами, генерирующие о сигналы управления (импульсы), по"даваемые на управляющие электроды тиристоров в определенной фазе, задаваемой регулятором. Данная система управления осуществляет плавное регулирование се кцией конденсаторной батареи или реактора

Недостатком данного ИРМ является то, что при плавном регулировании реактивной мощности ИРМ генерирует высшие гармоники.

Известна система автоматического управления несколькими параллельно и последовательно соединенными секциями конденсаторных батарей, каждая из которых включается в сеть через встречно-параллельно соединенные тиристоры. Система управления такой конденсаторной батареей предназначена для ступенчатого регулирования реактивной мощности путем изменения числа параллельно и последовательно включенных секций конденсаторных батарей (2g .

Недостатком такого устройства яв" ляется то, что дискретное регулирование мощности конденсаторной бата943985 реи требует большого количества тиристорных ключей, число которых соответствует числу ступеней регулирования.

Известно устройство для дискретного регулирования реактивной мощности в электрических сетях, содержащее трехсекционный ИРМ. Собранный из логических элементов регулятор управляет работой тиристорного ключа, который подключает к сети необходимое число секций конденсаторных батарей, что позволяет получить максимально возможное число (до семи) ступеней регулирования реактивной мощности в зависимости от соотношения мощностей секций.

Сигнал параметра регулирования поступает от датчика на входы измерительных органов, которые преобразуют плавно изменяющийся сигнал параметра в дискретный, Выходы измерительных органов в определенной логической последовательности через инверторы соединены со входами блоков сравнения, с выходом которых сигналы поступают на .исполнительные органы и на систему внутренней блокировки. Сигналы со входов элементов внутренней блокировки поступают на второй ряд блоков сравнения, выходы которых соединены с исполнительными органами. Между исполнительными органами осуществляется связь с помощью системы внешней блокировки. Исполнительные органы воздействуют на систему управления, которая, в свою очередь, осуществляет включение и отключение тиристорных выключателей, подключающих к сети необходимое количество секций батарей конденсаторов. В случае подключения ИРМ к сети с небалансом реактивной мощности регулятор обеспечивает возможность мгновенного включения необходимой ступени

ИРМ, не осуществляя перебора предыдущих ступеней. Каждый из трех тиристорных блоков вступает в работу, на« чиная с вполне определенного вентиля, . и заканчивает работу также на вполне определенном вентиле, Такая логическая последовательность работы связа.на с необходимостью задавать полярность остаточного напряжения на отключаемой секции конденсаторных ба-, тарей с целью выбора наиболее благоприятных (по переходному процессу) условий последующего включения этой

Поставленная цель достигается тем, что устройство для дискретного регулирования реактивной мощности в электрических сетях, содержащее статические источники реактивной мощности, выполненные из секционированных блоков, датчик параметра регулирования, подключенный к сети, блоки сравнения и исполнительный орган, снабжено генераторами опорных импульсов, генератором постоянного сигнала, противоположного по знаку параметру регулирования, сумматором и органом блокировки, при этом входы генераторов опорных импульсов объединены между собой, а их выходы подсоединены к одному из входов блоков сравнения, к второму входу которых подсоединен выход датчика параметра регулирования, который подсоединен также к одному из источников реактивной мощности и к секции. Внутренняя блокировка осуществляет предварительное закрытие каждого предыдущего блока вентилей при включении последующего. Данная

5 блокировка имеет взаимный характер, т. е. действует между смежными каналами как при наборе мощности, так и при ее сбросе. При наличии на входах элементов блокировки сигнала

tO равного "1", осуществляется ввод ее в работу. Блоки внешней блокировки выполнены также по взаимному принципу. Они определяют необходимое количество одновременно включен15 ных тиристорных ключей и секций конденсаторных батарей 3).

Недостатком указанного устройства я вляет ся небол ьшое чи сло ступеней изменения реактивной мощности барр тарей конденсаторов, что не позволяет достаточно точно реализовать аппроксимирование закона непрерывного регулирования, необходимого для управления некоторыми режимами электричес2S ких сетей и систем.

Цель изобретения - увеличение числа ступеней регулирования реактивной мощности при минимальном количестве тиристорных выключателей и ком. зп мутируемых ими секций конденсаторных батарей, реакторов или других элементов, упрощение системы управления многоступенчатыми установками ИРМ, увеличение надежности уст 5 ройства и качества регулируемого параметра, 9439

Устройство для регулирования реак- zg тивной мощности (фиг. 1) содержит два источника (ИРМ) 1 и 2. Сигнал от датчика 3 параметра регулирования зашунтирован рядом параллельных цепочек, состоящих иэ последовательно соединенных генераторов 4 — 6 опорных импульсов, блоков 7-9 сравнения, исполнительных органов 10-12 и сумматора 13. В схему также входит генератор 14 постоянного по величине и противоположного по знаку сигнала параметра регулирования и орган 15 блокировки. Значения текущего параметра регулирования от датчика 3 и опорные импульсы от генераторов 4-6 сравниваются в блоках 7-9 сравнения соответственно, выполненных по принципу логических элементов И. При совпадении контрольного сигнала с одним из опорных срабатывает соответствующий исполнительный орган

10-12. Выход генератора 14 постоянного по величине и отрицательного по знаку сигнала соединен со входами исполнительных органов 10- 12. Величи50 на постоянного импульса равна порогу срабатывания первого по очереди ИРМ 1

Исполнительные органы 10-12 представляют собой электронные ключи, которые вкпючаются си гналом, поступающим с

55 выхода блоков 7-9 сравнения. Выходные сигналы каждого исполнительного органа 10-12, равные по величине и знаку постоянному сигналу, подаются на

5 входу сумматора, выход каждого из блоков сравнения подсоединен к входу соответствующего исполнительного органа, выполненного s виде электронных ключей, на второй вход каждого иэ исполнительных органов подсоединен выход генератора постоянного сигнала, вход которого подсоединен к пи- .тающей сети, выходы исполнительных органов подсоединены к сумматору, 10 выход которого подсоединен к входу второго источника реактивной мощ.ности, а выходы opraHa блокировки подсоединены к вторым входам источников реактивной мощности, а к входам 1s органа блокировки подсоединены выходы источников реактивной мощности.

На фиг. 1 изображена блок-схема устройства связи, включаемого между регуляторами двух известных ИРМ, в на фиг. 2 - диаграмма токов по секциям и суммарного тока двух ИРМ, образующих предлагаемое устройство.

85 6 входы сумматора 13. На один иэ входов сумматора 1 3 также поступает си гнал параметра регулирования. Сумматор 13 осуществляет суммирование контрольного сигнала параметра регулирования с постоянными импульсами, поступающи.ми от исполнительных органов 10-12.

Результирующий сигнал с выхода сумматора 13 поступает на регулятор промежуточного ИРМ 2. Орган 15 блокировки осуществляет предварительное закрытие всех тиристорных ключей ИРМ 2 перед включением каждой ступени первого ИРМ при наборе мощности и обратную операцию при сбросе мощности.

Устройство функцирнирует следующим образом.

На примере двух однотипных ИРМ, обьединенных устройством связи, имеем следующее соотношение значений мощности по трем их секциям: ИРМ 1

7:14:21, ИРМ 2 1: 2: 3. Каждый ИРМ с помощью своего регулятора в логической последовательности комбинирует шесть возможных ступеней регулирования реактивной мощности.

При увеличении значения параметра регулирования сначала в работу вступает ИРМ 2, так как порог срабатывания его первой ступени в шесть раз ниже порога срабатывания первой ступени

ИРМ 1, и в логической последовательности комбинирует шесть возможных ступеней. При достижении значения параметра регулирования порога срабатывания первой ступени ИРМ 1 на вхо-. дах первого блока 7 сравнения оказываются равные по величине сигналы, что приводит к появлению сигнала равного ".1" на его выходе. Исполнительный орган 10 первой цепочки подключает ко входу сумматора 13 постоянный отрицательный сигнал от генератора 14. Происходит сложение равных по величине и противоположных по знаку сигналов. На выходе сумматора 13 формируется нулевое значение сигнала, что приводит к отключению всех секций ИРМ 2 и одновременному включению первой секции

ИРМ 1, так как на его регулятор контрольный сигнал попадает, минуя устройство связи. Процесс отключения ИРМ 2 и включения первой ступени ИРМ 1 контролируется органом 15 взаимной блокировки. При дальнейшем увеличении параметра регулирования вновь вступает в работу ИРМ 2, про943985 должая увеличивать генерируемую мощность устройства за счет ввода своих секций конденсаторных батарей с первой до шестой до тех пор, когда эта мощность не достигнет порога 5 включения второй ступени ИРМ 1, которое вступает в работу при одновременном выключении всех секций ИРМ 2 °

При снижении значения параметра регулирования отключение каждой ступе- в ни ИРМ 1 происходит с одновременным включением шестой ступени ИРМ 2, что обеспечивается логической частью регуляторов и органом 15 блокировки. Следовательно, переход к каждой 1 из шести ступеней ИРМ 1 осуществляется путем перебора шести ступеней

ИРМ 2, что позволяет получить при данном соотношении мощностей по секциям ИРМ сорок восемь ступеней измене?о ния реактивной мощности с единичным шагом. Этот процесс иллюстрируется диаграммой токов, . представленной на фиг. 2.

Использование изобретения позво- 25 лит в ряде случаев при управлении режимами электрических систем заменить плавное регулирование реактивной мощности на дискретное без ущерба качеству регулирования. При 30 этом устройство не генерирует высших гармоник тока. Предлагаемое устройство связи позволит не усложняя логической части регуляторов известных ИРМ получить до 63 ступеней регу- зз лирования реактивной мощности при двух-трехсекционных ИРМ, управляемых тиристорными выключателями.

Формула изобретения

Устройство для дискретного регулирования реактивной мощности в электрических сетях, содержащее статичес- 4s кие источники реактивной мощности, выполненные из секционированных блоков, датчик параметра регулирования, подключенный к сети, блоки сравнения и исполнительный орган, о т л ичающее ся тем, что, сцелью увеличения числа ступеней регулирования, упрощения системы управления источниками, оно снабжено генераторами опорных импульсов, генератором постоянного сигнала, противоположного по знаку параметру регулирования, сумматором и органом блокировки, при этом входы генераторов опорных импульсов объединены между собой» а их выходы подсоединены к одному из входов блоков сравнения, к второму входу которых подсоединен выход датчика параметра регулирования, который подсоединен также к одному из источников реактивной мощности ч к входу сумматора, выход каждого из блоков сравнения подсоединен к входу соответствующего исполнительного органа, выполненного в виде электронных ключей, на второй вход каждого из исполнительных органов подсоединен выход генератора постоянного сигнала, вход .которого подсоединен к питающей сети, выходы исполнительных органов подсоединены к сумматору, выход которого подсоединен к входу второго источника реактивной мощности, а выходы органа блокировки подсоединены к вторым входам источников реактивной мощности, а к входам органа блокировки подсоединены выходы источников реактивной мощности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

Ю 606 185, кл. Н 02 J 3/18, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

М 558349, кл. Н 02 J 3/18, 1975.

3. Источники реактивной мощности для ступенчатого регулирования конденсаторных батарей для резкопеременной несинусоидальной нагрузки. Отчет, инв. N Б-589487, номер roc.регистрации 76005833 1977, февраль.