Устройство для управления фильтром высших гармоник

и,ЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Винницкий политехнический институт(54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ФИЛЬТРОМ ВЫСШИХ ГАРМОНИК,содержащее датчик напряжения, датчик тока, включенный в цепь фильтра, блок изменения индуктивности фильтра, вход которого подключен к выходу фазового дискриминатора, соединенного с датчиком напряжения, блок синхронизации, вход которого,соединен с выходом датчика тока, а выходчерез фазосдвигающий элемент - с вторымвходом фазового дискриминатора, блок защиты фильтра от перегрузбк, содержащийрелейный элемент,. соединенный с выходомдатчика тока, элемент измерения частотыуправляемого генератора блока синхронизации, выход которого подключен к элементупамяти, соединенному с элементом умноже-.,ыЯО 1053218 А ния, выход которого соединен с вторым входом фазосдвигающего элемента, отличаюи 1 ееся тем, что, с целью повышения качества напряжения электрической сети с нелинейными потребителями, оно снабжено анализатором спектра, блоком выделения амплитуды превалирующей гармоники спектра, блоком определения и запоминания частоты превалирующей гармоники, преобразователем частоты в постоянный ток, преобразователем частоты в напряжение постоянного тока и суммирующим блоком, причем вход анализатораспектра соединен с выходом датчика напряжения, а его выходы - с блоком определения и запоминания частоты превалирующей гармоники спектра через блок выделения амплитуды превалирующей гармоники спектра и ф непосредственно выходы блока определения и запоминания частоты превалирующей гармоники спектра через преобразователь частоты в напряжение постоянного тока сое- С динены с блоком синхронизации и через преобразователь частоты в постоянный ток с суммирующим блоком, второй вход которого соединен с блоком изменения индуктивностифильтра, а выход - с регулируемой индуктивностью фильтра.Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к устройствам регулирования спектра напряжения в электрическихсетях путем подавления высших гармонических составляющих,Известны устройства -для подавлениявысших гармоник в электрических сетях,состоящие из последовательно соединенныхиндуктивности и емкости, называемые фильтрами высших гармоник, настройка которыхв резонанс на одной частоте производится 1 Онезависимо от дрейфа частоты тока сети50 Гц), а также при отклонении емкостиконденсаторов от требуемых Значений 11.Однако в этих устройствах не ограничивается величина тока, протекающего черезлинейный фильтр, которая может быть выше 15допустимой.Известно устройство, в котором производится настройка линейного фил тра в резонанс независимо от дрейфа частоты тока всети и отклонения емкости конденсаторов оттребуемых значений, а также зашита его отперегрузки по току путем плавной расстройки фильтра, Такое устройство для управления фильтром высших, гармоник содержитдатчик напряжения, датчик тока, включенный в цепь фильтра, блокйэменения индуктивности фильтра, вход которого подключен квыходу фазового дискриминатора, соединенного с, датчиком напряжения, блок синхронизации, вход которого соединен с выходомдатчика тока, а выход через фазосдвигаюший элемент - с вторым входом фазового ЗОдискриминатора, блок защиты фильтра отперегрузок, содержащий релейный элемент,соединенный с выходом датчика тока, элемент измерения частоты управляемого генератора блока синхронизации, выход которого подключен к элементу памяти, соединенному с элементом умножения, выход которого соединен с вторым входом фазосдвигающего элемента 12).Однако известное устройство оказывается не эффективным в электрических сетях, 4 Ок которым подключены потребители электрической энергии с нелинейными характеристиками, моменты и продолжительность включения которых не регламентированы, В этомслучае мгновенный спектр высших гармонических составляющих в сети непрерывно 45изменяется случайным образом, причем вразличные моменты времени превалирующими являются различные высшие гармоники.Цель изобретения - повышение качества напряжения электрической сети с нелинейными потребитеЛями.Указанная цель достигается тем, что устройство для управления фильтром высшихгармоник, содержащее датчик напряжения,датчик тока, включенный в цепь фильтра, 5блок изменения индуктивности фильтра,вход которого подключен к выходу фазового дискриминатора, соединенного с датчиком напряжения, блок синхронизации вход, которого соединен с выходом датчика тока, а выход через фазосдвигающий элемент - ,с вторым входом фазового дискриминатора, блок защиты фильтра от перегрузок, содержаший релейный элемент. соединенный с выходом датчика тока, элемент измерения частоты управляемого генератора блока синхронизации, выход которого подключен к элементу памяти, соединенному с элементом умножения, выход которого соединен с вторым входом фазосдвигаюшего элемента, снабжено анализатором спектра, блоком выделения амплитуды превалирующей гармоники спектра, блоком определения и запоминания частоты превалируюшей гармоники, преобразователем частоты в постоянный ток, преобразователем частоты в напряжение постоянного тока и суммирующим блоком, причем вход анализатора спектра соединен с выходом датчика напряжения, его выходы - с блоком определения и запоминания частоты превалирующей гармоники спектра через блок выделения амплитуды превалирующей гармоники спектра и непосредственно выходы блока определения и запоминания частоты превалирующей гармоники спектра через преобразователь частоты в напряжение постоянного тока соедине ны с блоком синхронизации и через преобразователь частоты в постоянный ток с суммирующим блоком, второй вход которого соеди. нен с блоком изменения индуктивности фильтра, а выход - с регулируемой индуктивностью фильтра.На чертеже представлено устройство для управления фильтром высших гармоник.Устройство содержит электрическую сеть 1, выключатель 2, служащий для подключения к сети фильтра высших гармоник, собранного из последовательно соединенных емкости 3 и регулируемой индуктивности 4, датчик 5 тока, включенный в цепь фильтра, блок 6 синхронизации, вход которого подключен к выходу датчика тока, состоящий из фазового дискриминатора 7, интегратора 8 и управляемого генератора 9, датчик 10 напряжения, вход которого подключен к электрической сети, фазовый дискриминатор 11, один вход которого подключен к датчику 10 напряжения, блок 12 изменения индуктивности.фильтра, вход которого соединен с выходом фазового дискриминатора 11 состоящий из интегратора 13 и усилителя 14 фазосдвигающий элемент 15, выход которого соединен с фазовым дискриминатором 11, а один вход - с выходом управляемого генератора 9 блока синхронизации 6, релейный элемент 16, вход которого соединен с датчиком 5 тока, элемент7 умножения, выход которого соединен с вторым входом фазосдвигающего элемента 15, а о 4 ин вход - с выходом релейного элемента 16, элемент 18 памяти, выход которого соединен с вторым входом элемента 17 умножения, элемент 1910532измерения; выход которого соединен с входом элемента 18 памяти, один вход соединенс выходом управляемого генератора 9 блока синхронизации 6, а второй - с выходомфазосдвигающего элемента 15, анализатор 20 спектра, вход которого соединен с звыходом датчика 10 напряжения, блок 21выделения амплитуды превалирующей высшей гармонической составляющей спектранапряжения, вход которого соединен с выходом анализатора 20 спектра, блок 22 оп бределения и запоминания частоты превалирующей высшей гармоники 22, один входкоторого соединен с анализатором 20 спектра, а второй - с блоком 21 выделенияамплитуды превалирующей гармоники, преобразователь 23 частота - постоянный 1ток, вход которого соединен с выходом блока 22 определения и запоминания частотыпревалирующей высшей гармоники, преобразователь 24 частота - напряжение постоянного тока, выход которого соединен с,входом перестройки параметров управляемого генератора 9 блока 6 синхронизации, авход - с выходом блока 22 определения изапоминания частоты превалирующей высшей гармоники, суммирующий блок 25, выход которого соединен с входом перестройки 25параметров регулируемой индуктивности 4фильтра, один вход соединен с органом 12изменения индуктивности фильтра, а второй - с выходом преобразователя 23 частота - постоянный ток.Устройство для управления фильтром ЗОвысших гармоник работает следующим образом,Анализатор 20 спектра раскладываетсигнал, поступающий с датчика 10 напряжения сети, в ряд Фурье с частотами, кратными основной частоте тока в сети, равной Зз50 Гц.Полученный на выходе анализатора 20спектр напряжения сети поступает на входы блока 21 выделения амплитуды превалирующей высшей гармоники и блока 22 опре бделения и запоминания частоты превалирующей высшей гармоники. В блоке 21 путемпопарного сравнения амплитуд определяется амплитуда превалирующей высшей гар-.моники, а в блоке 22 по разрешающемусигналу с блока 21 фиксируется частотапревалирующей высшей гармоники. 18Выходной сигнал блока 22, несущий информацию о частоте превалирующей высшей гармоники, преобразуется преобразователем 23 в ток, который, поступая в обмотку подмагничивания индуктивности 4 фильтра, изменяет ее параметры таким образом, чтобы фильтр оказался настроенным в резонанс на частоту выделенной превалирующей высшей гармоники.Одновременно выходной сигнал блока 22 преобразуется преобразователем 24 в напряжение, поступающее на управляемый генератор 9 блока 6 синхронизации и перестраивающее параметры генератора, а значит, и весь блок синхронизации на частоту превалирующей гармоники.При небольших расстройках резонанса на частоте превалирующей высшей гармоники за счет отклонения частоты тока в сети от 50 Гц или за счет изменения параметров конденсаторов фильтра вступают в действие все блоки схемы управления известного устройства, незначительно изменяющие ток в обмотке подмагничивания индуктивности 4 фильтра за счет составляющей, поступающей на эту обмотку через суммирующий блок 25 от органа 12 изменения индуктивности фильтра.Блок синхронизаций в этом режиме работает так же, как в известном устройстве, не изменяется работа и блока защиты фильтра от недопустимых токов в случае возникновения резонанса токов между фильтром и системой переменного тока. Предлагаемое устройство дает наибольший положительный эффект при ег) использовании в электрических сетях систем электроснабжения промышленных предприятий радиоэлектронной промышленности, содержащих большое количество потребителей электроэнергии с нелинейными характеристиками и технологические установки, снижение качества напряжения питания которых по спектральному составу всегда приводит к массовому браку дорогостоящей продукции.Этот эффект достигается за счет того, что подавив превалирующую высшую гармонику спектра напряжения сети, улучшают ка. чество напряжения, подаваемого на технологические установки.Составитель О. Наказная Редактор О. Бугир Техред И. Верес Корректор О. Билак Заказ 8895/53 Тираж 617 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 Филиал ППП сПатент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4