Устройство для управления конденсаторной установкой

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯХ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ пп 989669 Союз СоветскихСоциалистическивРеспублик(22) Заявлено 22.06. 81(21 3304362/24-07 31) М. Кп.з с присоединением заявки Йо Н 023/18 Государствеииый комитет СССР по делам язобретеиийоткрытий(088. 8) Дате опубликования описания 15.01,83(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОНДЕНСАТОРНОЙ УСТАНОВКОЙИзобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в электрических сетях про" мышленных предприятий для повышения коэффициента мощности нагрузок.По основному автсв. 9 855851 известно устройство для управления конденсаторной установкой, содержащее датчик напряжения, датчик реактинного тока нагрузок и исполнитель- . ный элемент, переключающий секции . конденсаторной установки, блок давления, к входу делимого которого подключен выход датчика реактивного тока нагрузки, к входу делителя -. выход датчика напряжения, а выход соединен с исполнительным элементом (1).Такое устройство обеспечивает оптимизацию коэффициента мощности в узле при изменениях нагрузки и питающего напряжения Необходимая емкость конденсаторной батареи устанавливается путем переключения секций пропорционально отношению реактивного тока нагрузки к произведению напряжения.и частоты питающей сети.Однако в процессе эксплуатации в результате старения диэлектрика и пробоя встроенных предохранителейотдельных конденсаторов емкостисекций конденсаторной батареи изменяются. Частота питающей сетитакже не остается постоянной. Таккак в алгоритме работы известногоустройства для регулирования конденсаторной батареи не предусмотренконтроль за состоянием секций батареи и частотой питающей сети, тоточность регулирования остается невысокой.Цель изобретения - повышениеточности регулирования при изменениях частоты питающей сети и емкости секций конденсаторной батареи,Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для регулирования конденсаторной батареи введе-,ны датчик реактивного тока питающейсети, блок "Зона нечувствительностии,.интегратор, источник опорного напряжения, сумматор н блок умножения,причем к входам сумматора подключенинтегратор и источник опорного напряжения, к выходу сумматора - блокумножения, включенный между исполнительным элементом и блоком деления, а к входу интегратора подключены ЗО последовательно соединенные датчик989669 реактивного тока питающей сети и блок "Эона нечувствительности".Иа чертеже приведена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит клемму 1 для подключения к питающей сети, датчик реактивного тока питакщей сети 2, к которому подключен блок "Эона нечувствительности" 3, выполненный в виде нелинейного элемента, конденсаторную батарею 4, интегратор, щ 5, исполнительный элемент б, сумматор 7, подключенный к входу блока умножения 8, источник опорного напряжения 9 блок деления 10 с входами делимого и делителя, датчик напряжения питающей сети 11, датчик реак-тивного тока нагрузки 12, нагрузку 13.Устройство работает следующим образом.Действующее значение ц синусоидального питающего напряженияО-и П 51 П(ЮФ+ Ч) где (о, Ч - соответственно .частота и начальная фаза, измеряется с помощью датчика напряжения 11. Ток нагрузки 13 отстает по фазе от питаю. щего напряжения йа угол М и равен где К 6 - коэфФициент передачи интегратора 5.Напряжение и 5 суммируется с опорным напряжением и 9 1(ы, в результате на выходе сумматора 7 формируется 5 сигнал становивий конденота питаюм, а начальпряжения емкость авной 1 я соэ мэь(щ+ф)-3 ямовсоз 45исцдб соь(ий+ Ч)ющее значение его реактивляющейОСщ,Э,мю)измеряется еактивного тока питающей Я ходной сигнал датчика реак ка 2 поступает в блок "Зовительностиф 3 с хараате Действной состадатчикомсети 2. Вытивного тна нечувсристикой ГнЭНВЙЮ Э 91 р 1о Ще: При сети .0 5 на вхо де бло напряж ся. Ебл ц исходи чину ДС на дюэтомСО) Э реактивнывюУспедоватеавен О, пнтегратор ток питающ йСигнал ьно, на выхоэтому выходно не изменяете и,аЗрние и де Ъ - зо Сигнал а интегра оторого иР 5 ( н 3 и эоф ЗН=ЗНЯ Ып (уф Ч-Ч) =ЭЯ СоэМп(вИ)- -ЭНЯ Ваап Мс 05 (%1+91где Эн - действующее значение токанагрузки.Действующее значение реактивной составляющей тока нагрузки ОнМпУ измеряется датчиком реактивного ток нагрузки 12.Ток конденсаторной установки 4 опережает по фазе питающее напряжение на четверть периода= ОСАМ соз(цй+Ч 9, где С - номинальная емкость конденсаторной батареи.Ток в сети равен ЗР при )ЭрЬ3 Р) 0 при 1 э сЬ, на нечувствительности;с выхода блока 3 подается тор 5, выходное напряжени зменяется по закону Уф 0+и 9= К (Осшн 51 пч) Юфит,о который поступает на первый вход блока умножения 8. На второй вход блока умножения 8 подается выходной сигнал блока деления 10, который формирует сигнал, равный отношению реактивного тока нагрузки к действующему значению йитающего напряженияэн %1 Ч%о = иВыходной сигнал блока умножения 8 3 зоЧ иВ= К И,ОСш-з 5;оЧ,5 н щ 0поступает на исполнительный элементкоторый переключает секции конденраторной батареи таким образом, чтоее емкость устанавливается пропорцио нальной ц 8.Коэффициент мощности в узле нагрузки равен достигает максимального значени = 1, если емкость конденсаторно атареи равна 3 ошСВ том случае, если в у шемся режиме емкости секц саторной батареИ 4 ичаст щей сети равны номинальны ное значение выходного на интегратора 5 равно О, то батареи устанавливается р в установившемся режиме проотклонение емкости на велиили частоты питающей сетито при емкости батареи989669 нй"ф г 25 Заказ. 11143/715 Подписное Н и в питающей сети 1 будет протекать реактивный токЗр (сфзс) Ьня 03)- й 1 пуПри атом, если ЗРЕЛО, то реактивный ток сети имеет емкостной характер, еслиЗр 0, то - индуктивный.Если ЯЙ Ь, то выходной сигнал блока 3 УЖ(С+аС) (индш) -,Зваап У 3 поступает на интегратор 5, формирующий напряжение О =К УО(С+а С) (юо+Ьш)-Э 54 п ЮЖ 5 5 , ИОкоторое суммируется с опорным 0 =Ф)ыи подается на вход блока умножения 8. В результате изменяется коэффициент мощности конденсаторной батареи, и ее емкость устанавливается равной.О0 (С+ЛС) (Оэ фдад)-Эн 1 пЮ )Ю.3Изменение емкости происходит таКим образом, что реактивный ток всетй уменьшается, и как только егозначение снижается до порога чувствительности блока 3, входной сигналинтегратора становится равным 0 иего выходное напряжение перестает иэменяться, а устройство продолжаетработать с новым коЭффициентом передачи, обеспечивая близкое к максимальному Ь = 1 значение коэффициента мощности в узле нагрузки.Зона нечувствительности Ь блока3 выбирается таким образом, чтобыизменения реактивного тока питающейсети, не превьыающие значения емкос.тного тока минимальной секции конденсаторной. батареи, не вызывалиизменения коэффициента передачи регулятора мощности конденсаторной установки. чем меньше емкоств минималь ной секции, тем меньшую зону нечувствительности следует устанавливать,а наоборотКоэФФициент передачи интегра-.1тора К выбирается таким обра- б"зом, чтобы йэменение коэффициентапередачи регулятора происходилотолько в установившихся режимах прнотклонениях емкости секций конден-,саторной установки или частоты питающей сети, а в переходных режимахбыстрые изменения реактивного токасети не вызывали бы существенногоизменения выходного напряжения интегратора.10 Такимобразом, предлагаемое устройство для регулирования конденсаторной батареи обеспечивает оптимизацию коэффициента мощности вузле нагрузки при изменениях реак тивного тока йлектроприемников,напряжения и частоты питающейсети и отклонениях емкости секций конденсатОрной батареи от номиналь"ного; минимизацию реактивного токаи, следовательно, потерь напряженияи мощности в питающей сетиповышенную точность регулирования приизменениях питакщей сети и емкостиконденсаторной батареи. фоРмула изобретениясУстройство для управления конден- ЗО саторной устанбвкой по авт. св.9 855851, о т л и ч а ю щ е е с ятем; что, с целью повышения точности регулирования при измененияМ:конденсаторной установки, оно снабЗ 5 жено датчиком реактивного тока питающей Сети, блоком "Зона нечувстви. тельйостиф,интегратором, источникомопорного напряжения, сумматором иблоком умножения, причем к входам 4 О сумматора подключены интегратор иисточник опорного напряжения, к выходу суьиатора -. блок умножения,включенный между исполнительным элементом и блоком деления, а к входу ин тегратора подключены последовательно соединенные датчик реактивноготока питающей сети и блок "Зонанечувствительности"Источники информации, 50 инятые во внимание при экспертизе ц пр1. Авторское свидетельство СССР9 855851, кл. Н 023/18, 1979. Филиал ППП "Патентф,г.ужгород, ул.Проектная, 4