Способ регулирования реактивной мощности

(51) 4 Н 02 1 31 Е ИЗОБРЕТЕН ПИ ВИДЕТЕПЬСТ ВТОРСНО ВАНИЯ РЕ(57) Изобретентельной техникенапример, дляпитания на част промышленной РЕГУЛ НОСТИ е отно и може рганиза тах, от. астоты ится к преобразоват быть использовано, ции систем электроичаюгцихся от обще Гц. Цель изобрете СУДАРСТВЕКНЫИ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(71) Саратовский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) И. И. Кантер, И. И. Артюхов,А. Н. Корнев, В. А. Серветники Ю. Б. Томашевский(56) Г 1 атент США4028614, кл. Н 02 ) 3/18, 1977.Автоматизация новейших электротехнологических процессов в машиностроении на основе применения полупроводниковых преобразователей частоты с целью экономии материальных, трудовых и энергетических ресурсов. - Докл. У Всесоюзной научно-техни. ческой конференции, Уфа, 1984, с. 79. ния - повышение точности стабилизации. С этой целью в способе регулирования реактивной мощности в системе электропитания путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи и импульсно-фазового управления вентильно-реакторным компенсирующим устройством в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током источника питания и напряжением на нагрузке от данного значения контролируют входной ток вентильно-реакторного компенсирующего устройства. После чего фиксируют момент выхода амплитуды этого тока за нижний (верхний) предел предварительно установленного диапазона изменения. Если в течение заданного интервала времени после указанного момента амплитуда входного тока компенсирующего устройства не становится больше (меньше) нижнего (верхнего) предела, то производят подключение (отключение) соответствующей секции конденсаторной батареи. Данный способ регулирования позволяет построить систему электропитания с улучшенными технико-экономическими показателями, способную работать при резкопеременном характере нагрузки. 2 ил.5 1 О 15 Я =- Яс - Я - Оу,Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для организации систем электропитания на частотах, отличающихся от общепромыцленной частоты 50 Гц.Цель изобретения - повышение точности стабилизации,На фиг.1 показана блок-схема системы электропитания; на фиг.2 - график изменения амплитуды входного тока компенсирующего устройства.На фиг,1 показаны автономный инвертор 1 тока с вентильно-реакторным компенсирующим устройством 2 и конденсаторной батареей, состоящей из нерегулируемой час. ти 3 и регулируемой части 4, разделенной на М секций 5, которые подключаются к выходу инвертора через соответствующие коммутационные элементы 6. Блок-схема включает также трансформатор 7 тока (или трехфазную группу трансформаторов тока), блок 8 выделения амплитуды, два источника 9 и 1 О опорных напряжений, два сумматора 11 и 12, двухвходовый логический элемент ИЛИ 13, ждущий мультивибратор 14, формирователь 15 импульсов, два двухвходовых логических элемента И 16 и 17, реверсивный счетчик 18, дешифратор 19, датчик 20 обратной связи, схему 21 сравнения и блок 22 управления вентильно-реакторным компенсирующим устройством.При построении блок-схемы (фиг.1) в качестве стабилизируемого параметра принята величина угла сдвига фаз между током, потребляемым из сети, и напряжением на нагрузке. Величина этого напряжения при заданном входном напряжении инвертора 1 определяется величиной нескомпенсированной реактивной мощности Я емкостного характера: где Яс - суммарная реактивная мощностьконденсаторной батареи;Ян - реактивная мощность нагрузки; Як - реактивная мощность, потребляемая вентильно-реакторным компенсирующим устройством.Годдержание заданного баланса реактивной мощности осуществляется путем плавного изенения реактивной мощности Як.у в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током, потребляемым из сетки, и напряжением на нагрузке от заданного значения и ступенчатого изменения реактивной мощности Я, за счет подключения определенного количества секций 5 к выходу инвертора 1. Переключение секций 5 производится на основании информации о величине Як.у. при помощи контроля за амплитудой входного тока вентильно-реакторного компенсирующего устройства 2. Максимальная реактивная мощность последнего определяется из условия компенсации реактив 20 25 30 35 40 45 50 55 ной мощности одной секции 5 батареи 4 и коммутации избытка реактивной мощности емкостного характера, необходимого для обеспечения заданной коммутационной устойчивости инвертора 1 при кратковременных перегрузках. Эти перегрузки могут быть обусловлены, например, пуском асинхронного двигателя или подключением индукционного нагревательного поста при их централизованном электроснабжении,На фиг.2 показан график зависимости амплитуды входного тока компенсирующего устройства 2 от мощности нагрузки Р для числа секций М = 3. Подключение соответствующей секции 5 параллельно нерегулируемой части 3 производится в точках а, в, с при уменьшении амплитуды тока до нижнего преДЕЛа 1 мнн, ОТКЛЮЧЕНИЕ - В тОЧКаХ а, В, СПРИ достижении верхнего предела 1 макс При работе инвертора 1 с нагрузкой, мощность которой меньше, чем Р и на выходе дешифратора 19 присутствуют уровни логического нуля, в результате чего все коммутационные элементы 6 разомкнуты, и секции 5 батареи 4 отключены от инвертора. В поддержании баланса реактивной мощности участвуют конденсаторная батарея 3 и компенсирующее устройство 2. При увеличении мощности нагрузки до значения Рн амплитуда тока компенсатора 2 становится равной 1 м н, и сигнал на выходе блока 8 выделения амплитуды становится равным .напряжению источника 9 опорного напряжения. Первый компаратор срабатывает, в результате чего уровень логической 1 через элемент ИЛИ 13 поступает на вход ждущего мул ьтивибратора 14. Через заданный интервал времени Л 1, определяемый длительностью работы мультивибратора, на выходе формирователя 15 появляется положительный импульс, Если к моменту появления этого импульса мощность нагрузки инвертора 1 не становится меньше Р , то на суммирующий вход счетчика 18 с выхода логического элемента И 16 поступает импульс, который приводит к появлению сигнала логической 1 на первом выходе дешифратора 19. Коммутационный элемент 6, связанный с этим выходом дешифратора 19, подключает соответствующую секцию 5 к выходу инвертора 1. Возникающий избыток реактивной мощности емкостного характера компенсируется устройством 2, что приводит к возрастанию амплитуды его входного тока. Однако значение этой амплитуды меньше, чем верхний ПрЕдЕЛ 1 макс, ВСЛЕДСТВИЕ ЧЕГО уКаэаииая СЕК- ция 5 остается подключенной к выходу инвертора при изменении нагрузки от Рн, до Р . Следующее изменение состояния счетчика 18 может произойти либо в точке 2 (фиг.2), когда мощность нагрузки достигает значения Р , либо в точке а, в которой/ мощность нагрузки становится меньше РньВ первом случае на втором выходе дешифратора 19 появляется уровень логической 1, в результате чего очередная секция 5 подключается к выходу инвертора 1. Во втором случае на первом выходе дешифратора 19 появляется уровень логического нуля и соответствующая секция 5 отключается. Команда на отключение секций 5 формируется вторым компаратором при появлении на его прямом входе сигнала, превышающего выходное напряжение источника 10.Предлагаемый способ регулирования реактивной мощности позволяет построить систему электропитания с улучшенными технико-экономическими показателями и обладающую возможностью работы при резкопеременном характере нагрузки,Компенсация глубоких (во всем диапазоне изменения нагрузки), но относительно медленных нарушений баланса реактивной мощности осуществляется путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи. Это позволяет избежать дополнительных активных потерь, связанных с компенсацией избыточной реактивной мощности емкостного характера. Вентильно-реакторное ком пенсирующее устройство, обладающее высокой скоростью регулирования реактивной мощности, производит отработку отклонений стабилизируемого параметра от заданного значения, вызванных резким изменением параметров нагрузки.Использование для дискретного управления конденсаторной батареей информации о величине загрузки вентильно-реакторного10 компенсирующего устройства относительно небольшой мощности позволяет избежать таких режимов работы системы электропитания, при которых возможно нарушение ее устойчивости. Благодаря этому область применения способа регулирования реактивной мощности распространяется на системы централизованного электропитания со статистической нагрузкой. Формула изобретения Способ регулирования реактивной мощности в системе электропитания путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи и импульсно-фазового управления вентильно-реакторным компенсирующим устройством в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током источника питания и напряжением на нагрузке от за данного значения, отличающийся тем, что, сцелью повышения точности стабилизации, контролируют входной ток вентильно-реакторного компенсирующего устройства, фиксируют момент выхода амплитуды этого тока за нижний (верхний) предел предварительно установленного диапазона изменения и, если в течение заданного интервала времени после указанного момента амплитуда входного тока компенсирующего устройства не становится больше (меньше) нижнего (верхнего) предела, производят подключение (отключение) соответствующей секции конденсаторной батареи.г,Г Составитель 0Техред И. ВересТираж 612И Государственного коделам изобретений иоскв а, Ж - 35, РаушсПатент, г. Ужгород имоко сдактор Е. Папиаказ 6344/51ВНИИЛпо113035, Мфилиал ППП НаказнаяКар ректоПодписномитета СССРоткрытийая наб., д, 45ул. Проектная,