Устройство для управления электрическим теплоаккумулирующим нагревателем

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК А 1432805 9) 51 4 В 1 ЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ГОСУД АРС ПО;ДЕЛАМ ЕСРЯЦцу ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 9 о-исследователзации и электрзяйства В 248821,ьство СССР 1/02, 1985.(7 1) Литовский научиский институт механфикации сельского х(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТЕПЛОАККУМУЛИРУМЗЦИМ НАГРЕВАТЕЛЕМ(57) Изобретение относится к электротехникеЦель изобретения - повышение равномерности загрузки сети. Устройство содержит интегратор 7 с сумматором 4 на входе и пороговый элемент 8 с гистерезисом, который через коммутатор 5 периодически подключает источник 6 опорного сигнала, что поэ-,Ъ.воляет равномерно импульсно зарякать термоаккумулирующий нагреватель завсе разрешенное время зарядки, 2 ил.Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для заряда маломощных теплоаккумулирующих устройств с электрическими нагрева 5 телями.Цель изобретения - повышение равномерности загрузки сети при зарядке электрического теплоаккумулирующего нагревателя (ЭТАН). 10На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство содержит блок 1 ввода графика нагрузки энергосистемы, выход которого соединен с первым входом блока 2 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 3 определения теплопотребности, а выход со О единен с первым входом блока 4 вычитания. Второй вход блока 4 вычитания ;через коммутатор 5 соединен с выходом ,источника 6 опорного сигнала, а вы,ход блока 4 вычитания через интегратор 7 соединен с входом порогового ,элемента 8 с гистерезисом, Выход порогового элемента 8 соединен с управляющим входом коммутатора 5 и входом силового коммутирующего аппарата 9 для подключения ЭТАН к сети.Устройство работает следующим образом.В блоке 1 в виде задающего сигнала п (фиг.2 а) воспроизводят закон зарядки, формируемый устройством централи-З 5 зованного управления, которое оборудуют в любом пункте диспетчерского управления энергосистемы (это устройство не входит в состав устройства управления ЭТАН). Задающий сигнал в устройстве централизованного управления формируют в противофазе изменению нагрузки энергосистемы; когда нагрузка энергосистемы уменьшается, формируют нарастающий задающий сигнал, когда нагрузка энергосистемы минимальна, формируют максимальный задающий сигнал, когда нагрузка энергосистемы увеличивается, формируют убывающий задающий сигнал. Максимальноезначение задающего сигнала, означающее разрешение заряда ЭТАН с установленной мощностью, в соответствующем масштабе связано с отношением установленной и расчетной отдаваемой мощностей управляемых ЭТАН, т.е.Р ст ТЮ - " К --- К --(1)Р сосчзн где М - максимальное значение задающего сигнала;К, - масштабный коэффициент;РустРт - соответственно установленнаяи расчетная отдаваемая мощности ЭТАН,Т - период цикла зарядка - разрядка (продолжительность суток),лс ц - значительная продолжительность эквивалентной зарядкис установленной мощностью.Номинальная продолжительность эквивалентной зарядки из (1) может бытьвыражена:(2)где К= 1/К - постоянный коэффициент,Если требуется отдаваемая мощностьЭТАН меньше расчетной (теплопотребность меньше расчетной), соответственно требуется и,меньшая продолжи"тельность эквивалентной зарядки, т.е.лс = Рс = РКл Т3 Зн(3) где лс - продолжительность эквива 3лентной зарядки в текущиесутки;Р - относительная отдаваемаямощность, за единицу принимая расчетную отдаваемуюмощность (относительная теплопотребность ЭТАН).Для обеспечения нормальной зарядки всех ЭТАН, подключенных к данному устройству централизованного управления, "площадь", описываемая законом зарядки, в каждые сутки должна быть постоянной, т.е. задающий сигнал в обязательном порядке должен удовлетворять требованию-" аС:;, = к-= е (4)оЗадающий сигнал, воспроизведенный в блоке 1 (на фиг.2 а показан задающий сигнал трапецеидальной формы), в блоке 2 умножения умножают на выходной сигнал блока 3 определения теплопотребности, пропорциональный относительной теплопотребности ЭТАН в текущие сутки; На выходе блока 2 умножения получают сигнал (фиг.2 б)Н = К пР, (5) где Б - выходной сигнал блока 2 умноженияК з - постоянный коэФфициент.32805 4нале, равном максимальному значению(п = р 1).При замкнутом коммутаторе 5 в блоке 4 вычитания происходит вычитание ,5сигналов, поступающих на его первыйи второй входы. При выходном сигналеблока 2 умножения меньше опорногосигнала (такое соотношение сигналовявляется преобладающим, за исключением равенства этих сигналов при расчетной теплопотребности и максимальном задающем сигнале) на выходе блока 4 вычитания получают отрицательныйсигнал и в интеграторе 7 начинаетсяразряд накопителя сигнала со скоро- стью Выходной нарастающий сигнал интегратора 7 (фиг.2 в) подают на вход порогового элемента 8, представляющего собой пороговый элемент с гистерезисом, причем пороговый уровень срабатывания Пр, больше порогового уровня возврата 11 р (на фиг,2 в пороговый уровень возврата принят равным нулю). Пока выходной сигнал интегратора 7 меньше уровня срабатывания, на выходе порогового элемента 8 имеется сигнал логического "0" (фиг,2 г), выходной аппарат 9 выключен, ЭТАН отключен от сети. Как только выходной сигнал интегратора 7 достигает уровня срабатывания порогового элемента 8, на его выходе появляется сигнал логической "1", включается выходной аппарат 9 и через коммутатор 5 на второй вход блока 4 вычитания подается выходной сигнал источника 6. опорного сигнала. Величина опорного сигнала пропорциональна отношению установленной и расчетной отдаваемой мощностей ЭТАН (пропорционально максимальному значению М задающего сигнала), Конкретное значение этого сигнала выбирают из условия, чтобы величина опорного сигнала была равной величине выходного блока 2 умножения при .теплопотребности, равной расчетной отдаваемой мощности ЭТАН, и задающем сиг(9) 3 14Сигнал с выхода блока 2 умножения подают на первый вход блока 4 вычитания, в котором из этого сигнала вычитают сигнал, поступающий на второй вход этого блока. Уровень сигнала на втором входе блока 4 вычитания зависит от состояния коммутатора 5: при замкнутом коммутаторе 5 на второй вход блока 4 вычитания поступает вы,ходной сигнал источника 6 опорного сигнала, а при разомкнутом коммутаторе 5 сигнал на втором входе блока 4 вычитания отсутствует. В начале цикла зарядки коммутатор 5 разомкнут, а выходной сигнал блока 2 умножения без изменения проходит через блок 4 вычитания на вход интегратора 7. В интеграторе 7 происходит заряд накопления сигнала (например, конденсатора) со скоростью=К пР, (6) гдеи - скорость (интенсивность) накопления,КпОстОЯнный коэффициент,др = К (ПР - И), (7)где- скорость разряда накопителяР20 сигнала интегратора 7.Выходной сигнал интегратора 7 начинает уменьшаться и,когда снижаетсядо уровня возврата порогового элемента 8, на выходе последнего снова25 появляется уровень логического 0,выходной аппарат 9 и коммутатор 5выключаются. В дальнейшем процесс интегрирования повторяетсяЕсли значение задающего сигналаравно максимальному (и = И) и тепло-,потребность равна расчетной (Р = 1),уменьшение выходного сигнала интегратора 7 после срабатывания пороговогоэлемента 8 не происходит и выходнойаппарат 9 остается включенным до техпор, пока не уменьшится задающийсигнал.Исходя из условия баланса количества сигнала в накопителе интегратора 7 имеютлйр1 ц Й +з.р В". = О, (8)О огде, - продолжительносты-гоцикла соответственнонакопления и разряданакопителя сигнала,Баланс количества сигнала сохраняется и в течение суток:и чН р50чча;+ра =о,о о где , ьр - суммарная продолжительность соответственно циклов накопления и разряда в течение суток. Из (9), (7), (6) с учетом (4) и того чтон+р = Т получают(10) ТРКИ оставитель О.Турпакехред А.Кравчук Корректор В,Романенко едактор Н.Тупица Подписноомитета СССРоткрытийая наб., д. 4 Тираж 832 НИИПИ Государственног по делам изобретений 35, Москва, Ж, Раушаказ 5467/5 Ь изводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,Полученное выражение (10) идентич 5но выражению (3), а это значит, чтосуммарная продолжительность цикловразряда интегратора 7 равна требуемойпродолжительности зарядки ЭТАН. Следовательно, прямым подключением ЭТАНк сети в течение интервалов времени,когда включен выходной коммутационныйаппарат 9, обеспечивается требуемыйуровень зарядки, причем средняя мощность зарядки пропорциональна задающему сигналу и,При массовом применении предлагаемого устройства для исключения синхронной коммутации отдельных ЭТАН следует для отдельных устройств выбирать различные скорости интегрирова"ния (коэффициенты К ) интегратора 7 2 Б или различные уровни переключения порогового элемента 8. 05 6Формула изобретенияУстройство для управления электрическим теплоаккумулирующим нагревателем, содержащее блок ввода графика нагрузки энергосистемы, выход которого и выход блока определения тепло- потребности соединены с входами блока умножения, интегратор и выходной силовой коммутирующий аппарат для подключения нагревателя к сети, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения равномерности загрузки сети, в устройство введены блок вычитания, пороговый элемент с гистерезисом, коммутатор и источник опорного напряжения, выход блока умножения подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения через коммутатор, а выход - с входом интегратора, связанного выходом с входом порогового элемента с гистерезисом, выход которого подключен к управляющему входу силового коммутирующего аппарата и управляющему входу коммутатора.