Устройство для стабилизации напряжения в электрических системах

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУЬЛИН 22 5 А 1 51)5 " 02 1 3/12 3/1 Щ : фф:,ийррйЯД ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Тернопольский филиал Львовского политехнического института им. Ленинского комсомола(53) 621316.722.676.12(088,8) (56) Авторское свидетельство СССР У 915069, кл. С 05 Р 1/70, 1980,Авторское свидетельство СССР й 1156040, кл, С 05 Г 1/70, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИСТЕМАХ (57) ИзоЬретение относится к электро.технике и может Ьыть использовано в устройствах для автоматического регулирования напряжения в однофазных и . трехфазных системах путем управления реактивной мощностью в широком диапазоне изменения параметров нагрузки и повышенных требований к форме кривой регулируемогб напряжения, Цель изобретения - увеличение быстродействия регулирования и повышение надежности путем снижения протекания переходного процесса при коммутации секций конденсаторных батарей. Задача решается за счет реверсивного сдвигового регистра 12, блока 7 фазового управления и пропорционально-интегрально- дифференциального регулятора 8. Управляемый реактор 3 непрерывного регулирования напряжения одновременно служит элементом релейной системы дискретного его регулирования переключением емкости конденсаторной батареи 2 и определяет зону нечувствительности последней областью изменения своего тока благодаря наличию пороговых элементов 11, срабатываю- дЮ щих при заданном максимальном и минимальном токах управляемого реактора 3, давая сигнал на переключение блоков 5, коммутирующих конденсаторную С- батарею от единого сигнала управления, поступающего с регулятора 8 напряже ния, При этом реактивная мощность реактора 3 больше реактивной мощности отдельной коммутирующей секции СЛ конденсаторной батареи 2, 2 ил. ООИзоЬретение относится к электротехнике и может быть использованов устройствах для автоматическогорегулирования. напряжения в однофазныхи трехфазных системах путем управления реактивной мощностью в широкомдиапазоне изменения параметров нагрузки и повышенных требований к формекривой регулируемого напряжения.1Цель изоЬретения - увеличение быстродействия регулирования и повышение; надежности путем снижения интенсивнос ти протекания переходного процесса.при коммутации секций конденсаторнойбатареи.На фиг. 1 приведена Функциональнаясхема устройства; на фиг. 2 - график,поясняющий работу устройства.20Устройство содержит последовательный реактор 1, конденсаторную батарею 2, состоящую из п секций одинаковой мощности, параллельный управляемый реактор 3 и нагрузку . Последовательно с секциями конденсатор-.ной батареи 2 включены блоки 5 коммутации, а с параллельным управляемымреактором 3 - блок .б коммутации, выполненный в виде Ьыстродействующегоключа, соединенный управляющим входом с выходом Ьлока 7 фазового управления (БФУ). Вход БФУ 7 соединен свыходом пропорционально-интегральнодифференциального (ПИД) регулятора8, вход которого подключен к выходудатцика 9 выходного напряженияВыходы датчика 10 опорных напряженийи ПИД-регулятора 8 подклюцены квходам пороговых элементов 11. Реверсивный регистр 12 сдвига, выходамисоединенный с блоками 5 коммутации,. соединен с выходами пороговых элементов 11 и тактового генератора 13. Число выходов реверсивного сдвиговогорегистра равно числу секций конденсаторной батареи 2,Устройство работает следующим образом.Сигнал, несущий. информацию с датчика 9 выходного напряжения, поступает на ПИД-регулятор 8, которыйформирует единый сигнал управления0 для БФУ 7 и пороговых элементов11. На пороговые элементы 11 с дат".чика 10 ойорных напряжений поступаютсигналы Ц 1 и О, . Когда ц7на выходах пороговых элементов 11появляется сигнал, разрешающий сдвиг информации на выходах реверсивного регистра 12 влево, т.е. на отключение секций конденсаторной батареи. 2. Ког"да О, (И ( Бна выходах пороговых элементов 11 появляется сигнал на хранение информации на выходах реверсивного регистра 12, т,е. состояние секций конденсаторной батареи 2 не изменяется.Когда 0 у (И , на выходах порогоОПФвых элементов 11 появляется сигнал, разрешающий сдвиг информации на выходах реверсивного регистра 12 вправо, т.ена включение секций конденсаторных батарей.Выходы реверсивного регистра 12 управляют блоками 5 коммутации, которые подключают или отключают секции конденсаторной батареи 2 к сети с частотой, задаваемой тактовым генератором 13. В зоне ДУ = 13 - 1,регулироваюо, юп ние выходного напряжения осуществляется следующим образом: БФУ 7 преобразует сигнал управления в угол открытия быстродействующего ключа 6, которым подключается управляемый реактор 3 к сети, Угол открытия быстродействующего ключа б пропорционален сигналу управления, Для уменьшения переход" ного процесса при коммутации секций конденсаторной батареи зона регулирования управляемого дросселя выбирается больше зоны ЛБА и равна Дауд= = 1 ы, - ОдПри 0= угол открытия равен 0, а при У= 1 угол открытия равен 90 О Таким образом, управляемый реактор 3 непрерывного регулирования напряжения одновременно служит элементом релейной системы дискретного его регулирования переключением емкости конденсаторной Ьатареи 2 и определяет. зону нечувствительности последней област.ью изменения своего тока благодаря наличию двух пороговых элементов 11, срабатывающих при заданном максимальном и минимальном токах управляемого реактора 3, давая сигнал на соответствующее переключение ключей 5, коммутирующих конденсаторную батарею от единого сигнала управления, поступающего с ПИД-регулятора 8 напряжения, при этом реактивная мощность управляемой индуктивности 3 превышает реактивную мощность от 5 15822 дельной коммутируемой секции (2.1- 2.п) конденсаторной батареи 2.Последовательный сериесный реактор 1 образует с конденсаторной батареей 2 резонансную колебательную систему, обеспечивая регулирование выходного напряжения, и улучшая форму кривой выходного напряжения по сравнению с входным. При выходе иэ строя секции 2.1 конденсаторной батареи или блока 5 коммутации управление передается предыдущей или последующей секции с ее коммутирующим блоком с частотой, задаваемой тактовым генератором 13.Таким образом, устройство для стабилизации напряжения в электрических системах позволяет максимально снизить протекание. переходных процессов 20 при коммутации секций конденсаторной батареи с одновременной стабилизацией выходного, напряжения меньше +14 (при изменении входного напряжения от -153 до +104 и изменении, нагрузки от 25 нуля до номинального), а также повышает устойчивость и надежность работы данной системы регулирования.формула изобретения30Устройство для стабилизации напряжения в электрических системах однофазного и трехфазного переменного тока, содержащее реактор для подключения последовательно с нагрузкой,35 секции конденсаторной батареи для подключения параллельно нагрузке,756блоки коммутации, соединенные с выходами секцийь конденсаторных батарей, тактовый генератор импуЛьсов, датчик выходного напряжения, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью увеличения быстродействия регулирования и повышения надежности путем снижения интенсивности протекания переходного процесса при коммутации секций конденсаторных батарей, оно снабжено управляемым реактором с блоком коммутации и с выводами для подключения параллельно нагрузке, реверсивным сдвиговым регистром, блоком фазового управления, пропорционально-интегрально-дифференциальным регулятором, пороговыми элементами и датчиком опорного напряжения, причем управляющие входы реверсивного сдвигового регистра соединены с выходами пороговых элементов, входы которых соединены с выходами датчика опорных напряжений и выходом пропорционально-интегрально- дифференциального регулятора, к входу которого подключен датчик выходного напряжения, второй выход указанного регулятора соединен с входом блока- фазового управления, выход которого соединен с блоком коммутации управляемого реактора, входы остальных .блоков коммутации соединены с выходами реверсивного регистра сдвига, причем реактивная мощность управляемого реактора выбирается больше реактивной мощности секции конденсаторной батареи..2 Составитель казна Редактор А. Огар Техред Л.Олийнык Корректор И. Кучерявая оиэводственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужгород, ул. Гагарина,101 Заказ 2093 Тираж 20 ИИИПИ Государственного комитета по изобрет 113035 Москва ЖРаущсПодписноеиям и открытиям при ГКНТ ССС я наб. д. 1/5