Устройство для моделирования компенсатора реактивной мощности

р .ттРтепт Г к, .-.я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН Ия Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Зависимое от авт. свидетельства хаЗаявлено 16.1 Х.1968 (Мо 1271915/18 Кл, 42 пт 4, 742 присоединением заявки М 1 П 1 О 06 д Комитет по деламзаоретеиий и открытийпри Совете МииистравСССР паритет УДК 681.333(088.8) Опубликовано 12.Х 1.1969, Бюллетень М 2 за 197 Дата опубликования описания ЗЛ 1.1970д вторизобретен И. В. Бел Всесоюзный государственный проек исследовательский институтно-изыскательскии и нат Энергосетьпроект витель ЛЯ МОДЕЛ ЕАКТИВНО ОВАНИЯ КОМПЕНСАМОЩНОСТИ РОЙС Модель управляемого реактора, включаемая параллельно конденсаторной батарее (последняя состоит из двух групп 1 и 2), содержит устройство следящей фазы, блок управления и усилитель мощности, охваченный глубокой отрицательной обратной связью по току.В задачу устройства следящей фазы входит получение стабилизированного напряжео пия, отстающего по фазе на 90 от напряжения сети в узел присоединения. Стабилизированное напряжение необходимо для имитации работы управляемого реактора в режаме продольного подмагнпчивания, а также для питания опорных цепей блока управления.Устройство следящей фазы содержит усилитель т, на вход которого через делитель поступает напряжение сети, встречно включенные стабилитроны 4, огран гчивающие вы- О ходное напряжение усилителя 3, и резонансный фильтр 5, настроенный на первую гармонику напряжения. Отфильтрованное стабилизированное напряжение через дополнительный усилитель б подается в опорные цепи блока управления и на потенциометр 7, с ко. торого снимается входной сигнал усилителямощности 8. С помощью К - С цепочки 9 - 10 фаза напряжения на потенцпометре 7 сдвигается на 90 по отношению к напряжению О-сети, так что выходной ток усилителя мощноооится к обй техники. оделирования не воспроизих компенсатационарных ессах в элекПредлагаемое устройство отн ласти аналоговой вычислительно Известные устройства для м элементов электрических систем водят режимы работы статнческ торов реактивной мощности в с условиях и при переходных проц трической системе.Предложенное устроиство отличается тем, что с целью, расширения класса решаемых задач оно содержит конденсаторную оатарею с релейныхт переключающим устройством из двух:поляризованных реле, контакты которых соединены последовательно и подключены в цепь питания соответствуюп;его электромагнипного реле с замедленным срабатыванием. Конденсаторная батарея зашунтирована аналоговой моделью управляемого ферромагнитного реактора, а на выходе уоилителя мощности аналоговой модели управляемого ферромагнитного реактора включен тумблер, подключающий к усилителю мощности выход устройства следящей фазы и потенциометр, соединенный с выходом усилителя через фазосдвигающую цепочкуНа фиг, 1 представлена принципиальная схема описываемого устройства; на фиг, 2 - характери.-ика регулирования управляемого реактора,Г 259494сти 8 в любом режиме будет иметь только реактивную составляющую,Переключением тумблера 11 модель управ,ляемого реактора может быть переведена в режим поперечного подмагничивания, В этом случае на вход усилителя мощности 8 поступает сигнал с потенциометра 12, подсоединенного к выходу усилителя 3 через фазосдвнгающую цепочку 13.Таким образом, отличие двух режимов заключается в том, что напряжение, снимаемое с потенциометра 12 в каком-либо фиксированном положении, пропорционально изменяющемуся напряжепию сети, тогда как сигнал, поступающий на вход усилителя мощности 8 с потенциометра 7, от напряжения сети непосредственно не зависит.Первый случай соответствует режиму продольного подмагничивания, второй - приближенно отвечает режиму продольного подмагничивания.Блок управления, регулирующий величину входного сигнала усилителя мощности 8, включает измерительный, преобразовательныйй, интегрирующий и усилительнь.е элементы. На фиг. 2 приведено семейство характеристик регулирования 1 л=(ЛС,), где в качестве параметра выбран коэффициент усиления по отклонению напряжения Ку с пределами от 20 до 100, причем л моделирует напрякение холостого хода на зажимах источника подмагничивающего тока реактора.Величина, пропорциональная отклонению напряжения ЛУформируется в измерительном элементегде напряжение сети, подаваемое через усилитель 3 яа обмотку 14, суммируется с опорным напряжением, снимаемым с потенциометра 15. Сумма этих напряжений Л У, = С, - У,распределяется на потенциометре 1 б, с которого часть напряжения, пропорциональная Кь (ЛУ, ), поступает на вход усилителя 17. Шунтирующие диоды 18 дают возможность ввести предварительное ограничение по максимуму в характеристику регулирования (см. фиг. 2),Усилитель 17 питает нижнюю катушку датчика 19 ферромагнитного типа, содеркашего индукционный преобразователь (верхняя система), поворотная рамка которого соосна с нижней подвикной рамкой ваттметровой системы. Очевидно, при отклонении напряжения Л У, в сети от номинального, напряжения У, в рамке индукционного преобразователя наводится э.д, с. 1 л, пропорциональная этому отклонению. Последовательно с катушкой индукционного преобразователя включен конденсатор 20 для тото, чтобы получить э.д,с. 1 ь находящуюся в противофазе с,напряжением на потенциометре 7,В датчике 19 предусмотрены также механические упоры, ограничивающие ход рамки в заданных пределах в соответствии с характеристикой регулирования.С ним аем ая с потенциометр а 21 доля э. д. с, 1 д, определяемая предельным током подмаг 5 и 15 20 25 зо 35 ао 45 5 О 55 60 65 ничивания или кратностью регулирования данного реактора, суммируется с входным сигналом усилителя мощности 8 и поступает на вход усилителя 22, управляющего работой электромеханического интегратора 23. Последний перемещает скользящие контакты потенциометров 7 и 12, изменяя таким образом величину входного сигнала усилителя мощности 8. Одновременно напряжение, регулируемое на потенциометре 7, компенсирует установленную долю э. д. с. 1 л, поэтому1 = (К (1., - 1)11,гд К - коэффициент, У - наприкение на входе усилителя мощностями, 1 лс - установленная дзля э.д. с, 1 л, пропорциональная отклонению напрякения в сети ЛЬ,.Дифференцируя это уравнение, получим1 НУ/г Л что является уравнением устойчивого апериодического звена ,первого порядка, которое ан алогично дифференцц альному ур авнению, описывающему переходный процесс, возникающий в обмотках реактора при изменении напряжения на зажимах источника подмагничивающего тока. Меняя К, можно моделиров ать р азличные постоянные времени упр авл яемого реактора. Установка необхоэыой величины постоянной времени достигается изменением тока в электромагните интегратора с помощью реостата 24.Одна из групп 1 конденсаторной батареи нормально включена и шунтируется управляемым реактором, вторая группа 2 присоединяется параллельно первой при форсировании конденсаторной батареи,Форсирование, расфорсирование и отключение конденсаторной батареи осуществляется при помощи релейной схемы, в которую,входят шесть реле 25 - 30. Реле 25 и 2 б - поляризованные и выполняют в схеме функции чувствительных органов; реле 27 и 28 - электромагнитные с замедленным срабатыванием (исполнительные элементы); реле 29 и 30 - электромагнитные, играют в схеме вспомогательную роль.Работа модели происходит следующим обр азом.На лицевую панель устройства выведены ручки потенциометров 15, 1 б и 21, с помощью которых устанавливаются заданное номинальное напряжение сети, коэффициент усиления по отклонению напряжения и кратность регулирования реактора. Имеется также штекерный переключатель для задания постоянной времени реактора т, и батарей. После установки указанных параметров устройство подключается к модели сети посредством тумблер а 31.В случае, если напряжение сети выше номинального, в рамке индукционного преобразователя наводится э.д, с, 1 л, под действием которсй интегратор 23 начинает перемещать45 50 55 60 ользящие контакты потенциометров 7 и 12, еличивая напряжение на входе усилителя щности 8. Реактивная мощность, поглощаая устройством из сети, возрастает, что иводит к сьэижению напряжения.Если напряжение ссти упало ниже номильного, э. д.с. 1 становится равной нулю, агрузка управляемого реактора начинает 1 еньшаться, что, в свою очередь, вызывает вышение уровня напряжения в сети.Электромеханический интегратор 23 может Эть остановлен тумблером 32. Таким обрам моэкет быть остановлен и продолжен с тоже момента времени воспроизводимый реходный процесс, происходящий в обмотх реактора, что удобно для его наолюдения регистрации.По окончании переходных процессов, когда гнал на входе усилителя 22 равен нулю, отдает контакт 25, поляризованного реле 25, лючающий сигнальную лампочку 33.Поляризованное реле 2 б управляется фазовствительной схемой и в зависимости от ака отклонения напряжения замыкает цепь тания реле 27 (29) или 28 (3 О). Так, при ижении напряжения сети подвижный конкт реле 26 перебрасывается в положениеОднако срабатывание реле 29 и затем ле 27, осуществляющего форсирование коннсаторной батареипроисходит лишь при ловии, если одновременно будет замкнут и нтакт 25 При сниженном напряжении сети 1 полнение этого условия возможно только в жиме холостого хода управляемого реакто, когда оигнал на входе усилителя мощно- и 8,под действием интегратора 23 уменьается до нуля. Сигнал на входе усилителя также становится равным нулю, реле 25 есточивается, и контакт 25, замыкает цепь тания реле 27 и 29. При срабатывании реле 27 замыкает свой нтакт, который подключает к сети дополнильную группу 2 конденсаторов с целью форрования мощности конденсаторной батареи. Эедствием этого является, повышение уровня пряжения в сети. Если, напряжение восставливается до номинального или превышает з, подвижный контакт реле 2 б занимает йтральное положение или переходит в,по- жение 2 б, В последнем случае в связи с явлением 1 д размыкается и контакт 25,. энако расфорсирование конденсаторной баран,не происходит, так как реле 27 самоблоруется своим контактом, в то время как нтакт реле 30 нормально замкнут. При дъеме напряжения сети сверх номинального дача автоматического регулирования н апр я.Ния возлагается на управляемый рсгктоэ, торый принимает избыток реактивной мощсти на себя. Индикатором форсировани 5 нденсаторной батареи служит сигнальна: мпочка 34, загорающаяся при ср аб атываи реле 27. 5 10 15 20 25 30 35 40 Если кратность рсгулированпя реактора недостаточна для компенсации избыточной реактивной мощности, то как только ток, поступающий в модель реактора, достигнет предельного, контакт 25, вновь замыкается, и реле 30 оказывается под напряжением. В результате контакт реле 30 разрывает цепь самоблокировки реле 27, которое обесточиваясь, расфорсирует конденсаторную Оатарею (индикаторная лампочка 34 гаснет).Расфорсирование конденсаторной батареи сопровождается понижениеэ 1 уровн 51 напряжения в сети. Пр;1 восстановлении нормального уровня или дальнейшем снижении напряжения подвиэкны 11 контакг реле 2 б из положения 2 б, переходит в нейтральное положение или другое крайнее положение 2 б,. Цепь пи. тания реле 28 разрыва" тся, и реле 28, обладая замедленным срабатыванием, не успевает отключить основную группу 1 конденсаторов.Последующии рост напряжения сети при максимальной нагрузке управляемого реактора создает условия, аналогичные моменту расфорсирования (на этот раз срабатывает реле 2 б, полностью отключающее конденсаторную батарею, вследствие чего напряжение сети падает). Как и в случае форсирования, реле 2 б самоблокируется, и, при необходимости, плавное регулирование напряжения осуществляется моделью управляемого реактора. Индикатором отключения конденсаторной батареи является сигнальная лампочка 35.Таким образом, рассмотренная схема управления позволяет последовательно реализовать логические операции включения, форсирования, расфорсирования и отключения конденсаторной батареи с возможностью плавного автоматического регулирования напряжения в паузах, длительность которых определяется кратностью регулирования и постоянной времени модулируемого управляемого реактор а. Предмет изобретенияУстройство для моделирования компенсатора реактивной мощности, содержащее аналоговую модель управляемого ферромагнитного реактора, отличаЭощееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит конденсаторную батарею с релейным переключающим устройством из двух поляризованных реле, контакты которых соединены последовательно и подключены в цепь питания соответствующего электромагнитного реле с замедленным срабатыванием; причем конденсаторная батарея зашунтирована аналоговой моделью управляемого ферромагнитного реактора, а на выходе усилителя мощнзст:1 аналоговой модели управляемого ферромагшпного реактора включен тумблер, подключающии к снлитслю э 1 ощности выход у,тройства следящей фазы и потенциометр, сзщ 1 ненныЙ с выхолоэ 1 Э сплителл через фазО двп г ающуЭО цеп оч ку.//с / оставитель Е. В. Тимохина Техред Т. П. Курилко Корректор А. М. Глазов едактор Е. еманов Заказ 1306,/5 ТиражЦНИИПИ Комитета по делам изобретенийМосква, Ж, Рау пография, пр. Сапунов уй.О-ф-( Я. .Ф,3о эЕ. ,1 1;/ 00 Подп испо открытий при Совете Министров ССС кая наб., 4/5