Регулятор конденсаторной батареи

(39) ОПИСАН К АВТОРСКОМУ ИЕИ БРЕТ ЕТЕЛЬСТВ 5литехнический инстиЙ БАтротехния коэффиовок при еской себатарей. точности рмы тока Изобрете ке и предназн циента мощ помощью конЦелью из ние точности ях формы токНа фиг,1 схема регуля на фиг 2 - вр ниео ачено ност денса обрет регул а элекпри тора к еменн ит первичный прео вичный преобразовя, перемножитель, частотно-импульсны Регуляторазователь 1тель 2. напррелейный эл сод ока ер яжен ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР(56) Авторское свидетельство СССМ 1029324, кл. Н 02,3 3/18. 1982,Авторское свидетельство СССМ 1397896, кл. 6 05 Р 1/70, 1986.(57) Изобретение относится к алекке и предназначено для повышенициента мощности электроустанискажениях формы тока электричти с помощью конденсаторныхЦель изобретения - повышениерегулирования при искажениях фо тносится к электротехнидля повышения коэффии электроустановок с торных батарей.ения является повышеирования при искаженитрической сети.едена функциональная онденсаторной батареи; ые диаграммы его рабоэлектрической сети. Это достигается тем, что регулирование осуществляется в зависимости от сигнала, пропорционального интегралу от квадратурной составляющей основного тока электрической сети, Измерение сигнала управления производится цифровым интегрированием произведения тока на опорный квазигармонический сигнал, сдвинутый по фазе относительно напряжения на 90 эл. град., с помощью частотно-импульсного преобразователя 5 синхронного типа и двоичного реверсивного счетчика 11. Результат интегрирования в конце каждого периода сетевого напряжения переписывается в буферный регистр 14, Переключение секций конденсаторной батареи осуществляется в зависимости от числа, записанного в буферном регистре 14 с помощью дешифратора 16 и коммутатора 17. 2 ил. преобразователь 5 синхронного типа, логический элемент Н Е 6, умножитель 7 частоты, первый 8 и второй 9 логические элементы И, суммирующий счетчик 10, реверсивный счетчик 11, сумматор 12 по модулю два, запоминающее устройство 13, буферный регистр 14, цифроаналоговый преобразователь 15, дешифратор 16, переключатель 17 секций конденсаторной батареи.Регулятор конденсаторной батареи работает следующим образом.Сигнал с выхода первичного преобразователя 2 напряжения, пропорциональный напряжению 0 электрической сети, поступает на вход релейного элемента 4, которыйформирует последовательность прямоугольных импульсов О 4 (фиг,2). Сигнал О( поступает на вход умножителя 7 частоты, который формирует короткие импульсы О; с частотой следованияМ1 т = М 1:= -Тгде М - большое число, М=" 2000;11 - частста сети 1 == -Число М определяется из условия М=-2", где и - число разрядов суммирующего счетчика 10.Прямоугольные импульсы (4 с вьпГода релейного элемента 4 поступают на В-вход суммирующего счетчика 10 и С-вход буферного регистра 14. В моменты, соответствующие положительнь 1 м фронтам импульсов О:происходит запись содержимого оеверсивного счетчика 11 в буферный регистр 14 и установка суммирующего счетчика 10 в исхоцное состояние, соответствующее записи в нем нуля.Суммирующий счетчик 10 выполняет функции цифрового интегратора со сбросом в начале каждого периода, На его С-вход поступают импульсы с выхода умножитепя 7 частоты, в результате чего число М 10, записанное в счетчике 10 а двоичном коде, линейно увеличивается.В постоянном запоминающем устройстве 13 хранится код функции Г(х)(созх(, При действии нд входе пОстОЯннОГО заГ,О" минающегс устройства 13 кода, соответствующего линейно изменяющемуся напряжению, с выхода суммирующего счетчика 10 на его выходе формируется цифровойй код И 1 з=(созх(. Код с выхода постоян- НОГО запоминающего устройства3 поступает на вход цифроаналогового преобразователя 15, на выходе которого фор:ируется квазигармонический сигнал О",5=00 (соз о (, где О 0 - масштабный коэффициент цифроаналогового преобразователя, име ющий размерность напряжения, При этом сигнал О 1, строго синхронизиооаан с напряжением сети, а его час"ота ю равна частите пита 1 ощей сети,Сигналы с выходов двух старших раз рядов суммирующего счетчика 10 К 1 и(п( и И 1 о(п) поступают на входы Сумматора 12 по модулю даа, на выходе которого формируется сигнал О 12 частотьравной частоте питающей сети и сдв гнутой по фазе относительно напряжения О на четверть периода, т.е. 90 эл.град. Импульсы О 12 с выхода сумматора по модулю два поступают на вход логического элемента НЕ б, ча выходе которого формируются импульсы Оз. Несинусоидальный токОЭ(ми - амплитуда гп-й гармоники тока;фп- фазовый сдвиг гп-й гармоники токд.преобразуется с помощь(О г(ераичногопреобразователя 1 тока в напряжение О 1,Сигналы О( с выхода первичного преобразователя тока и (.115 с выхода цифроаналогового преобразователя поступают на входыперемножигеля 3., на выходе которого формируется сигналОз=К 1 Й;1(соз пА,где К 1 - коэффициент передачи первичногопреобразователя тока.Сигнал Оз поступает на вход частотноимпульсного преобоазователя 5 и преобразуется в частоту 5 следования импульсов.Выходные импульсы частотно-импульсного преобразователя 5 поступают на первые входы первоо 8 и второго 9 логическихэлементов И, вторые входы которых подключены к выходам соответственно сумматора 12 по модулю два и логическогоэлемента НЕ б, а выходы соединены с суммируюшим и вычитающим входами реверс(О сивного сцетчика 11, В течение интервалавремени 0тТ/4 на втором входе первого логического элемента И 8 действуетсигнал лог:;ческого "0" с выхода сумматора12 по модулю два, а на втором входе второгологического элемента И 9 действует сигналлогическои "1" с выхода логического элемента НЕ 5, Следовательно, импульсы О 5 свыхода частотно-импульсного преобразователя 5 через второй логический элемент И 940 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, где и роисходит обратныйсчет импу ьсоа. В результате в момент времени т=1/4 в реверсивном счетчике 11 вдвоично-дополнительном коде записывается числоЫ 1 = ЬЮ) --- :;К 1 О-созы, (муз(п(гпю 1 - фЬ) +КбМ т/ГО +р (1Где м;1(с) - число, записанное а счетчике амомент времени 1=0;К 5 - коэффициент передачи частотнаимпульсного преобразователя;55 Ос - напряжение смещения.При этом знак записанного числа определяется значением старшего разряда двоичного реверсивного счетчика 11: "0"соответствует положи.ельному значениюзаписанного числа а "1" - отрицательному, 1697067В течение интервала времени Т/41 ЗТ/4 на втором входе первого логического элемента И 8 действует сигна логической "1" с выхода сумматора 12 по модулю два, а на втором входе второго ло гического элемента И 9 действует сигнал логического "О" с выхода логического элемента НЕ 6, Следовательно, импульсы О 5 с выхода частотно-импульсного преобразователя 5 через первый логический элемент И 10 8 поступают на суммируюищй вход реверсивного счетчика 11, где происходит прямой счет импульсов, За время прямого счета содержимое реверсивного счетчика 11 изменяется на величину; 15ЗХ 44М 11 = - ф 1 О-созал хТ т 4Х 1 мвз 1 п(глМ - йв) +Осмст.в =1В течение интервала времени ЗТ/4 1 ЗТ/4на втором входе первого логического элемента И 8 действует сигнал логического "0",а на втором входе второго логического элемента И 9 действует сигнал логической "1",Следовательно, импульсы с выхода частотно-импульсного преобразователя 5 черезвторой логический элемент И 9 поступаютна вычитающий вход реверсивного счетчика11, где происходит обратный счет импульсов, За время обратного счета в интервалеЗТ/4 Т тТ содержимое реверсивного счетчика 11 изменяется на величинуЙ 11 = - .К 1 Оосозаа1 К 5 М35зт 4К,Я УвЗ 1 П(П 1 И 1 - фв) +Осд)й.в =1Таким образом, в момент времени =Т, 40т.е. в конце периода измерения, в реверсивном счетчике 11 в двоично-десятичномкоде записывается числочсй 11= М 11(О)+ И 11+К 11+М 11 =М 11(0)+ - "45ф К 1 К 5 ОоМ 1 в 131 п ф 1=811(0)+К 1 в 1 зи ф 1,где К= - К 1 К 5 ООМ - коэффициент передачи,12Знак числа определяется значениемстаршего разряда двоичного реверсивного 50счетчика, При отстающем токе (недокомпенсации, ф 10 ) в старшем разряде записывается "1", при опережающем"О", 55В момент времени т=Т передним фронтом импульса с выхода релейного элемента4 производится запись содержимого реверсивного счетчика 11 в буферный регистр 14. Б течение последующего периода в буферном регистре 14 хранится числоМ 11= М 11(1)+К 1 зи 1/(1,Так как реверсивный счетчик 11 не сбрасывается в процессе работы регулятора, тс,следовательно, число К 11, записанное в неми переписываемое в конце каждого периодав буферный регистр 14, пропорциональноинтегралу от квадратурной составл я ющейосновной гармоники переменного тока,Число ч 14, записанное в буферном регистре 14, поступает на дешифратор 16, которьчй е зависимости от кода числя М;4 иалгоритма коммутации включает нужное оличество секций конденсаторной батареи.Вкл,очение секций конденсаторной батареиприводит к увеличению компенсирующегоемкостного тока и, следовательно, уменьшению угла сдвига фаз между током и напряжением основной гармоники. Включениесекций происходит до тех пор, пока регулиРУЕЛ 1 аЯ ВЕЛИЧИНа 1 в 1 ЗП ф 1 НЕ ДОСтИГНЕтзначения, меньшего зоны нечувствительности регулятора, Зона нечувствительности,необходимая при дискретном регулировании реактивного тока, реализуется дешифратором 16.Таким аоразом, в предлагаемом техническом решении регулирование конденсаторной батареи осуществляется в функциипаРаметРа 1 в 1 зи ф 1, т.е. кваДРатУРной составляюцей основной гармоники тока электрической сети, Искажения формы тока приизмерении параметра регулирования путеминтегрирования произведения тока наопорный квазигармонический сигнал неоказьчвают влияния на точность результатаизмерения.Дополнительными достоинствамипредлагаемого регулятора конденсаторнойбатареи являются повышенная точность регулирования при изменениях, частоты питающей сети, так как за счет использованияумножителя 7 частоты для формированиятактовой частоты аналого-цифрового преобразователя параметра регулирования результат измерения не зависит от измененийчастоты тока, высокое быстродействие:время измерения параметра регулированияравно периоду сети, т.е, 20 мс, простотаконструкции.Использование предлагаемого регулятора конденсаторной батареи в промышленных электрических сетях позволитулучШить энергетические характеристикиузлов нагрузки,Формула изобретенияРегулятор конденсаторной батареи, содержащий первичныЙ преобразователь на1697067 25 пряжения, первичный преобразователь тока, выход которого подключен к йервому входу перемножителя, логический элемент НЕ, дешифратор и подключенный к его выходу переключатель секций конден саторной батареи, последовательно соединенные суммирующий счетчик, постояннсе запоминающее устройство и цифроаналоговый преобразователь, о т л и ч а ю .ц и й с я тем, что, с целью повышения точности рег лирования при искажениях формы тока электрической сети, он снабжен релейным элементом, умножителем частоты, сумматором по модулю два, частотно-импульсным преобразователем синхронного типа, двумя 15 двухвходовыми логическими элементами И и последовательно соединенными реверсивным счетчиком и буферным регистром, выход которого подключен к входу дешифратора, а С-вход объединен с Г 1-входом сум мирующего счетчика и входом умножителя частоты и подключен к выходу релейного элемента, вход которого соединен с выходом первичного преобразователя напряжения, выход умножителя частоты подключен к синхронизирующему входу частотно-импульсного преобразователя и С-входу суммирующего счетчика, второй вход перемножителя соединен с выходом цифроаналогового преобразователя, а выход подключен к информационному входу частотно-импульсного преобразователя, выход которого подсоединен к объединенным входам первого и второго логических элементов И, входы сумматора по модулю два подключены к выходам двух старших разрядов суммирующего счетчика, а выход подключен к второму входу первого логического элемента И и через логический элемент НЕ к второму входу второго логического элемента И, выходы первого и второго логических элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика.каз 4306 Тираж ВНИИПИ Государственного комитета по изо 113035, Москва, Ж, РПодписное етениям и открытиям при ГКНТ СССРшская наб., 4/5