Устройство локального регулирования напряжения на шинах тяговой подстанции

СО 103 СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 733 НИЕ ИЗОБРЕТЕ лез и В. 00(Л 4 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНВЕДОМСТВО СССР(71) Московский институт инженернодорожного транспорта(56) Мирошниченкавтоматическогония и контактноВып. ВНИИЖТ Мстр, 13 - 29.Авторское свидетельство СССМ 1444185, кл. В 60 М 3/02, 1988 о Р. И, и др, Система теле регулирования напряже и сети (СТАРНК-ПС-73 580, М.: Транспорт, 1977 Устройство относится к электрифицированному железнодорожному транспорту и предназначено для регулирования напряжения на шинах тяговых подстанций,Цель изобретения - повышение надежности и экономичности регулирования напряжения на шинах тяговой подстанции. С этой целью в известное устройство, содержащее блок измерения напряжения контактной сети, блок определения уровня напряжения на тяговой подстанции и блок формирования команд управления вводится дополнительного датчик тока и блок прогнозирования напряжения. Благодаря этому достигается улучшение режима напряжения в тяговой сети за счет предсказания возможных значений тока тяговой . подстанции и ее напряжения и, в зависимости от этого, локальное регулирование напряжения на шинах тяговой подстанции.На фиг. 1 представлена структурная схема устройства; на фиг. 2 представлена отруктурная схема блока прогнозирования 3)5 Н 02 .,3 3/12; В 60 М 3/(54) УСТРОЙСТВО ЛОКАЛЬНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ НА ШИНАХ ТЯГОВОЙЙ ПОДСТАН ЦИИ(57) Сущность изобретения: устройство содержит датчик напряжения на шинах тяговой подстанции, датчик тягового тока подстанции, блок прогнозирования напряжения, блок сравнения и блок формирования команд управления устройствами регулирования напряжением. 5 ил. напряжения; на фиг. 3 - вариант выполнения и функциональная схема блоков управления и сравнения; на фиг. 4 - схема алгоритма работы блока прогнозирования; на фиг, 5 представлен пример управляющего слова,Устройство содержит датчик напряжения 1, установленный на шинах тяговой подстанции, датчик тока 2, измеряющий ток подстанции, блок локального прогнозирования напряжения 3, блок сравнения 4 и блок управления 5, подключенный выводами к устройствам управления напряжением (на фигуре 1 не показаны). Блок прогнозирования напряжения 3 состоит, в свою очередь, из блока памяти 9, блока ввода информации 6, блока прогнозирования изменения тока и напряжения и расчета управляющего воздействия 7, генератора тактовых импульсов (ГТИ) 8,Устройство работает следующим образом. По первому тактовому импульсу ГТИ 8 блок ввода информации 6 осуществляет1815733 После планирования значений напря- жения и тока по току прогноз осуществляется расчет падения напряжения на тяговой подстанции 8 и таким образом производится проверка правильности прогнозирования напряжения, чем повышается надежность. Затем осуществляется сравнение действительного напряжения на шинах тяговой подстанции с напряжением прогноза и, на основании сравнения, формируется управляющее слово, состоящее из восьми байтов,АЛУ в зависимости от знака разности напряжения 5 10 15 ОО = Одейств - Опрогн,5(т) = О(1 - О) Х.1,где Я(1) - взвешенная сумма всех членов ряда (напряжения или тока)О - параметр сглаживания, О = сопя и 0 О 1и - число членов рядаХс- значение предшествующего и-ому члена ряда,после чего арифметико-логическим устройством (АЛУ) 12 6, 7 осуществляется краткосрочное прогнозирование следующих значений напряжейия и тока, Для прогнозирования значений тока и напряжения используется экспоненциальная средняя 3, в которой прогнозная модуль имеет общий вид Х з(т) = а 1 Л,где Х в(1) - прогноз, сделанный в момент т на . 00 11 00 00 00 00 ОВ 05 и единиц времени (шагов) вперед;а 1, т - оценка суммы членов ряда я Фиг, 5. Пример управляющего слова. (тока или напряжения соответственно).Блок 7 может быть реализован на функциональном модуле системы КТС Л фУС Применение экспоненциальной средней обусловлено простотой реализуемогоК эо.о 4 51 или по схеме, приведенной в 6, алгоритма вычислений, который легко орган и раоотает в операционной системе ренизовать на типовом микропроцессоре.ального времени, Генератор тактовых импередачу значений тока и напряжения на шинах тяговой нагрузки с датчиков 1 и 2. Датчик тока 2 представляет собой, например, компенсированный датчик тока на основе эффекта Холла 4). Датчик напряжения 1 может представлять собой модификацию указанного датчика тока 4), ток в котором задается калиброванным сопротивлением. Блок ввода информации может быть реализован функциональным модулем КТС ЛИУС КС 31.04 5) или по схеме, приведенной в 6, 7.Информация в двоичном коде о значениях тока и напряжения заносится в блок памяти 9. В блоке памяти 9 хранятся массивы значений тока и напряжения, По поступлению новых значений тока и напряжения, осуществляется стирание "самых старых" значений напряжения и тока и запись новых значений. Блок памяти может быть реализован на функциональном модуле КТС ЛИУСКС 54.10. 51 или по одной из схем, приведенных в 6, 7),На втором тактовом импульсе ГТИ блок 7 на основе обновленных рядов напряжения и тока осуществляет расчет новых значений суммы всех членов рядов напряжения и тока (сумматор 11)6, 71 реализуется известный алгоритм 31: 20 25 30 35 40 45 50 формирует старший байт (7-ой) управляющего воздействия, характеризующий направление регулирования, При отрицательном ОО напряжение будет повышаться, при положительном ОО - понижаться. Затем по величине ОО определяется вид регулирующего устройства и формируется 6-й байт управляющего слова,Для этого программно проверятся диапазон регулирования блока автоматического управления напряжением (ШАУН), и если диапазона регулирования ШАУН не хватает, программно формируется, в зависимости от направления регулирования, сигнал на переключение устройства регулирования под нагрузкой (РПН). В случае применения РПН сначала переключается РПН, а затем осуществляется доводка напряжения устройствами ШАУН. Если же диапазона регулирования ШАУН достаточно, в 6-й байт записывается код регулирования с использованием ШАУН, Остальные байты (с 5-ого по 0-й) представляют значение напряжения из прогнозной модели в 16-й форме, которое должно быть установлено на шинах тяговой подстанции. Работа блока 7 осуществляется по программе, хранящейся в устройстве постоянной памяти ПЗУ (13) 6, 7. В таблице представлены возможные значения двух старших байтов.На фиг. 5 представлено, в качестве примера, одно из возможных слов управления (в шестнадцатиричной форме).пульсов 8 реализуется на модуле КС 31.41 5 или по схеме 6, 71,На третьем тактовом импульсе управляющее слово поступает через шину данных в блок сравнения 4, осуществляющий операцию сравнения напряжения на шинах подстанции с напряжением, рассчитанным блоком 7 и в блок формирования команд 5, который в зависимости от сочетания значений.двух старших байтов (7-го и б-го), формирует команду для ШАУН и РПН, При равенстве напряжений. блок сравнения (компаратор ОА) формирует сигнал сброса и цикл работы устройства повторяется,Таким образом, предложенное ус ство локального регулированию напряжения, использующее прогнозирование изменения тока и напряжения подстанции позволяет более точно регулировать напряжение на шинах тяговой подстанции при изменении тока подстанции и, в силу этого,обеспечивает надежность и экономичность работы устройств автоматического регулирования напряжения АРН), а также позволяет снизить уравнительные токи в тяговой 5 сети. Формула изобретенияУстройство. локального регулированиянапряжения на шинах тяговой подстанции,10 содержащее датчик напряжения, блок сравнения, один вход которого подключен к датчику напряжения и блок формированияуправляющего воздействия, подключенныйк выходу блока сравнения, о т л и ч а ю щ е е 15 с я тем,что, с целью. повышения надежностии экономичности регулирования, оно снабжено датчиком тока и блоком прогнозирова ния напряжения, причем входы блокапрогнозирования напряжения подключены20 к датчикам тока и напряжения, а выход - кблоку сравнения,1815733 Начало абод исхо ныхзнаиенцд й,фортрпбонцеряЫ и,Ю прпгнозирп аниезнаиений О,Е Срабненце прогнозас текущ, знпч,илр 0. нетОлр . О Напряжение лпЮсить нетар = антон Напрюкениелинц ать Форлцробан. Фортрпбан. Форт пбан, Ф р оргтара ан. улрабл,слаба уло. сноба рее. улр, слаба рег. улр. сробарег регя Шаи:шьцН+тН Шдун шяун+тНИаченение напряжения Йр = итеьнее Конец Фиг,ВСоставитель В,СеменчукТехред М. Моргентал Корректор, С,Патрушева Редактор 3 аказ 1 б 41 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", гУжгород, ул.Гагарина, 101 остаточе нетдиалаон рее. АЕИ остппвел нетцолагоирег.АУИ