Устройство для управления компенсирующей установкой

(71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции энергетический институт(56) 1. Техническое описание. Полуэлектронный регулятор реактивноймощности типа 58 В. 2 исна.ц; 1977.2. Патент США В 3.703.680,кл. 323-101, опублик. 1972.(54)(57) 1.,УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЕНСИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКОЙ, содержащее гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивноймощности с усилителем, к выходу которого подключен блок сравнения,связанный с логическим блоком, о тл и.ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью повышения быстродействия иупрощения, оно снабжено нуль-индикаторами включения и отключения подва на каждую из л секций конденсато.ров и и элементами контроля остаточного напряжения на конденсаторах,а гальваномагнитный измерительныйпреобразователь реактивной мощностивиполнен на двух перемножителях Холла с безинерционным усилителем, блоксравнения соединен с логическим бло"ком через нуль-индикаторы, входыэлементов контроля остаточного напряжения соединены с выводами дляподключения к напряжению питаниякомпенсирующей установки и с выводами для подключения к остаточномунапряжению на отключенных конденсаторах, при этом логический блок состоит из и триггеров запоминаниясигналов нуль-индикаторов, (2 п"2)элементов И, (.2 л) элементов задержки и п блоков формирования управляющих воздействий, причем вход записи триггера запоминания первой секции конденсаторной батареи подключен непосредственно к нуль-индикатору включения своей 6 екции, входы записей триггеров запоминания последующих секций через элемент И, вход считывания д-го триггера запоминания непосредственно соединены с нуль-индикатором отключения своей секции, входы считывания триггера запоминания остальных (в) секций через элемент И, входы элемента задержки на отключение первой секции подключены к выходу блока формирования управляющего воздействия последующей секции, входи элемента задержки на включение и-й секции соф единены с выходом блока Формирования управляющего воздействия (о) секции, прямой и обратный выходы триггеров запоминайия подключены к вхо- С дам блока формирования управляющего воздействия, к третьему входу кото- р рого подключен выход элемента контроля остаточного напряжения.Фаей2. Устройство по п. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что блок Фор" мирования управляющего воздействия Ю состоит из двух К 5-триггеров, трех элементов И и двух инверторов, при-, чем первый вход блока Формирования управляющего воздействия подключен к первому входу элемента И, выход которого подключен к 5-входу й 5-триг гера, второй вход элемента И соединен с выходом инвертора, вход кото-. рого образует второй вход блока Формирования управляющего воздействия, третий вход блока Формирования управляющего воздействия соединен с к-входами ЙБ -триггеров и через второй инвертор соединен с первым входом второго элемента И, выход которого соединен с 5-входом второго триггера, второй вход второго элемента И соединен с входом первого инвертора, выхо." дя В 5-триггеров подключены к треть1025001 ему элеМенту И, выход которого является выходом блока формирования управляющего воздействия.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е .е с я тем, что эле 1Изобретение относится к техникеавтоматического управления электроэнергетическими системами и можетбыть использовано,в качестве устройства быстродействующего дискретногоизменения реактивной мощности конденсаторных компенсирующих установокс тиристорными выключателями системэлектроснабжения металлургическихпредприятий с электродуговыми сталеплавильнымипечами.Известен регулятор реактивной мощности, который содержит измерительный преобразователь реактивного тойа,пороговый, элемент, элемент выдержкивремени и выходной блок, Формирующийдискретные воздействия на включениеи отключение электромеханических выключателей секций конденсаторов компенсирующей установки ЯОсновными недостатками данногоустройства являются инерционность,обусловленная наличием элементов выдержки времени, и, следовательно,непригодность для быстродействующегоуправления конденсаторными установка..25ми, компенсирующими реактивную мощность, потребляемую дуговыми элеКтросталеплавильными печами..Наиболее близким к изобретениюявляется устройство, содержащее галь ваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с интегрирующим усилителем, измерительныерелейные элементы - по одному на каждую секций конденсаторов, элемент уФормирования импульса на включение тиристорных выключателей в момент прохождения напряжением питания конденсаторов амплитудного значения, элемент, обеспечивающий периодичес О кое восстановление напряжения на отключенных конденсаторах до амплитудного значения напряжения питания конденсаторной установки с периодическим изменением полярности напряжения, элемент выбора в момент включения секции конденсаторов с необходимой полярностью. напряжения и логический блок 2 .Однако известное автоматическое устройство обладает некотброй и ерн - 5 О ционностью измерительного преобразования реактивной мощности и не обеспечивает одновременного включения мент контроля остаточного напряжениявыполнен в виде последовательно соединенных нуль-индикатора, дифференциального усилителя и одновибратора. 2нескольких секций конденсаторов компенсирующей установки за счет наличия инерционного интегрирующего усилителя. Устройство является чрезмерно сложным в связи с предусмотреннойалгоритмом его функционирования необходимостью периодического восстановления напряжения на отключенныхконденсаторах и периодического изменения его полярности и необходимостьювыбора момента включения секции конденсаторов с соответствующей полярностью напряжения.Цель изобретения - повышение быстродействия и упрощение устройства,Для достижения поставленной цели устройство для управления компенсирующей установкой, содержащее гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу которого подключен блок сравнения, связанный с логическим блоком, снабжено нуль-индикаторами включения и отключения по два на каждую из и секций конденсаторов и и элементами контроля остаточного, напряжения на конденсаторах, а гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности выполнен на двух перемножителях Холла с безинерционным усилителем, блок сравнения соединен с логическим блоком через нуль-индикаторы, входы элементов контроля остаточного напряжения соединены с выводами для подключения к напряжению питания компенсирующей установки и с выводами для подключения к остаточному напряжению на отключенных конденсаторах, при этом логический блок состоит из и триггеров запоминания сигналов нуль-индйкаторов, (2 и) элементов И, (2 и) элементов задержки и и блоков Формирования управляющих воздействий, причем вход записи триггера запоминания первой секции конденсаторной батареи подключен непосредственно к нуль-индикатору включения своей секции, входы записей триггеров запоминания последующих секций через элемент И, вход считывания и-го триггера запоминания непосредственно соединены с нуль-индикатором отключения своей секции, входы считывания триггера запоминания остальных (и) секцийчерез элемент И, входы элемента задержки на отключение первой секцииподключены к выходу блока Формирования управляющего воздействия последующей секции, входы элемента задержки на включение п-й секции соединеныс выходом блока формирования управляющего воздействия (и) секции,.прямой и обратный выходы триггеров запоминания подключены к входам блокаформирования управляющего воздействия, 10к третьему входу которого подключенвыход элемента контроля остаточногонапряжения.Причем блок Формирования управляющего воздействия выполнен из двух 15Р 5-триггеров, трех элементов И и двухинверторов, причем первый вход блока формирования управляющего воздействия подключен к первому входу элемента И, выход которого подключенк 5-входу В 5-триггера, второй входэлемента И соединены с выходом инвертора, вход которого образует второйвход блока Формирования управляющеговоздействия, третий вход блока Формирования управляющего воздействиясоединен с Р-входами В 5-триггеров ичерез второй инвертор соединен с первым входом второго элемента И, выходкоторого соединен с 5-входом второготриггера, второй вход второго элемента И соединен с входом первого инвертора, выходы В 5-триггеров подключенык третьему элементу И, выход которогоявляется выходом блока формированияуправляющего воздействия. 35При этом элемент контроля остаточного напряжения выполнен в виде последовательно соединенных нуль-инди"катора, дифференциального усилителя и одновибратора. 40На фиг, 1 приведена блок-схемаустройства для управления конденсаторной компенсирующей установкой,состоящей из и секций конденсаторов,схема приведена для случая, когда 45компенсирующая установка состоит,например, из трех секций конденсаторов (и); на фиг. 2 - схема гальваномагнитного измерительного преобразователя реактивной мощности с50усилителем,Автоматическое устройство дискретного действия содержит гальваномагнитный измерительный преобразовательреактивной мощности 1 с усилителем,к которому подведены напряжение О иток 1, подключенный к элементу сравнения 2 реактивной мощности с заданными, устанавливаемыми блоком задания 3 значениями. К выходам элементасравнения подключены нуль-индикаторы 60релейного действия 4-9, выходы которых подведены к входам 5 и В-триггеров запоминания 10-12 непосредственно(вход 5-триггера 10 и вход В-триггера 12) или через логические элементы 65 И 13-16, элементы задержки 17-20,установленные в цепях обратных связей между выходами У 1, У 2, УЗ устройства с входами логических элементов И 13-16 блоки Формированияуправляющих воздействий 21-23,представляющих элементы И 24-26,инверторы 27 и 28 и триггеры 29и, 30 (на Фиг 1 показаны толькоэлементы блока 22) и которые соединены с выходами триггеров 10-12 ивыходами элементов 31-33 контроляостаточных напряжений на конденсаторах отключенных секций, которыесостоят из одинаковых, показанныхна фиг. 1 только для элемента 32,нуль-индикаторов 34, дифференцирующих усилителей 35 и одновибраторов 36. К элементам 31-33 подведенынапряжения О и напряжения.Ос,ОсгОс на конденсаторах отключенныхсекций.Триггеры запоминания 10-12, логические элементы И 13-16, элементы задержки 17-20 и блоки Формирования управляющих вбздействий21-23 образуют логический блок 37,Гальваномагнитный измерительныйпреобразователь реактивной мощностисодержит два идентичных перемножителя Холла 38 и 39 соответственнов цепи напряжения и в цепи тока,состоящие из источников 40 и 41магнитного поля с вторичными обмотками и полупроводниковых пластин42 и 43, трансформатор тока 44, балластные резисторы 45-48, стабилитроны 49, включенные во вторичную цепьтока преобразователя, и усилитель 50,Устройство работает следующим образом,При достижении реактивной мощностью, потребляемой дуговыми электропечами, значения, соответствующегомощности одной секции конденсаторной установки (одной ступени), подвоздействием положительного напряжения измерительного.преобразователя реактивной мощности 1 срабатывает нуль-индикатор б первой секции,выходной сигнал которого, поступающий на 5-вход записи триггера 10,запоминается и поступает на входблока формирования управляющего воздействия, который в момент поступления сигнала от элемента 31 контроля напряжения на конденсаторахвыдает сигнал У 1 на включение тиристорного выключателя первой секцииПосле включения секции нуль-индикатор б возвращается, поскольку реактивная мощность компенсируется, однако, сигнал на выходе триггера 20сохраняется, и секция остается вовключенном состоянии.При дальнейшем.возрастании потребляемой реактивной мощности ещена одну ступень снова срабатываетнуль-индикатор 6, его сигнал. через логический элемент И 15 при наличии сигнала У 1, поступившего через эле.мент задержки 1 В небольшой задержки цепи обратной связи на второй вход элемента 15, поступает на вход триггера 11, запоминается и проходит в блок формирования управляющего воздействия 22 (сигнал Х 1), который в момент поступления сигнала Х 2 от элемента 32 контроля напряжения 0 на конденсаторах второй секций формирует сигнал У 2 на включение тиристорного выключателя второй секции конденсаторной установки.Аналогично вырабатывается воздействие УЗ на включение третьей секции.При дискретном возрастании потребляемой реактивной мощности на две ступени одновременно срабатывают два нуль-индикатора 6 и 5, их сигналы проходят на 5 -входы триггеров 10 и 11, запоминаются и в моменты прихода сигналов от элементов контроля 31 и. 32 проходят в блоки формирования управляющего воздействия 21 и 22, которые Формируют сигнал иа включение двух секций установки.При снижении потребляемой мощности на одну ступень под воздействием отрицательного напряжения изме.- рительного преобразователя реактивной мощности 1 срабатывает нуль-индикатор 7, его выходной сигнал, поступающий на вход й считывания триггера 12, снимает память. Сигнал с инверсного выхода триггера 12 через блок Формирования управляющего воздействия формирует сигнал на отключение секции конденсаторной установки. Нуль-индикатор 7 возвращается.При дальнейшем снижении потребляемой реактивной мощности еще на одну ступень снова срабатывает нуль- индикатор 7, его сигнал через логический элемент 16 при отсутствии 30 сигнала УЗ на инверсном входе элемента задержки 19, т.е. при,наличии сигнала на втором входе элемента 16, поступает на вход й считывания триггера 11, снимает память, 15 сигнал Х 1 с инверсного выхода триггера 11 через блок формирования 22 выдает сигнал на отключение следующей секции конденсаторной установКиеАналогично снимается воздействиеУ 1 и подключается первая секция.Предлагаемое устройство обеспечивает повышение быстродействия путем как параллельного, так и последовательного включения и отключения секций конденсаторов, а также упрощение устройства за счет включения тиристоров вмоменты времени, соответствующие минимальной интенсивности электромагнитного переходного процесса включения конденсаторов без восстановления остаточного напряже:ния иа отключенных конденсаторах до амплитудного значения напряжения пи тания и.периодического изменения егополярности.1025001 1 Фн Составитель О. Недактор Н. Джуган Техред О, Неце аэная Гирня Корре Подписное Филиал ППП "Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная,Закаэ 4410/49ВНИИПИ Госпо дела113035, Мос Тираж 617арственного комитета иэобретений .и открыти а, Ж, Раушская наб СР д, 4