Автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой

;д. г а "Т 11Нйицафрц ЕТЕНИ ртиГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ ОПИСАНИЕ ИЗОБ К АВТОРСКОЬВУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Московский ордена Ленина и одена Октябрьской Революции энергеческий институт(56) 1. Патент США У 3703680,кл. 323-101, 1978.2. Авторское свидетельство СССпо заявке - 3394800/24-07,кл. Н 02 3 3/18, 1982.(54)(56) АВТОМАТИЧЕСКОЕ УСТРОЙСТВОДЛЯ ДИСКРЕТНОГО УПРАВЛЕНИЯ КОМПЕНСИРУЮЩЕЙ УСТАНОВКОЙ, содержащее гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу которого подключен блок сравнения, связанный с логическим блоком через нуль-индикаторы включения и отключения секций конденсаторной батареи - по два каждую из Н секций конденсаторов, о блоков контроля напряжения, входы которых со единены с выводами для подключения к напряжению питания компенсирующей установки и с выводами для подключения к остаточному напряжению на отключенных конденсаторах, а выходы - к логическому блоку, включающему ло/гические элементыИ и и блоков форми-, рования управляющих воздействий, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с ,целью упрощения и повышения надеж,ности, оно снабжено формирователем импульсов, в логический блок введены два трехвходовых элемента ИЛИ, пэлементов ИЛИ, первый из которых с ь входами, а каждый последующий с числом входов, уменьшающимся наединицу, инвертор, реверсивный счетчик и дешифратор, а каждый блок формирования управляющих воздействий выполнен в виде последовательно соединенных транзистора с выходным тиристором, при этом выходы нуль-индикаторов соединены через формирователиимпульсов соответственно с двумятрехвходовыми логическими элементамиИЛИ, выходы которых подключены соответственно через два логическихэлемента И к входам суммирования и вычитания реверсивного счетчика, соединенного с входами дешифратора, подключенного выходами к и -1 элементамиФИЛИ, выходы которых соединены с первыми входами о элементов И и с управляющими цепями и транзисторов соответственно, вторые входы и элементов ф фффффИ соединены с выходамиблоков контроля напряжения, выходы ь элементов И подключены к цепям управлениявыходных тиристоров, инвертор логического блока включен междуЪторымвходом первого элемента И, выход которого подключен к суммирующему входуреверсивного счетчика и ь-ым выходомдешифратора, который подключен такжек управляющему входу о -го транзистора и к первому входу в-го элементаИ, а второй вход второго элемента И,выход которого подключен к вычитавщему входу реверсивного счетчика,соединен с выходом элемента ИЛИ, име- фющего п -входов.2. Устройство по п. 1, о т л и ч Йю щ е е с я тем, что блок контролянапряжения выполнен в виде блока сравнения, фазоповоротного блока, нульиндикатора и формирователя импульсорнапряжения, вход фазоповоротного блока(соединен с выводом для подключения питания компенсирующей установки, аего выход - с входом нуль-инидкатора,111 б 494 причем на входе блока контроля напряжения включен блок сравнения, последовательно соединенный с нуль-индикатором и формирователем импульсов, включенным на выходе блока контроляИзобретение относится к технике автоматического управления электроэнергетическими системами и предназначается для быстродействующего дискретного изменения реактивной мощности конденсаторных компенсирующих установок с тиристорными выключателями систем электроснабжения металлургических и химических предприятий с электродуговыми плавильными агре О гатами.Известно быстродействующее автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой, содержащее гальваномагнитный измери тельный преобразователь реактивной мощности с интегрирующим усилителем измерительные релейные элементы, элемент формирования импульсов. на включение тиристорных выключателей в мо мент прохождения напряжением питания конденсаторов амплитудного значения, элемент, обеспечивающий периодическое восстановление напряжения на отключенных конденсаторах до амплитуд ного значения с периодическим изменением полярности напряжения, элемент выбора в момент включения секции конденсаторов с необходимой полярностью . напряжения и логический блок 1 . 30Недостатками такого устройства являются невозможность одновременного включения нескольких секций кондеясаторной установки, из-за инерционности интегрирующего усилителя и слож З 5 ность, обусловленная предусмотренной алгоритмом его функционирования необходимостью периодического восстанов. ления напряжения на отключенных кон- денсаторах, периодического изменения его полярности и выбором в момент вклв чения секции конденсаторов с соответствующей полярностью напряжения.Наиболее близким к изобретениюявляется устройство для управления компенсирующей установкой, которое содержит гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу которого подключен блок сравнения, свя,занный с логическим блоком, нуль-индикаторы включения и отключения - по два на каждую из о секций конденсаторов и л элементов блока контроля напряжения, блок сравнения соединен с логическим блоком через нуль- индикаторы, при этом логический блок состоит из ь триггеров запоминанпя сигналов нуль-индикаторов, (2 п) элементов И, 2 ьэлементов задержки и ь блоков формирования управляющих воздействий 1 21,Блок формироранин управляющего воз; действия выполнен из двух КБ-триггеров, трех элементов И и двух инверторов, а блок контроля напряжений выполнен в виде последовательно соединенных нуль-индикаторов, дифференцирующих усилителей и одновибраторов.Недостатками такого устройства для управления компенсирующей установкой являются: невозможность обеспечения включения секций конденсаторов компенсирующей установки в момент перехода напряжения ее питания через максимальное (амплитудное) значение, сложность логического блока, сложность и недостаточная для управления тиристорными выключателями выходная мощность блока формирования управляющих воздействийЦель изобретения - упрощение и повышение надежности.Для достижения поставленной цели автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой, содержащее гальваномагнитный измерительный преобразователь реактивной мощности с усилителем, к выходу которого подключен блок срав 3 11164нения, связанный с логическим блокомчерез нуль-индикаторы включения иотключения секций конденсаторнойбатареи - по два на каждую ии секцийконденсаторов и блоков контроля наЭ5пряжения, входы которых соединеныс выводами для подключения к напряжению питания компенсирующей установки и с выводами для подключения костаточному напряжению на отключенных конденсаторах, а выходы - к ло 1 гическому блоку, включающему логические элементы "И" и ь блоков форми -рования управляющих воздействий, снаб"жено формирователем импульсов, в логи 15ческий блок введены два трехвходовыхэлемента "ИЛИ", -1 элементов "ИЛИ",первый из которых с ь -входами, а каждый последующий с числом входов,уменьшающимся на единицу,инвертор,20реверсивный счетчик и дешифратор, акаждый блок формирования управляющих воздействий выполнен в виде последовательно соединенных транзистора свыходным тиристором, при этом выходынуль-индикаторов соединены через формирователи импульсов соответственнос двумя трехвходовыми логическими .элементами "ИЛИ", выходы которых подключены соответственно через два логических элемента "И" к входам суммирования и вычитания реверсивного счетчика ,соединенного с входами дешифратора, подключенного выходами к -1элементам "ИЛИ", выходы которых соединены с первыми входами и элементов З 5"И" и с управляющими цепями-транзисторов соответственно, вторые входыь элементов "И" соединены с выходами ь блоков контроля напряжения, выходы о элементов "И" подключены к це пям управления выходных тиристоров,инвертор логического блока включенмежду вторым входом первого элемента"И", выход которого подключен к суммирующему входу реверсивного счетчикаф 5и ь-ым выходом дешифратора, которыйподключен также к управляющему входуь -го транзистора и к первому входуь-го элемента "И" а второй вход второго элемента "И", выход которого 50подключен к вычитающему входу реверсивного счетчика, соединен с выходомэлемента "ИЛИ", имеющеговходов.При этом блок контроля напряжениявыполнен в виде блока сравнения, фазоповоротного блока, нуль-индикатораи формирователя импульсов, причем навходе блока контроля напряжения вклю 94 4чен блок сравнения, последовательно соединенный с нуль-индикатором н формирователем импульсов, включенным на выходе блока контроля напряжения, вход фазоповоротного блока соединен с выводом для подключения питания компенсирующей установки, а его выход - с входом нуль-индикатора.На чертеже приведена структурная схема автоматического устройства для дискретного управления компенсирующей установкой, состоящей из трех секций конденсаторов.Быстродействующее автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой содержит измерительный преобразователь 1 реактивной мощности с усилителем, к которому подведены напряжение П и ток , подключенный к блоку сравнения 2 реактивной мощности с заданнымй, устанавливаемыми блоком задания 3 значениями, к выходам блока сравнения подключены нуль-индикаторы релей- ного действия 4-9, выходы которых подведены к формирователям импульсов (одновибраторам) 10-15, элементы ИЛИ 16 и 17 с входами, подсоединенными к выходам формирователей импульсов, элементы И 18 и 19, первые входы которых подключены к выходам элементов ИЛИ, второй вход элемента И 18 подклЫ- чен к выходу инвертора 20, реверсивный счетчик импульсов 21, суммирующий выход С которого подключен к выходу элемента И 18; и вычитающий вход С - к выходу элемента И 19, де-. шифратор 22, входы которого соединены с.выходами реверсивного счетчика, элементы ИЛИ 23 и 24, причем три входа элемента ИЛИ 23 подключены к первому, второму и третьему выходам дешифрато;" ра, а два входа элемента ИПИ 24 - к второму и третьему выходам дешифратора, элементы И 25-27, первые входы которых подключены к выходам элемен- тов ИЛИ 23 и 24 и третьему выходу дешифратора 22, а вторые - к выходаь блоков 28-30 блока контроля напряжений; транзисторы 31-33 с диодами и резисторами в цепях управления,подключенные по цепяй управления к выходам элементов ИЛИ 23 и 24 (транзисторы 31 и 32) и к третьему выходу дешифратора 22 (транзистор ЗЗ), тиристоры 34-.36, соединенныепоследовательно с транзисторами, цЕ- пи управления которых подключены к выходам элементов И 25-27, блоки1116494 5сравнения 37 мгновенного напряжения 0 питания компенсирующей установки с остаточными напряжениями Б -У на конденсаторах, фазоповоротнь 1 е (па угол П/2) блоки 38, подключенные к напряжению 13, нуль-индикаторы 39 и формирователи импульсов (одновибраторы) 40, соединенные последовательно. При этом элементы 16-27 образуют логический блок 41, а элементы 31-36 . 1 О блок формирования управляющих воздействий 42.Автоматическое устройство для дискретного управления компенсирующей установкой работает следующим 15 образом,При достижении реактивной мощностью, потребляемой дуговыми электро- печами, значения, соответствующего мощности одной секции компенсирующей 2 О установки (одной ступени) под воздействием положительного напряжения измерительного преобразователя 1 реактивной мощности срабатывает нуль-индикатор 6 первой секции. Его выходной сигнал преобразуется формирователем 12 в импульс, который проходитчерез элементы ИЛИ 16, И 18 (на нижнем входе И 18 единица от инвертора 20) на вход С суммирования счетчика 21 и преобразуется им в потенциальный сигнал на его первом выходе, обусловливающий потенциальный сигнал 1 на первом выходе дешифратора 22, и через, элемент ИЛИ 23 на нижнем входе элемен;35 та И 25 и на входе транзистора 31.Транзистор открывается и подключает тиристор 34 к напряжению питания, который при поступлении импульсного сигнала от блока контроля напряжения 28 в момент равенства мгновенного напряжения и питания компенсирующей установки остаточному напряжению У на конС 1денсаторах первой секции (если включен блок сравнения 37) или.в моментперехода напряжения Ю через максимальное (амплитудное) значение (если включен фазоповоротный блок 38) на верхний вход элемента И 25 включается и выдает управляющее воздействие 1, на включение тиристорного выключателя первой секции конденсаторов компенсирующей установки. После включения секции нуль-индикатор 6 возвращается, поскольку реактивная мощность компен 55 сируется. При этом потенциальный сигнал на первых выходах счетчика 21 и дешифратора 22 сохраняется, секция остается во включенном состоянии. При дальнейшем возрастании потребляемой реактивной мощности еще на одну ступень снова срабатывает нуль- индикатор 6, и Формирователь 12 формирует второй импульс, который фиксируется и преобразуется счетчиком 21 в потенциальный сигнал на его втором выходе, обуславливающий потенциальный сигнал Х на втором выходе дешифратора 22, и через элемент ИЛИ 24 на нижнем входе элемента И 26 и на входе транзистора 32. Транзистор открывается и подключает тиристор 35 к напряжению питания, который в момент поступления импульсного сигнала от блока контроля напряжения 29 на верхний вход элемента И 26 включается и выдает управляющее воздействие У на включение тиристорного выключате. ля второй секции. При этом потенциальный сигналудерживает через элемент ИЛИ 23) в открытом состоянии и транзистор 31 (сигнал К в момент появления У исчезает), т.е. обеспечивает включенное состояние тиристорного выключателя первой секции. Нуль-индикатор 6 возвращается.Аналогично вырабатывается воздействие У на включение третьей секции.При дискретном возрастании потребляемой реактивной мощности на две ступени положительное напряжение на выходе измерительного преобразователя мощности нарастает непрерывно по экспоненциальному закону (постоянная времени измерительного преобразователя 5-10 мс) Поэтому нуль-индикаторы 6 и 5 включения срабатывают с интервалом времени, превышающим длительность импульса формирователя 12, составляющую 1-7 мс, При этом суммирующий вход С счетчика 21 через элементы ИЛИ 16, И 18 проходят два импульса., преобразуются в потенциальный сигнал на его втором выходе, обусловливающий потенциальный сигнапна втором выходе дешифратора 27. и (через элементы ИЛИ 23 и 24) на нижних входах элементов И 25 и 26 и на входах транзисторов 31 и 37, которые открываются и подключают тиристоры 34 и 35 к напряжению питания. В моменты поступдения импульсных сигналов от блоков контроля напряжения 28 и 29 на верхние входы элементов И 25 и 26 тиристоры 34 и 35 включаются и выдают управляющие воздействия Ч, ( на включение тиристорных выключателей первой и вто 1116494рой секции компенсирующей установки,Нуль в индикато 5 и 6 возвращаются вследствие компенсации реактивной мощности. 5При дискретном возрастании потребляемой реактивной мощности на триступени аналогично вследствие сраоатывания нуль-индикаторов 4-6 практически одновременно формируются управляющие воздействия ( - х на включе 1 2ние тиристорных выключателей всех трехсекций конденсаторов компенсирующей установки,После включения третьей секцииединицей третьего выхода дешифратора22, т,е, нулем на выходе инвертора20, поступающим на нижний вход элемента И 18, работа счетчика 21 в режиме суммирования импульсов запрещается.При снижении потребляемой реактивной мощности на одну ступень подвоздействием отрицательного напряжения измерительного преобразователя 1 реактивной мощности срабатываетнуль-индикатор 7, его выходной сигналпреобразуется формирователем 13 вимпульс, который проходит через элементы ИЛИ 17, И 19 (на верхнем вхо- З 0де элемента И 19 единица от элементаИЛИ 23) на вычитающий вход С счетчика 21 и снимает потенциальный сигнал 15 с третьего выхода дешифратора22, транзистор 33 закрывается и отключает тиристор 36 от напряжения питания, управляющее воздействие У натиристорный выключатель третьей секции снимается, третья секция конденсаторов компенсирующей установки отключается. Нуль-индикатор 7 возвращается.При дальнейшем снижении потребляемой реактивной мощности еще на однуступень снова срабатывает нуль-индикатор 7, формирователь 13 формируетимпульс, который через элементы ИЛИ17, И 19 проходит на вычитающий входС счетчика 21 и снимает потенциальный сигнал Х 2 с второго выхода дешифратора 22 и с выхода элемента ИЛИ 24,транзистор 32 закрывается и отключает тиристор 35 от напряжения питания,управляющее воздействие .7 на тиристорный выключатель второй секции снимается, вторая секция конденсаторов компенсирующей установки отключается. Нуль-индикатор 7 возврашается.Аналогично снимается воздействие У и отключается первая секция.При дискретном снижении потребляемой реактивной мощности на две ступени отрицательное напряжение на выходе измерительного преобразователя нарастает непрерывно по экспоненциальному закону. Поэтому нуль-индикаторы 7 и 8 отключения срабатывают с интервалом времени, превышающим длительность импульса формирователя 13. При этом на вычитающий вход С 2 счетчика 21 через элементы ИЛИ 17,. И 19 проходят два импульса, которые снимают потенциальные сигналы Х , Х с третьего и второго выходов дешифратора. В результате закрываются транзисторы 33 и 32, отключающие тиристоры 36 и 35 от напряжения питания, происходит отключение третьей и второй секций конденсаторов.Аналогично при дискретном снижении потребляемой реактивной мощности на три ступени вследствие срабатывания нуль-индикаторов 7-9 практически одновременно снимаются управляющие воздействия У - 1 , все три секции конденсаторов компенсирующей установки отключаются. После отключения первой секции нулем первого выхода дешифратора (нулем на выходе элемента ИЛИ 23, поступающим на верхний вход элемента И 19), работа счетчика 21 в режиме вычитания запрещается.Возможность включения секций конденсаторов не только в момент равенства мгновенного напряжения питания остаточным напряжениям на конденсаторах, но и в момент перехода напря жением питания через максимальное (амплитудное) значение расширяет функциональные воэможности устройства.Упрощение алгоритма и технической реализации логического блока, увеличение мощности управляющих воэ" действий повьппает надежность работы и четность управления тиристорными выключателями секций конденсаторов компенсирующей установки.1116494 зная Коррек оставитель О, На енред Л,Коцюбняк М.Иаксимишинец едактор И. Циткин Заказ 6941/4 исноССР о 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ВНИИПИ Г по дел 3035, Мо