Регулятор статического компенсатора реактивной мощности

(19) 1,5114 Н 02 Л 3 ОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ ССС О ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ ЕГ 9 В.Ц Я ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ,88, Бюл.юзный наунститут м ОЮ лек зовано о-исслед изной пр х мышле сти 2) С,Б.3) 621, 6) Авто В,Б088,ва,аплан16.92скоекл..пос та мощк едищениейство идетельств 02,1 3/18(54) РЕГУЛЯТОР СТАТИЧЕСКОГО САТОРА РЕАКТИВНОЙ 110 ЦНОСТИ (57) Изобретение относится к тротехнике и может быть испо в устройствах, преднаэначенн компенсации реактивной мощно установках индукционного наг также в установках с требуемь спечением значения коэффицие ности нагрузки Соэ 1, близким нице, Цель изобретения - упр и повышение надежности, Устр1381651 стна. 15 25 30 содержит датчик 6 тока, выполненныйн ниде двух контуров индикации индуктивного и емкостного тока, работаюших н противофазе и управляемых импульсами датчика 11 фазы напряжения,вырабатываемыми н момент прохождениямгновенноо значения напряжения через нуль. Контуры индикации состоятиз резисторов 7, диодов 8, стабилитронов 9, трансформаторов тока 3и транзисторов 10. Импульсы, вырабатываемые датчиком 11, подаются натранзисторы 10, Если ток на выходепреобразователя 1 совпадает по фазес напряжением, т.е. н контуре нагрузки Созч = 1, то напряжение на вторичных обмотках трансформаторов тока 3 н .омент прохождения импульсовравно нулю и на входах усилителя 12,к которым подключены выходы контуИзобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных для компенсации реактивной мощности в уста- нонках индукционного нагрева, а также н установках с требуемым обеспечением значения коэффициента мощности нагрузки Созд, близким к единице.Целью изобретения является упро щение и понышение надежности устройНа фиг,1 представлена блок-схема регулятора статического компенсатора реактивной мощности; на фиг.2 схема датчика фазы напряжения; на фиг,3 - схема регулирующего блока.Регупятор содержит силовой преобразонатель 1, к выходным зажимам которого подключен трансформатор 2 напряжения, через последовательно включенные трансформаторы 3 тока присоединенный к нагрузочному контурусостоящему из конденсаторов, нагрузки и группы коммутирующих устройстн 5, Датчик 6 тока выполнен в виде двух контурон индикации индуктивного и емкостного тока, работающих н противофазе, которые состоятиз резисторон 7, диодов 8, стабилиров датчика тока, напряжение тожебудетравно нулю. Если Сов нагрузочного контура не равен нулю, т.е,ток отстает от напряжения или опережает его, то в момент подачи импульса транзисторы 10 полностью открываются и подают на вход одного иэканалов усилителя 12 импульс напряжения, пропорциональный мгновенномузначению тока в силовой цепи. Приэтом срабатывает один из контуров,ток через который пропускает один иэдиодов 8, Причем наличие импульсанапряжения на выходе первого контура указывает на индуктивный характертока нагрузки, а на выходе второго -на емкостный. Регулирующий блок 13выполнен по логической схеме на электромеханических реле. 2 э.п, ф-лы,3 ил,тронов 9, трансформаторов тока 3 и транзисторов 10.В состав устройства входят также регулируемый импульсный датчик 11 фазы напряжения, двухканальный усилитель 12 и регулирующий блок 13Конденсаторы 14 и 15 зарядных контуров соединены с диодами 16 этих контуров и .диодом 17 индикатора полярности. Кроме того, в данном устройстве содержатся транзисторы 18 и 19, регулируемый резистор 20 и импульсный трансформатор 21.Группа диодов 22 релейного логического узла соединена с катушками реле 23, 24 и 25, причем реле 23 снабжено контактами 26 и 27, реле 24 - контактами 28 и 29, реле 25 контактом 30, катушка реле 31 подключена непосредственно к выходу одного из каналов усилителя 12 и снабжена контактом 32, Имеется также независимый источник 33 напряжения,К секционированной вторичной обмотке трансформатора 2 напряжения подключен датчик 11 фазы напряжения. Узкие импульсы, вырабатываемые датчиком 11, подаются на базовые переходы транзисторов 10 в момент пере 1381 Ь 51хода напряжения преобразователя 1 через нуль в одном заранее выбранном направлении, Если ток на выходе преобразователя 1 совпадает по фазе с напряжением, т,е. в контуре нагрузки Сов( = 1, то напряжение ца вторичных обмотках трансформаторов 3 тока в момент прохождения указанных импульсов равно нулю и на входах усилителя 12, к которым подключены выходы контуров датчика тока, напряжение тоже равно нулю. Нулю также равно выходное напряжение обоих каналов двухканального усилителя 12. 15Если Сов ц нагрузочного контура не равен нулю, т,е. ток отстает от напряжения или опережает ега, то в момент подачи импульса транзисторы 10полностью открываются и подают на 2 О вход одного из каналов усилителя 12 импульс напряжения, пропорциональный мгновенному значению тока в силовой цепи. При этом срабатывает один из контуров, ток через который пропуска ет один из диодов 8. Причем наличие импульса напряжения на выходе первого контура указывает на индуктивный характер тока нагрузки, а на выходе второго - на емкастный, 30Таким образом, работа предлагаемого регулятора для поддержания Соя Ч нагрузки, близкого к единице, сводится к таму, чтобы в момент прохождения напряжения через нуль величина мгновенного значения тока в данный момент35 была близка к нулю.Стабилитроны 9 введены в схему для создания эоны нечувствительности, необходимой для устойчивой работы ре О гулятора. Величина эоны нечувствительности пропорциональна напряжению пробоя стабилитронов.Напряжение с выходов усилителя 12 (фиг,1) подается на входы регулиру ющего блока 13, регулирующее воздействие ат которого подается на коммутирующие устройства 5, которые, в свою очередь, вводят в работу определенное количество конденсаторов,К вторичной обмотке трансформатора 2 напряжения подключены два зарядных контура, содержащие в каждом один иэ диодов 16 (фиг.2) и конденсатор 14 или 15, При появлении поло 55 жительного полупериода напряжения на вторичной обмотке трансформатора 2 начинается заряд конденсаторов 14 и 15 через диоды 16. Заканчивается заряд при достижении амплитуды напряжения на вторичной обмотке трансформатора 2, при этом конденсатор 15 заряжается до напряжения, болгшего, чем конденсатор 14. В дальнейпгем на конденсаторе 14 напряжение не изменяется, а на конденсаторе 15 уменьшается вследствие его разряда на регулируемый резистор 20, включенный параллельно конденсатору 15. В начале разряда напряжение, приложенное к диоду 17, запирает его, в дальнейшем напряжение на конденсаторе 15 становится меньше напряжеция ца конденсаторе 14, напряжение ца диоде 17 меняет знак, оц отпирается. По база-эммитерному переходу транзистора 18 начинает протекать ток, что приводит к опрокидыванию комплемецтарцоц па - ры транзисторов 18 и 19 и быстрому разряду конденсагороц 14 и 15 на первичную обмотку импульсцого трансформатора "1, вторичные обмотки которого являются выходными и подключены каждая к своему тран.истору 10 (фиг.1), открывая последние ца время прохождения импу льса.Изменяя величину сопротивления резистора 20, можо регулирс вать наклон кривой разрядного напряжения ца конденсаторе 15 и фазу импульса в широких пределах.Регулирующий блок (фиг,3) состоит из п реле индуктивной группы (количество реле равно количеству коммутируемых секций конденсаторной батареи контура нагрузки, в данном случае и = 3) и одного реле емкостной группы, Первое реле 23 индуктивной группы - без выдержки времени,остальные - с выдержкой времени, причем выдержки времени на срабатывание у всех одинаковы, а на отпадание пропорциональны порядковому номеру реле, Реле 31 емкостной группы - безвыдержки времени,При наличии индуктивного тока на шинах, питающих цагрузочный контур, на выходе первого канала двухканального усилителя 12 появляется напряжение, которое через один из диодов 22 подается на катушку первого реле 23 индуктивной группы. Реле срабатывает, замыкающим контактом 26 подключается катушка данного реле к шине питания, подключенной к независимому источнику 33 напряжения через размыкающий коцтакт 32 релеключеция первого конденсатора ток цагрузочного контура в момент измереьц стдцовится мецьше, чем нужно лля проб я стдбипцп рона 9, т. е, оказывается в пределах зоны нечувствигельцости, то цд выходе усилителя 12 цдцряжецц рдццо нулю, и реле 24 це срдбдтпвдет. Если ток нагрузки в моьент цзмереця больше зоны нечувствительности в индуктивной области, то после цдержкц времени, необходи :ой для завершения переходного проц сс; ц.дключецця коцденсатора реле - епдбдтьвдет, включая вторую секц,н коцлецсдте 1 ов, и подает на клтшку своим здмпкдющим контактом 6 напряжение от сточника 33, а своп; эдмьн.дюшим ;оцтдктом 29 через и-й ;,цад 22 г.опклю дог катушку и-го релек ььходу тогже канала усилите,ц.,",д.ц е процес;. такой же, как ицрсрдб,тываци реле 2.35 При изменеццц ситудции н цагрузочцом контуре, если ток этого контура примет емкостцый характер и по величине в момент измерения больше эоны нечувствительности, то ца выходе второго кдналд усилителя 12 появляется цдиряжецие, срабатывает реле 31 и своим рлзмькдющим контактом 32 отключает нитдцие катушек реле 23, 24 и 25 индуктивной группы от источника 33. Эти реле начинают последовательно отклнчдться в соответствии с 40 выдержкой времени на отключение каждого реле, отклнчдя одну эа другой секции коцдецсдторов контуранагрузки, При уменьшении тока нагруз 50 ки до пределов зевы нечувствительноцд цьходе второго я 12 становится рав отпадает и своим тдктом 32 подлет настц цдц 1 ижевцекдцд:л усичцтел 55 цым нулю, релердэмькдспим коц пряжениь цд катушки не успевших отключитьея 1 е.с ц дуктивцой группы,11. Прц зтеь выход усилителя 12 отделяет яг напряжения источника 33опним цз иО,ой 22,Срдбодвшее ре:е 23 замыкает свойкоцтдкт (не покдздц), подающий комдцду цд срдбатывдцие первого коммутирунппего устройства 5 (фиг.1),включдюшего в работу первую секциюкоцдецсдторов, и одновременно свой 10контакт 22, которым через другой диод группы 22 подключает катушку релек первому выходу усилителя 12. Если после срабатывания реле 23 и подТаким образом фиксируется резонансное или близкое к нему состояние нагрузочного контура.Усилитель 12 выбирается с большим усилением и работает в режиме, близком к релейному.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я1. Регулятор статического компенсатора реактивной мощности, содержащий трансформатор напряжения, датчик тока, подключенный к входу регулирующего блока, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения и повышения надежности, он снабжен двухканальным усилителем и датчиком фазы напряжения, подключенным к вторичной обмотке трансформатора напряжения, выполненной с промежуточным выводом, а датчик тока выполнен в виде двух контуров индикации индуктивного и емкостного тока соответственно, включенных противополярно, каж-, дый из котсрых содержит последовательно соединенные диод, стабилитрон, транзистор и резистор, выводы которого являются входом контура, соединенного с вторичНой обмоткой трансформатора тока нагрузки и компенсатора, базо-эмиттерный переход транзистора первого контура и базо-кол- лекторный переход второго контура соединены с выходом датчика фазы напряжения, выход каждого контура подключен через двухканальный усилитель к регулирующему блоку.2, Регулятор по п.1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что датчик фазы напряжения содержит два конденсатора, два транзистора, три диода, регулируемое сопротивление и импульсный трансформатор, один из выводов первичной обмотки которого соединен с одним из выводов первого и второго конденсаторов, регулируемого сопротивления и с одним из крайних выводов вторичной обмотки трансформатора напряжения, второй крайний вывод которой соединен с анодом первого диода, катодом соединенного с вторым выводом регулируемого сопротивления, вторым выводом первого конденсатора, коллектором первого транзистора и катодом второго диода, анодом соединенного с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго кон 1381651денсатора и катодом третьего диода,соединенного анодом с промежуточнымвыводом вторичной обмотки трансформатора напряжения, а коллектор со 5единен с базой первого транзистора,эмиттером соединенного с вторым выводом первичной обмотки импульсного трансформатора, выводы двух гальваническине связанных вторичных обмоток которого являются выходом датчика фазынапряжения,3. Регулятор по п,1, о т л и ч аю щ и й с я тем, что регулирующий блок выполнен в виде релейного логического блока, содержащего электро- механические реле, число которых на единицу превышает число коммутируемых секций конденсаторной батареистатического компенсатора, и диоды,число которых равно числу секций конденсаторной батареи, причем катушкаодного реле без выдержки времени подключена к выходу усилителя емкостного контура датчика тока, а катушкигруппы остальных реле подключенычерез диоды и замыкающие контактыпредыдущего реле группы к выходу усилителя индуктивного контура датчика тока и через свои замыкающие контакты - к шине питания, которая подключена через размыкающий контактреле емкостного контура к независимому источнику питания.1381651 32 Составитель С,Егоровбченко Техред Л.Сердюкова Корректор М.Максимишине едакт Заказ 1190/52 Тираж 650 ВНИИПИ Государственного ком по делам изобретений и от 113035, Москва, Ж, Раушская