Регулятор статического компенсатора

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК И 9) И) 1 315 И Н 02,1 3 1ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПИЙОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ПЬСТ АВТОРСКОМУ СВ-О 22) 31 05 84енс кий 07,05 Ю,А.К Львов юл. 1 17Ю Р Варецкийрдена Ленина пот им. Ленинског(54)(57) РЕГУЗЬЧТОР СТАТИЧЕСКОГО 1САТОРА, состоящего из конденсаторбатареи и реактора, управляемогористорами, содержащий датчики токнагрузки, датчики напряжения питасети, сумматоры через функциональ преобразователи, подключенные к блоку управления тиристорами, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности, он снабжен датчиками тока конденсаторной батареи, шестью датчиками мгновенного активного тока и тремя датчиками мгновенного реактивного тока, причем иа входы датчиков мгновенного активного тока подключены выходы датчиков напряжения питающей сети и тока нагрузки, на входы датчиков мгновенного реактивного тока подключены выходы датчиков тока конденсаторных батареи и д;т мков напряжения питающей се ги, а выходы девяти датчиков мгноеиного активногоЮ и реактивного тока соответственно подключены на входы трех сумматоров.Изобретецие относится к згектротехнике и предназначено для использования в системе автоматического ре.гулирования статического компенсятора, предназначенного для компенсации реякт 11 вной мощности мощныхсимметричных, быстроизмецяющихся наг" рузок промышленных предприятий.Известны быстродействующие устройства регулирования статических компенсатаров, в которых используется принцип фазового рассогласоваеияГ, Однако они не позволяют симметриравать напряжение при включении несимметричных, быстроизменяющихсянагрузок и компенсировать колебания.ощности ,няпряжен 1 я,ЕГГ возникающие при зтом.Наиболее близким па техническойсущности является быстродействующий регулятор статического компенсятора, позволяющий снижать колебания нопряжеция и осуществлять ега симметриравяние в узле включения нагрузок. Зтот регулятор содержит датчики тока наг-;-, рузки, датчики напряжения питающей саги, с.р 1 Татары,. которые через функциональные преобразователи падключе. т".т К О 101 тУ ЧПРЯ.,Е 1111 Я г 15 РГГЕС ОООЕИпроектор систему регулироваеия об- Оптон ".вн зи стсГ е 1 У)г 7 о 11 Р 5,5Е,ГтТ 51 ГЕж-".1 И; ОтнЕСГНЕЦЕТЙ ПЕГтЧГ 5 Ы ИттяЗЬЕ СуыиярНОГО тОКа К 7 МЕЕЕ ЕСяцИТЕтГ;ЕЕОЕТГИХ МЕС та В ОСНОВЦОМ ИЗ-За ЗКСПи я.яЕЕТ.ОЕЕЕГЫХ КОЛЕбаццй ТОКО К 71 ГЕЕЕ 111.:ар 1;Ой батареи в известном реп"; Г;,151 Г.11 т УЕЕ ГГГВЯЯ ШТР 511 С .СКТРО Г;. Гт В 1,.15,.г 715 т ,т5 Е т 15 О Г 11 тГЕД 1ТСО 7 ОЕ тт гГ 1 тт ГГ-ГЬЦЯЯ 11 Я . ОСЕЦГ с- 11 и;1 тт- у лтв 1 я и 5" тот 5 Г О",Еитаам, тоттт НГтСт О)1 .. ж "1Г . 5. Г ЛГ ТГЕГ.1115 511 Тт, , 15 СЯ.ТТ 1 ЕЕ 1,71 15 Нта 115 ПЕГ ГТН 55; ТЦТОЕК тОТТ ; С т ГЗ 5. 3 ТЬ5551 ГТ".Тяф.;ГОРМатОР ТЛГРЕж 51 ЕЛ 5,ЕЕ 5 5: ЬяобрцЕцня 1 О 51 1151 оц:-17 ТтЕГттт Р Р ттттттт гт "5 л г Г ГЕ.-Ги КГ"Г; Г1= НС О "ТР,ТГ" т Ч тт Тт;Е 5 т,"ЕГГГ О 17 СТ ятГ 111 51 О11,ГГПГ:ГТЗ . Г;С 57 ГЮЕТ 1 1. тОТят саторнай батареи и реактора, управляемого тиристорами, содержащий датчики тока нагрузки, датчики напряжения питающей сети, сумматоры через функциональные преобразователи, подключенные к току управления тиристорами, введены датчики тока конденсаторной батареи, шесть датчиков мгновенного активного тока и три датчика мгновенного реактивного тока, причем ца входы датчиков мгновенного активного така подключены выходы датчиков напряжения питаюЕцей сети и тока нагрузки, на входы датчиков мгновеннага реактивного тока подключены выходы до.тчикав тока конденсаторныхЬбатарей и датчиков напряжения питаюпей сети, а выхоцы девяти датчиков мгновешога активного и реактивного тока соответственно подключены на входы трех су.5 яторав.Б контуре регулирования фазы АВ компенсятора регулятор реализует уравуравнее 1 ее ргде 1 - необходимое значение тока фазы АР реактора статическогокампенсатаря., - так фазы АЗ конденсаторной57 атарЕИ.- дсйствити 1-. цая составляющаяТтока фазы А нагрузки па отношению к напряжениюГтт- .1 11 ЛО 1 ИЧЕ 1 О вДея других фаз уравнения записьеваются с аблюдецием соответствующей фязнай 111 дексоции,. УказанцьЕй принцип рет.ул 117 оваггие 1 аснавьт 1 вается на изв .тном методе .имм трираиае 1 ия, ис, Одя из к.: горага уравнения симееетриРа; ЯЕ.ЕГЯ;тлц, РЕХфа Знай аКтИВНа-ИН- дукт.ннай ГЕагрузси 1 могут быть предо гявпе"ы .з параметрическом виде, кГ(5, ВГ; т "О "1 А (/Г (-)Гт " "; Г;т "-, "а.,19Г7, " провтдтмасть фязн АВ обоб; Г,шен ага компенсяторя;3)М,де, 1. дВ " ток фа.ы ЛВ кое 1 со 1)1.. р(.актняак Гл1ЩЭсоставляющие тока агрузки Фазы АВ,Аналогично дпя других фаз. Соотношения (,3) неудобны в практической реализации, поскольку в реальных системах электроснабжения измеряются линейные токи 1 д,18, 1 С . В этой связипокажем более рациональную форму эа Описи уравнений компенсации. Рассмотримвекторную диаграмму трехфазной несимметричной активно-индуктивной нагрузки, подключенной к симметричнойсистеме напряжений (, 0 , 5 А, показанную на фиг.2. Из диаграммй можнозаписать следующее соотношение:1, + 1=3 1,щ- (сд- ) . (4) О урав- обобСравнив уравнение (4) с первымнением (3), можно записать длященного компенсатораК,ЬС Сд(,т = -Д+ т)3(5)5 Аналогичные соотношения легко записать для других фаз. Учитывая, что регулятор разработан для индуктиво-емкостного компенсатора, где регупиру емой величиной является ток реактора, уравнение компенса.,ии необходимо представить в виде соотношения (1).На фиг.1 показана Функциональная схема регулятора на фиг.2 - вектор 955 ная диаграмма, объясняющая принцип симметрирования нагрузки и компенсации ее реактивной мощности; на Фиг.З- структурная схема датчика мгновеннго активного тока; на Фиг,4 - временные диаграммы, иллюстрирующие работу регулятора.Регулятор содержит шесть датчиков 1 мгновенного активного тока, которые подключены к соответствующим выходам датчиков тока 2, нагрузки 3 и напряжения 4 питающей сети 5, три датчика 6 мгновенного реактивного тока, на входы которых включены выходы датчиков 7 тока конденсаторныхгэ батарей 8, Выходы датчиков мгновенного активного тока и мгновенного реактивного тока подключаются соответствующим образом к входам трех сумматоров 9, выходы которых включены на входы трех функциональных преобразователей 10. С выходов Функциональных преобразователей сигналы подаются на вход блока 11 управления ти) / 4рсОр1 сто 1 оо бока. ео - торий управляет током реактор 13.Структурная схема датчика мгнове- ного активного (реактивного) тока покаэа на фиг. 3. Отличие датчиков активного и реактивного тока состоит в различии блоков Формирователей синхрониэирующих импульсов: 14 - формирователь синхронизирующих импульсов для датчика 1 активного тока;15 - то же дпя датчика 6 реактивного тока. К выходам формирователя синх" ронизирующих импульсов (14 и 15) подключены формирователи 16 и 17 импульсов памяти. К выходам, формирующим отрицательные импульсы памяти - ИП.1 и ИП, подключен формирователь 18 импульсов разряда, Датчик 19 мгновенного тока подключен к четырем выходам формирователей 16 и 17 импульсов памяти (подаются импульсы ИП , ИП, -ИП, -Ш 1 ) и к четырем выходам формирователей импульсов разряда (подаются импульсы ИР., ИР -ИР -ИР ). Эти восемь входов яв 1ляются управляющими. Рабочий вход датчика 19 составляющей тока подключен к выходу датчика 4 токаВы-, ход датчика мгновенного тока подключен к сумматору 9. Формирователь 14 синхронизруюх импульсов содержит входной блок 20 напряжения,который преобразует входные напряжения от датчика 4 напряжения до величины, требуемой для нормальной работы последующих элементов; интегратор 21, выполненный двухкаскадым с целью повышения быстродействия и осуществляа ющий сдвиг входного сигнала на 45 каждым каскадом (второй каскад настраивающийся для обеспечения возможности получения точного сдвига на 90 ); формирователь 22 прямоугольных импульсов и дифференциатор 23. Формирователь 5 синхрониэирующих импульсов содержит только элементы 20, 22 и 23 т.е. отсутствует только интегратор 21, Формирователь 16 импульсов памяти содержит два инвертора 24 и ждущий мупьтивибратор 25, Формирователь 17 импульсов памяти содержит ждущий мупьтивибратор 25 и один .: инвертор 24, Формирователь 18 мпульсов разряца содержит дифференциаторы 26, инверторь 24, сумматоры 27, формирователи 28 прямоуголь" ных импульсов и инверторы 24, Датчик 9 мгновенного тока содержит входной блок 29 тока, реобразуя вход 109273ной ток до величины, требуемой для нор-. мальной работы последующих элементовф повторитель 30; инвертор 24; ключи положительной 31 и отрицательной 32 полярностей; формирователи сигналов памяти для положительеой .33 и отрицательной полуволн тока; запоминающие .элементы дпя положительной 35 и отрицательной 36 полуволн тока; разделительные повторители 37 1 О и сумматоры 38.Регулятор статического компенсатора работает следующим образом.(Фиг.4),В момент времеки , соответствуюший отрицательному максимуму напряже ния 11, фиксируется проекция 1 тоСЛ ка нагрузкиПри прохождении напряжения У.через куль (момент времен 8КБ ни (; ) Фиксируется проекция 1 8 тока конденсаторной батареи .18 шактиК 8 чески соответствует амлитудному значению тока конденсаторной батареи). Б момент времени С , соответствующий положительному максимуму напряженияФиксируется проекция (,-1 8 ) тоВс ка нагрузки . 8 . Сигналы, пропориоальнье этим велич,нам, подаются на вход сумматора, на выходе которого получают прн этом сигнал, пропорцио., Рн-.льный 1,8; К моменту времени : ЗО соотв,тствующему прохождению напряжения 1 через максимум уже опрецеЛ(ляется значение необходимого угла регулирования сЬ Таким образом, регу.-втор обеспечивает быстродействие егтлрова нЯ 1: (р равное 6 р l мс в Фукциокаьньй преобразователь реа- тги ующий фукцтю Г = . (,обесеч- -:.зет требуемое см("щение импу.ьсов управле-,тия тиристарного блокаФа(ти-;,О ческое б(."стродействие обработки Возмуения фазой реуллтора определя ется пи э том и объясняется особенностью протекания тока в тиристоре. Принцип работыдатчика мгновенного активного токаобъясняется с помощью временных диаграмм, показанных на фиг.5, Датчикмгновенного реактивного тока работает аналогично, только импульсы СИ иСИ 2 синхронизированы с пересечениемвходным напряжением нулевой линии.Ширина импульса памяти ТИ выбрана изусловия заряда запоминающих емкостей,к которым на время ТИ прикладываетсянапряжение, пропорциональное входному току, т, е. ТИ 3 3 Т ( Г - постоянная заряда). В разработанном регуляторе ТИ=200 мкс (3,6 эл.град.). С точки зрения точности измерения ТИ целесообразно выбирать минимально возможное,исходя из стабильности параметров комплектующих схемы регулятора.Применение инверторов 24 на выходахдифференциаторов 26 обусловлено необходимостью развязки цепей дифференциаторов с целью ослабления их взаимного влияния. Применение разделительного повторителя 37 на выходах запоминающих элементов 35 и 36 осуществлено с целью практически полного устранения снижения напряжения на запоминающих емкостях этих элементов. Функциональный преобразователь имеет нелинейную передаточную Функцию, кото.рая описывается уравнением-м т-(где 0 4 аИ - ,Применение датчиков мгновенного тока и принятый принцип Фиксации проекций тока разрешают значительно упростить регулятор статического комленсатора а также использовать надежные и доступнье элементы для комплектации его схемы, настройка которой при этом значительно упрощается.ПодпшсСР Тираж 61 чвенного коьабретений иЫ, Раущс 11 3,) Фц ппк с 1 П 11 "1 атент", г. Ужгород, ул. Проектцая,/511 Государсдепай из15, Осква оставитель О. Наказнаяехред Л,Мартяшова Коррек. р антк тета ткрыт ая на