Способ компенсации потери напряжения в питающей электрической сети

 

Сущность изобретения: регулирование тока компенсирующего устройства осуществляют в зависимости от разности тока уставки, который определяют по формуле IP.O, + а(&- вЬ)/х, где la - активный ток сети; г0 - активное сопротивление сети при расчетной температуре проводников 0Ь ; «- коэффициент температурного увеличения активного сопротивления; 0- температура проводников; х - индуктивное сопротивление проводников, и емкостного тока сети. Повышение точности компенсации потери напряжения достигается за счет коррекции реактивного тока компенсирующего устройства в зависимости от температуры проводников. 3 ил.

(19) (Щ

СОЮЗ СОВЕТСКИХ сОциАлистических

РЕСПУБЛИК (Я)5 Н 02 J 3/18

ГОСУДАРСТВЕ I+IblA КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1.. )11,с (21) 4858048/07 (22) 08.08.90 (46) 30.05.92. Бюл. 3Ф 20 (71) Владимирский политехнический инсти-. тут (72) С.И. Малафеев (53) 621.316.722(088.8) (56) Баркан Я.З. Автоматическое управление режимом батарей конденсаторов. М., "Энергия", 1978 г., стр.52 — 67.

Авторское свидетельство. СССР

hL,407296, кл. G 05 F 1/70, 1973. (54) СПОСОБ КОМПЕНСАЦИИ ПОТЕРИ НАПРЯЖЕНИЯ В ПИТАЮЩЕЙ ЭЛЕКТРИЧЕ-

СКОЙ СЕТИ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в автоматических системах управления компенсирующими устройствами.

Цель изобретения — повышение точности компенсации при изменении температуры проводников.

На фиг.1 представлена схема компенсации потери напряжения в питающей электрической сети, реализующая предлагаемый способ; на фиг.2 — эквивалентная схема замещения участка системы электроснабжения; на фиг.3 — векторная диаграмма напряжений для этой схемы.

Схема компенсации потери напряжения в питающей электрической сети (фиг.1) содержит питающую электрическую сеть 1. измерительный трансформатор 2 напряжения, измерительный преобразователь 3 тока, измерительный преобразователь 4активного тока, измерительный преобраэо(57) Сущность изобретения: регулирование тока компенсирующего устройства осуществляют в зависимости от,разности тока уставки, который определяют по формуле

Ip.o, - 4(г0+ а(О- 64))/х, где 4 — активный ток сети; ro — активное сопротивление сети при расчетной температуре проводников С4; акоэффициент температурного увеличения активного сопротивления; Π— температура проводников; х — индуктивное сопротивление проводников, и емкостного тока сети. Повышение точности компенсации потери напряжения достигается за счет коррекции реактивного тока компенсирующего устройства в зависимости от температуры проводников. 3 ил. ватель 5 реактивного тока; измерительный преобразователь 6 температуры, функциональный блок 7, односторонний выпрямитель 8, элемент 9 сравнения, регулирующее устройство 10, регулируемое компенсирующее устройство 11, нагрузку 12 электрической сети.

Эквивалентная схема замещения участка системы электроснабжения, изображенная на фиг.2. содержит питающую линию с активным сопротивлением г и индуктивным сопротивлением х, нагрузку zH и компенсирующее устройство хк. На схеме (фиг.2) и векторной диаграмме (фиг.3), построенной для случая опережающего тока (ф > О), обозначено: Е â€”; U— напряжение в конце линии(в узле нагрузки);

l - 4+ jlp — ток сети, содержащий активную

I> и реактивную 1Р составляющие; ЛΠ— падение напряжения в питающей сети.

1737619

Ipo =

09 =U7= Us!.!4 = К4!мз!и icos Й) т, 05 = Kglvsln ф cjs Фt, V=

45 (2) » (xla + fIp) (3) 0в= Ке О, К питающей электрической сети 1 подключены измерительные трансформаторы напряжения 2 и тока 3, на выходах которых формируются сигналы, пропорциональные соответственно напряжению U - UMsin вс в

-узле нагрузки и току питающей сети ! = !м sin (cut + р) . Ток питающей сети определяется суммой токов нагрузки и ком. пенсирующего устройства и может быть представлен в виде суммы активной la u реактивной Ip составляющих.

Выход трансформатора 3 тока подключен к объединенным информационным входам измерительных преобразователей активного 4 и реактивного 5 токов, Управляющие входы измерительных преобразователей активного 4 и реактивного 5 токов объединены и подключены к выходу транс.форматора 2 напряжения, Сигнал U4 на выхо.де измерительного преобразователя 4 активного тока пропорционален активной составляющей тока а сигнал !.!в на выходе измерительного преобразователя 5 реактивного тока пропорционален реактивной составляющей тока сети где К4 и Ks — коэффициенты передачи измерительных преобразователей активного 4 и реактивного 5 токов.

Сигнал Us с выхода измерительного преобразователя 5 реактивного тока поступает на вход одностороннего выпрямителя

8., который формирует сигнал. Ug = Кв!мз!и icos шt при Vs > 0;

Us= 1 0 при 05<0, ! который пропорционален емкостной составляющей тока сети; при 1р< О, т.е. при отстающем токе, Ба=0.

Измерительный преобразователь бтемпературы предназначен для формирования напряжения Ug, пропорционального температуре О проводников: где Ка — коэффициент пропорциональности.

Сигналы Uq u 0в с выходов измерительных преобразователей активного тока 4 и температуры 6 поступают на входы функционального блока 7, который вычисляет уставку реактивного тока сети в соответствии с выражением где ro — активное сопротивление сети при расчетной температуре 9 проводников;

a — коэффициент температурного уве10 личения активного сопротивления проводников, Сигнал Ipo e выхода функционального блока 7 поступает на суммирующий вход элемента 9 сравнения, на вычитающий вход

15 которого поступает выходной сигнал Оа одностороннего выпрямителя 8. Элемент 9 сравнения формирует сигнал

20 пропорциональный разности уставки lpo u значения емкостного тока в сети. Этот сигнал представляет собой ошибку регулирования реактивного тока сети. Он поступает на

25 вход регулирующего устройства 10, которое в соответствии с принятым законом регулирования, например пропорциональным или пропорционально-интегральным, формирует сигнал управления компенсирующим ус30 тройством 11. В результате этого в сети устанавливается емкостный ток, величина которого определяется уставкой, вычисленной по формуле (1), В соответствии с векторной диаграм35 мой напряжений в системе электроснабжения, приведенной на фиг,З, падение напряжения в сети равно

hU = Й., + )Лир —— lаг — !рх + )!дх + !!рг

Модуль напряжения на электроприемнике определяется по формуле

Так как питающие сети проектируются из условия допустимой потери напряжения в линии, то для реальных систем электроснабжения всегда выполняется неравенство

При изменениях температуры провод55 ников, происходящих в результате нагрева их током и изменений температуры окружающей среды, их активное сопротивление изменяется в соответствии с выражением

r =ro(1+a{O-®)) 1737619 подставив которое в формулу(2), получим с учетом неравенства (3) приближенное уравнение для напряжения в узле нагрузки

U = Š— F1 + a(O — 64))!в + хс(р. (4)

Из уравнения (4) следует, что, если с помощью компенсирующего устройства, включенного параллельно с нагрузкой, регулировать емкостный ток сети таким образом, чтобы выполнялось соотношение

I,,— (1 +а(Π— О,)) — 4, то потеря напряжения в питающей электрической сети будет практически полностью скомпенсирована при любой температуре проводников; т.е.

U =Е.

При этом предложенный способ предполагает наличие информации об активной

I> и реактивной 1р составляющих тока сети, температуре проводников О и отношении расчетного активнОго сопротивления го линии к индуктивному х, которое определяется-характеристиками питающей линии и не зависит от ее длины. Следовательно, информация о длине питающей линии в предлагаемом способе не требуется. Не требуется также информация о значениях напряжения в узле нагрузки и:центре питания.

Таким образом, при использовании предлагаемого способа компенсации потери напряжения в питающей электрической . сети повышается точность компенсации потери напряжения за счет коррекции величины реактивного тока и ри изменениях температуры провоДников, происходящих в результате нагрева их током, а также при изменениях температуры окружающей среды.

Использование предлагаемого способа

5 компенсации потери напряжения в питающей электрической сети позволит повысить качество электроэнергии и уменьшить ее потери в электрических сетях промышленных предприятий.

10 Формула изобретения .Способ компенсации потери напряжения в питающей электрической сети с помощью компенсирующего устройства, включенного параллельно с нагрузкой, со15 стоящий в том, что измеряют активный и реактивный токи сети и регулируют емкостный ток компенсирующего устройства, о тличающийся тем,что,сцельюповышения точности компенсации при изменении

20 температуры проводников, измеряют температуру проводников, вычисляют уставку тока компенсирующего устройства в соответствии с выражением

25 ро = а(го + Q (О - О о))/х, где la — активный ток сети;

r0 — активное сопротивление сети при расчетной температуре проводников Cb;

30 а — коэффициент температурного увеличения активного сопротивления;

О- температура проводников; х — индуктивное сопротивление сети, выделяют емкостную составляющую реак35 тивного тока сети, сравнивают ее с уставкой и в зависимости от полученной разности устанавливают ток компенсирующего устройства.

1737619

Ipf A

Составитель С,Малафеев

Редактор Т.Лошкарева Техред М.Моргентал Корректор О.Кравцова

Заказ 1901 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101