Устройство для моделирования компенсатора реактивной мощности

 

ттатепт о ..с . -. --я

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН Ия

259494

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства №

Кл, 42m, 7/4 2

Заявлено 16.1Х.1968 (№ 1271915!18-24) с присоединением заявки ¹

Приоритет

МПК С 06

УДК 681.333(088.8) Комитет по делам изаоретеиий и открытий при Совете Мииистрав

СССР

Опубликовано 12.Х!!.1969. Бюллетень ¹ 2 за 1970

Дата опубликования описания ЗЛ I 1970 д втор изобретения

Заявитель

И. В. Белоусов

Всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научноисследовательский институт «Энергосетьпроект»

УСТРОЙСТВО ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ КОМПЕНСАТОРА

РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Предлагаемое устройство относится к области аналоговой вычислительной техники.

Известные устройства для моделирования элементов электрических систем не воспроизводят режимы работы статических компенсаторов реактивной мощности в стационарных условиях и при переходных процессах в электрической системе.

Предложенное устройство отличается тем, что с целью, расширения класса решаемых задач оно содержит конденсаторную оатарею с релей ныхт переключающим устройством из двух, поляризованных реле, контакты которых соединены последовательно и подключены в цепь питания соответствуюгцего электромагнипного реле с замедленным срабатыванием.

Конденсаторная батарея зашунтирована аналоговой моделью управляемого ферромагнитного реактора, а на выходе уоилителя мощности аналоговой модели управляемого ферромагн итного реактора включен тумблер, подключающий к усилителю мощности .выход устройства «следящей фазы» и потенциометр, соединенный с выходом усилителя через фазосдвигающую цепочку.

На фиг, 1 представлена принципиальная схема описываемого устройства; на фиг. 2— характери-.-ика регулирования управляемого реактор а.

Модель управляемого реактора, включаемая параллельно конденcàторной батарее (последняя состоит из двуx групп 1 и 2), содержит устройство «следящей фазы». блок управления и усилитель мощности, охваченный глубокой отрицательной обратной связью по току.

В задачу устройства «следящей фазы» входит получениc стабилизированного напряже1р пия, отстающего по фазе на 90 от напряжения сети в узел присоединения. Стабилизированное напряжение необходимо для имитации работы управляемого реактора в режа|ме .продольного подмагнпчивания, а также для пи15 тания опорных цепей блока управления.

Устройство «следящей фазы» содержит усилитель 8, на вход которого через делитель поступает напряжение сети, встречно включенные стабилитроны 4, огран гчивающие выходное напряжение усилителя 3, и резонансный фильтр 5, настроенный на первую гармонику напряжения. Отфильтрованное стабилизированное напряжение через дополнительный усилитель б подается в опорные цепи блока управления и на потенциометр 7, с которого снимается входной сигнал усилителя мощности 8. С помощью R — С цепочки 9 — 10 фаза напряжения на потенциометре 7 сдвигается на 90 по отношению к напряжению

3р-сети, так что выходной ток усилителя мощно259494 сти 8 в любом режиме будет иметь только реактивную составляющую. Переключением тумблера 11 модель уlIIpàâ,ляемого .реактора может быть переведена в режим поперечного подмагничивания. В этом случае на вход усилителя мощности 8 поступает сигнал с потенциометра 12, подсоединенного к выходу усилителя 8 через фазосдвнгающую цепочку 18.

Таким образом, отличие двух режимов заключается в том, что напряжение, снимаемое с потен циометра 12 в каком-либо фиксированном положении, пропорционально изменяющемуся íàпряжеп ию сети, тогда как сигнал, поступающий на вход усилителя мощности 8 с потенциометра 7, от на пряжения сети непосредственно не зависит.

Первый случай соответствует режиму продольного подм агничи вани я, второй — при ближенно отвечает режиму продольного подмагничивания.

Блок управления, регулирующий величину входного сигнала усилителя мощности 8, включает измерительный, преобразовательныйй, интегрирующий и усилительнь.е элементы. На фиг. 2 приведено семейст во характеристик регулирования 1 = j(AU,), где в ка,естве параметра выбран коэффициент усилен ия по отклонению напряжения К у с пределами от 20 до 100, причем 1 моделирует напря>кение холостого хода на зажимах источника подмагничивающего тока реактора.

Величина, пропорциональная отклонению напряжения ЛУ„формируется в измерительном элементе,,где напряжение сети, подаваемое через усилитель 8 яа обмотку 14, суммируется с опорным напряжением, снимаемым с потенциометра 15. Сумма этих напряжений

Л U, = U, — U,„ðàñïðåäåëÿåòñÿ на потенциометре 1б, с которого часть напряжения, пропорциональная К О (Лс1, ), поступает на вход усилителя 17. Шунтирующие диоды 18 дают возможность ввести предварительное ограничение по .максимуму в характеристику регулирования (см. фиг. 2).

Усилитель 17 питает пижн ою катушку датчика 19 ферромагнитного типа, содержащего индукционный преобразователь (верхняя система), поворотная рамка которого соосна с н ижней подви>кной рамкой ваттметровой системы. Очев|идно, при отклонении напряжения

AU, в сети от номинального, напряжения U,„ в рамке индукционного преобразователя наводится э.д. с. Iz, пропорциональная этому отклонению. Последовательно с катушкой индукционного преобразователя включен конденсатор 20 для тото, чтобы получить э.д. с. 1>, находящуюся в противофазе с,напряжением на потенц иометре 7.

В датчике 19 предусмотрены также механические упоры, ограничивающие ход рамки в заданных пределах в соответствии с характеристикой регулирования.

Снимаемая с потенциометра 21 доля э.д. с.

lä. определяемая предельным током подма-5

З0

65 ничивания или кратностью регулирования данного реактора, суммируется с входным сиг налом усилителя мощности 8 и пост\гп ВрТ н а вход усилителя 22, управляющего работой электромеханического интегратора 28. Последний перемещает скользящие контакты потенциометров 7 и 12, изменяя таким образом величину входного сигнала усилителя мощности 8. Одновременно напряжение, регулируемое на потенциометре 7, компенсирует установленную долю э. д. с. l, поэтому

U = (К(1„— U)at, гд< К вЂ” коэффициент, U — напря>кение на входе усилителя мощност и, 1 с — установленная даля э.д. с. 4, пропорциональная отклонению напря>ке ния в сети ЛЬ,.

Дифференцируя это уравнение, получим

1 dU — +U= ling, /г dt что является уравнением устойчивогG апериодического звена, первого порядка, которое ан алогично дифференци альному ур авнению, описывающему переходный процесс, возникающий в обмотках реактора при изменении напряжения .на зажимах источника подмагничивающего тока. Меняя К, можно моделиро вать различные постоянные времени управляемого реактора. Установка необходымой величины постоянной времени достигается изменением тока в электромагните интегратора с по.Мощью реостата 24.

Одна из групп 1 конденсаторной батареи нормально включена и шунтируется у IpdB;IHемым реактором, вторая группа 2 присоединяется параллельно первой при форсировании конденсаторной батареи.

Форсирование, рас форсирование и отключение конденсаторной батареи осуществляется при помощи релейной схемы, в которую,входят шесть реле 25 — 80. Реле 25 и 2б — поляризованные и выполняют в схеме функции чувствительных органов; реле 27 и 28 — электромагнитные с замедленным срабатыванием (исполнительные элементы); реле 29 и 80— электромагнитные, играют в схеме вспо»огательную роль.

Работа модели происходит следующим обр азом.

На лицевую панель устройства выведены ручки потенциометров 15, 1б и 21, с помощью которых устанавливаются заданное номинальное напряжение сети, коэффициент усиления по отклонению напряжения и кратность регулирования реактора. Имеется также штекерный переключатель для задания постоянной времени реактора т, и батарей. После установки указанных параметров устройство подключается к модели сети посредством тумблера 81.

В случае, если напряжение сети выше номинального, в рамке индукционного преобразователя наводится э.д. с. l под действием которсй интегратор 28 начинает перемещать

259494

5 ользящkle контакты потенциометров 7 и 12, еличивая напряжение на входе усилителя

)UlíoñòH 8. Реактивная мощность, поглощаая устройством из сети, возрастает, что иводит к сьзижению напряжения.

Если напряжение ссти упало ниже номильного, э. д.с. 1> становится равной нулю. агрузка управляемого реактора начинает

1еньшаться, что, в свою очередь, вызывает вышение уровня напряжения в сети.

Электромеханический интегратор 28 может

1ть остановлен тумблером 82. Таким обрам может быть Остановлен и продолжен с тоже момента времени воспроизводимый реходный процесс, происходящий в обмотх реактора, что удобно для его наолюдения регистр ации.

По окончании переходных процессов, когда гнал на входе усилителя 22 равен нулю, отдает контакт 25I поляризованного реле 25, лючающий сигнальную лампочку 88.

Поляризованное реле 26 управляется фазовствительной схемой и в зависимости от ака отклонения напряжения замыкает цепь тания реле 27 (29) или 28 (80). Так, при ижении напряжения сети подвижный конкт реле 26 перебрасывается в положение

Однако срабатывание реле 29 и затем ле 27, осуществляющего фороирование коннсаторной батареи,,происходит лишь при ловии, если одновременно будет замкнут и нтакт 25,. При сниженном напряжении сети

1полнение этого условия возможно только в жиме холостого хода управляемого реакто, когда оигнал на входе усилителя мощнои 8;под действием интегратора 28 уменьается до нуля. Сигнал на входе усилителя также становится равным нулю, реле 25 есточивается, и контакт 25I замыкает цепь .тания реле 27 и 29.

При срабатывании реле 27 замыкает свой нтакт, который подключает к сети дополнильную группу 2 конденсаторов с целью форрования мощности конденсаторной батареи.

1едствием этого является, повышение уровня пряжения в сети. Если:напряжение восставлив ается до номинального ил и превыш ает

3, подвижный контакт реле 26 занимает йтральное положение или переходит в,пожение 26 . В последнем случае в связи с явлением 1д размыкается и контакт 25,.

1нако расфорсирование конденсаторной бареи,не происходит, так как реле 27 самоблоруется своим контактом, в то время как нтакт реле 80 .нормально замкнут. При дъеме напряжения сети сверх номинального дача автоматического регулирования н апр я ния возлагается на управляемый рсгкто,3, торый принимает избыток реактивной мощсти на себя. Индикатором форсирова. и. нденсаторной батареи служит сигнальная мпочка 84, з агор ающаяся при ср аб атываи реле 27.

Если кратность рсгулирования реактора недоcTаTочна для компенсации 113быTочной реактивной мощности, то как только ток, поступающий в модель реактора, достигнет предельного, контакт 25 вновь замыкается, и реле 80 оказывается под напряжением. Б результате контакт реле 80 разрывает цепь самоблокировки реле 27, которое ооесточпваясь, расфорсирует конденсаторную батарею (индикаторная лампочка 84 гаснет).

Расфорсирование конденсаторной батареи сопровождается понижением уровня напряжения в сети. Пр;1 восстановлении нормального уровня или дальнейшем снижении напряжения подвижный конта-„- реле 26 из положения 26> переходит в нейтральное положение или другое крайнее положение 26,. Цепь .питания реле 28 разрыва" тся, и реле 28, обладая замедленным срабатыванием, не успевает отключить основную группу 1 конденсаторов.

Последующии рост напряжения сети при максимальной нагрузке управляемого реактор а создает условия, аналогичные моменту расфорсирования (на этот раз срабатывает реле 26, полностью отключающее конденсаторную батарею, вследствие чего напряжение сети падает). Как и .в случае форсирования, реле 26 самоблокируется, и, при необходимости, плавное регулирование напряжения осуществляется моделью управляемого реактора.

Индикатором отключения конденсаторной батареи является сигнальная лампочка 85.

Таким образом, рассмотренная схема управления позволяет последовательно реа IH30вать логические операции включения, форсирования, расфорсирования и отключения конденсаторной батареи с возможностью плавного автоматического регулирования напряжения в паузах, длительность которых определяется кратностью регулирования и постоянной времени модулируемого управляемого реактор а.

Предмет изобретения

Устройство для моделирования компенсатора реактивной мощности, содержащее аналоговую модель управляемого ферромагнитного реактора, отличающееся тем, что, с целью расширения класса решаемых задач, оно содержит конденсаторную батарею с релейным переключающим устройством нз двух поляризованных реле, контакты которых соединены последовательно и подключены в цепь питания соответствующего электромагнитного реле с замедленным срабатыванием; причем конденсаторная батарея зашунтирована аналоговой моделью управляемого ферромагнитного реактора, а на выходе усилителя мощи зст:.1 ан алоговой модели упр авляемого ферромагшпного реактора включен тумблер, подкл10чающ11й к уcHлителю IGUIHocTiH Выход у.тройства «следяще11 фазы» и потенциометр, соединенный с выходом усилителя через фазодвп г ающу1о цеп оч ку.

259494

Фиг. 1

/5nrJ - ю

/ф/

Составитель Е. В. Тимохина

Редактор Е. В. Семанова Техред T. П. Курилко Корректор А. М. Глазова

Заказ 1306/5 Тираж 500 Подписное

ЦНИИПИ Kîìèòåòà по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, /К-35, Раушская наб., 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

1 !

2 3 А:г 2 (l!

0 //с /

4 5