Способ регулирования реактивной мощности

 

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для организации систем электропитания на частотах, отличаюшихся от общепромышленной частоты 50 Гц. Цель изобрете ния - повышение точности стабилизации. С этой целью в способе регулирования реактивной мошности в системе электропитания путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи и импульсно-фазового управления вентильно-реакторным компенсируюш ,им устройством в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током источника питания и напряжением на нагрузке от данного значения контролируют входной ток вентильно-реакторного компенсируюш,его устройства. После чего фиксируют момент выхода амплитуды этого тока за нижний (верхний) предел предварительно установленного диапазона изменения. Если в течение заданного интервала времени после указанного момента амплитуда входного тока ком пенсирующего устройства не становится больше (.меньше) нижнего (верхнего) преде (Л ла, то производят подключение (отключение) соответствующей секции конденсаторной батареи . Данный способ регулирования позволяет построить систему электропитания с улучшенными технико-экономическими показателями , способную работать при резкопеN3 Ю ременном характере нагрузки. 2 ил. 4

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 02 J 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3831218/24-07 (22) 27.12.84 (46) 23.11.86. Бюл. № 43 (71) Саратовский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт (72) И. И. Кантер, И. И. Артюхов, А. Н. Корнев, В. А. Серветник и Ю. Б. Томашевский (53) 621.3.072.86 (088.8) (56) Г1атент США № 4028614, кл. Н 02 J 3/18, 1977.

Автоматизация новейших электротехнологических процессов в машиностроении на основе применения полупроводниковых преобразователей частоты с целью экономии материальных, трудовых и энергетических ресурсов.— Докл. У Всесоюзной научно-технической конференции. Уфа, 1984, с. 79. (54) СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ (57) Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для организации систем электропитания на частотах, отличающихся от общепромышленной частоты 50 Гц. Цель изобрете

„„SU„„1272400 ния — повышение точности стабилизации.

С этой целью в способе регулирования реактивной мощности в системе электропитания путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи и импульсно-фазового управления вентильно-реакторным компенсирующим устройством в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током источника питания и напряжением на нагрузке от данного значения контролируют входной ток вентильно-реакторного компенсирующего устройства. После чего фиксируют момент выхода амплитуды этого тока за нижний (верхний) предел предварительно установленного диапазона изменения. Если в течение заданного интервала времени после указанного момента амплитуда входного тока компенсирующего устройства не становится больше (меньше) нижнего (верхнего) предела, то производят подключение (отключение) соответствующей секции конденсаторной батареи. Данный способ регулирования позволяет построить систему электропитания с улучшенными технико-экономическими показателями, способную работать при резкопеременном характере нагрузки. 2 ил.

1272400

Qp = — Q,— — Я вЂ” Qк..у., Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано, например, для организации систем электропитания на частотах, отличающихся от общепромышленной частоты 50 Гц.

Цель изобретения — повышение точности стабилизации.

На фиг.1 показана блок-схема системы электропитания; на фиг.2 — график изменения амплитуды входного тока компенсирующего устройства.

На фиг.1 показаны автономный инвертор 1 тока с вентильно-реакторным компенсирующим устройством 2 и конденсаторной батареей, состоящей из нерегулируемой части 3 и регулируемой части 4, разделенной на N секций 5, которые подключаются к выходу инвертора через соответствующие коммутационные элементы 6. Блок-схема включает также трансформатор 7 тока (или трехфазную группу трансформаторов тока), блок 8 выделения амплитуды, два источника

9 и 10 опорных напряжений, два сумматора 11 и 12, двухвходовый логический элемент ИЛИ 13, ждущий мультивибратор

14, формирователь 15 импульсов, два двухвходовых логических элемента И 16 и 17, реверсивный счетчик 18, дешифратор 19, датчик 20 обратной связи, схему 21 сравнения и блок 22 управления вентильно-реакторным компенсирующим устройством.

При построении блок-схемы (фиг.1) в качестве стабилизируемого параметра принята величина угла сдвига фаз между током, потребляемым из сети, и напряжением на нагрузке. Величина этого напряжения при заданном входном напряжении инвертора 1 определяется величиной нескомпенсированной реактивной мощности Q емкостного характера: где Q, — суммарная реактивная мощность конденсаторной батареи;

Q«« — реактивная мощность нагрузки;

Q. — реактивная мощность, потребляемая вентильно-реакторным компенсирующим устройством.

Г!оддержание заданного баланса реактивной мощности осуществляется путем плавного изенения реактивной мощности

Q .y в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током, потребляемым из сетки, и напряжением на нагрузке от заданного значения и ступенчатого изменения реактивной мощности Q, за счет подключения определенного количества секций 5 к выходу инвертора 1. Переключение секций 5 производится на основании информации о величине Q .у. при помощи контроля за амплитудой входного тока вентильно-реакторного компенсирующего устройства 2. Максимальная реактивная мощность последнего определяется из условия компенсации реактив20

55 ной мощности одной секции 5 батареи 4 и коммутации избытка реактивной мощности емкостного характера, необходимого для обеспечения заданной коммутационной устойчивости инвертора 1 при кратковременных перегрузках. Эти перегрузки могут быть обусловлены, например, пуском асинхронного двигателя или подключением индукционного нагревательного поста при их централизованном электроснабжении.

На фиг.2 показан график зависимости амплитуды входного тока компенсирующего устройства 2 от мощности нагрузки Р для числа секций N = 3. Подключение соответствующей секции 5 параллельно нерегулируемой части 3 производится в точках а, в, с при уменьшении амплитуды тока до нижнего предела 1, отключение — в точках а, в, с при достижении верхнего предела 1макс..

При работе инвертора 1 с нагрузкой, мощность которой меньше, чем Р ь на выходе дешифратора 19 присутствуют уровни логического нуля, в результате чего все коммутационные элементы 6 разомкнуты, и секции

5 батареи 4 отключены от инвертора. В поддержании баланса реактивной мощности участвуют конденсаторная батарея 3 и компенсирующее устройство 2. При увеличении мощности нагрузки до значения P-i амплитуда тока компенсатора 2 становится равной

1.. u, и сигнал на выходе блока 8 выделения амплитуды становится равным .напряжению источника 9 опорного напряжения. Первый компаратор срабатывает, в результате чего уровень логической

«1» через элемент ИЛИ 13 поступает на вход ждущего мул ьтивибратора 14.

Через заданный интервал времени At, определяемый длительностью работы мультивибратора, на выходе формирователя 15 появляется положительный импульс. Если к моменту появления этого импульса мощность нагрузки инвертора 1 не становится меньше Р, то на суммирующий вход счетчика 18 с выхода логического элемента И 16 поступает импульс, который приводит к появлению сигнала логической «1» на первом выходе дешифратора 19. Коммутационный элемент 6, связанный с этим выходом дешифратора 19, подключает соответствующую секцию 5 к выходу инвертора 1. Возникающий избыток реактивной мощности емкостного характера компенсируется устройством 2, что приводит к возрастанию амплитуды его входного тока. Однако значение этой амплитуды меньше, чем верхний предел 1 -, вследствие чего указанная секция 5 остается подключенной к выходу инвертора при изменении нагрузки от P i до

Р . Следующее изменение состояния счетчика 18 может произойти либо в точке 2 (фиг.2), когда мощность нагрузки достигает значения Р, либо в точке а, в которой

/ мощность нагрузки становится меньше P.i.

1272400

В первом случае на втором выходе дешифратора 19 появляется уровень логической

«1», в результате чего очередная секция 5 подключается к выходу инвертора 1. Во втором случае на первом выходе дешифратора

19 появляется уровень логического нуля и соответствующая секция 5 отключается. Команда на отключение секций 5 формируется вторым компаратором при появлении на его прямом входе сигнала, превышающего выходное напряжение источника 10.

Предлагаемый способ регулирования реактивной мощности позволяет построить систему электропитания с улучшенными технико-экономическими показателями и обладающую возможностью работы при резкопеременном характере нагрузки.

Компенсация глубоких (во всем диапазоне изменения нагрузки), но относительно медленных нарушений баланса реактивной мощности осуществляется путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи.

Это позволяет избежать дополнительных активных потерь, связанных с компенсацией избыточной реактивной мощности емкостного характера. Вентильно-реакторное ком пенсирующее устройство, обладающее высокой скоростью регулирования реактивной мощности, производит отработку отклонений стабилизируемого параметра от заданного значения, вызванных резким изменением параметров нагрузки.

Использование для дискретного управления конденсаторной батареей информации о величине загрузки вентильно-реакторного

10 компенсирующего устройства относительно небольшой мощности позволяет избежать таких режимов работы системы электропитания, при которых возможно нарушение ее устойчивости. Благодаря этому область применения способа регулирования реактивной мощности распространяется на системы централизованного электропитания со статистической нагрузкой.

Формула изобретения

Способ регулирования реактивной мощности в системе электропитания путем дискретного изменения емкости конденсаторной батареи и импульсно-фазового управления вентильно-реакторным компенсирующим устройством в функции отклонения величины угла сдвига фаз между током источника питания и напряжением на нагрузке от защ данного значения, отличающийся тем, что, с целью повышения точности стабилизации, контролируют входной ток вентильно-реакторного компенсирующего устройства, фиксируют момент выхода амплитуды этого тока за нижний (верхний) предел предварительно установленного диапазона изменения и, если в течение заданного интервала времени после указанного момента амплитуда входного тока компенсирующего устройства не становится больше (меньше) нижнего (верхнего) предела, производят подключение (отключение) соответствующей секции конденсаторной батареи.

1272400 /так

РН1 РН1 рН2 Н2 Н НЪ

Фиг. Я

Составитель О..Наказная

Редактор Е. Папи Техред И. Верес Корректор А. 3 и м окосов

Заказ 6344I51 Тираж 612 Подписное

ВНИИЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4)5 филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4