Система электропитания нагрузки

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК аи4 "02 З 3/18

«

7м ««

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ":

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ вичной обмотки трансформатора. Соответствующим подбором диапазона ком-. мутации витков первичной обмотки трансформатора с помощью тиристорного переключающего устройства 2 снижают установленную мощность статического компенсатора в два раза. Диапазон изменения напряжения между основной 18 и промежуточной 19 отпайками трансформатора 3 выбирают из условия равенства его диапазону изменения .напряжения на вторичной обмотке силового трансформатора при полном изменении мощности тиристорно-реакторной цепи статического компенсатора, а в процессе регулирования — путем плавного изменения тока тиристорно-реакторной цепи в зависимости от напряжения на вторичной обмотке трансформатора с использованием статизма от..тока нагрузки. Для этого устройство снабжено регулятором 13, содержащим датчики напряжения и тока, блок, задающий статизм, три сумматора, регулятор напряжения и формирователь им;пульсов переключения. 5 ил.

О

tg

СЬ

ikey

Ь 4

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3888536/24-07 (22) 24.04.85 (46) 07.12.86. Бюл. Р 45 (71) Львовский ордена Ленина политехнический институт им. Ленинского комсомола (72) Ю.Е.Варецкий, М.С.Сегеда и Ю.А.Кенс (53) 621. 316. 1: 621. 316. 728(088. 8) (56) Фишлер Я.Л. и др. Преобразовательные трансформаторы. — М.: Энергия, вып. 26, 1974.

Авторское свидетельство СССР

У 776582, кл. Н 02 Х 3/ 18, 1974. (54) СИСТЕИА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ НАГРУЗКИ (57) Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в системах электроснабжения быстроизменяющихся нагрузок. Цель изобретения — расширение диапазона и повышение быстродействия плавного регулирования напряжения в системе электроснабжения. Цель достигается благодаря совместным регулированию статического компенсатора и ключевому переключению количества витков пер .

ÄÄSUÄÄ 1275641 А1

1275641

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в системах электроснабжения быстроизменяющихся нагрузок.

Целью изобретения является расширение диапазона и повышение быстродействия регулирования напряжения в системе электроснабжения.

На фиг. 1 представлена принципи10 альная схема системы электроснабжения; на фиг. 2 — структурная схема регулятора статического компенсатора; на фиг. 3 — зависимость мощности компенсатора от нагрузки при постоянном 15 коэффициенте мощности; на фиг. 4 графическая последовательность переключения тиристорного устройства и регулирования тока тиристорно-реакторной цепи статического компенсатора; на фиг. 5 — вольт-амперная харак20 теристика компенсатора в предлагаемой системе электроснабжения.

Система электропитания нагрузки состоит из источника 1 питания ли25 нии 2 электропередачи, силовoro трансформатора 3, к вторичной обмотке которого подключены статический компенсатор 4 и нагрузка 5. Статический компенсатор 4 содержит параллельно включенные тиристорно-реактор30 ную (шунтовой реактор 6 и антипараллельные тиристоры 7) и фильтровую (конденсаторная батарея 8 и фильтровый реактор 9) цепи. Измерительные трансформаторы тока 10 и напряжения 11 включены на вход системы 12 регулирования тиристоров 7, состоящей из регулятора 13 и блока 14 управления, статическим компенсатором 4.

Тиристорное переключающее устройст- 40 во состоит из биполярных тиристорных ключей 15 и 16. Общий вывод 17 ключей 15 и 16 подключен к линии 2 электропередачи, а раздельные выводы — к основной 18 и промежуточной 19 от- 45 пайкам силового трансформатора 3.

Измерительные трансформаторы тока 20 и напряжения 21 первичной обмотки силового трансформатора 3 и один из выходов регулятора 13 включены на 50 вход блока 22 управления тиристорным переключающим устройством. Регулятор 13 содерямт датчик ?3 напряжения, подключенный к сумматору 24, датчик 25 тока, подключенный также к 55 сумматору 24 через блок 26, задающий статизм, и сумматор 27. Выход сумматора 24 подключен к выходу регулятора 28 напряжения„Один из выходов устройства 26 подключен через сумматор 29 к формирователю 30 импульсов переключения, к блоку 22 управления тиристорным переключающим устройством.

Система работает следующим образом.

При активно-индуктивном характере нагрузки на вторичной обмотке трансформатора районной подстанции необходимо осуществлять встречное регулирование напряжения (повышение напряжения на вторичной обмотке с ростом нагрузки)„ Эту функцию в предлагаемой системе осуществляет регулятор 13, обеспечивая требуемый статиэм вольтамперной характеристики компенсатора (фиг. 5). При минимальной нагрузке (S ) включен ключ 15 (максимальWH ный коэффициент трансформации силового трансформатора 3) и реактор потребляет номинальную мощность (угол регулирования тиристоров 7 =О). На зависимостях (фиг. 3 — 5) этот режим описывается точкой а . С ростом нагрузки угол регулирования тиристоров 7 увеличивается и ток реактора 6 уменьшается по зависимости.,показанной на фиг. 4. При этом увеличивается эквивалентная генерируемая мощность компенсатора Q (фиг. 3) и к возрастает напряжение. на вторичной обмотке трансформатора 3, подчиняясь задаваемому регулятором 13 статизму.

В точке о (о ) угол регулирования равен 90 и компенсатор генерирует максимальную при данном напряжении мощность Q . Дальнейшее увеличение потребляемой нагрузки приведет к подаче управляющего импульса регулятором 13 в блок 22 управления на включение ключа 16 и отключение ключа 15.

Это уменьшает коэффициент трансформации силового трансформатора 3. Синхронизация переключения ключей 15 и 16 производится по первичному току и напряжению (регистрируемыми измерительными трансформаторами 20 и 2 1) трансформатора 3. Переключение ключей производится без разрыва тока в первичной обмотке трансформатора.

При включении ключа 16 и отключении 15 для поддержания того же напряжения на вторичной обмотке трансформатора 3 угол регулирования о уменьшается до нуля, что приводит к уменьшению до нуля тока компенсатора (или мощности

Q ) . Этот режим системы электроснаб1275641 жения описывается точкой а на показанных зависимостях. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к увеличению угла регулирования ol и росту мощности Q, генерируемой компен- 5 сатором, т.е. повторяется практически тот же процесс регулирования, что и в предыдущем случае, когда ключ 16 был отключен, а ключ 15 включен. Регулятор 13 должен быть выполнен по структурной схеме, показанной на фиг. 2. Если напряжение на вы- ходе блока 26, задающего статизм вольт-амперной характеристики статического компенсатора, превышает по1 15 роговое напряжение U„, на выходе сумматора 29 появляется положительное напряжение, которое запускает устройство 30, генерирующее импульс U

Блоки 22 и 14 управления — это системы управления тиристорными блоками для тиристорного переключающего . устройства без разрыва тока в цепи обмотки трансформатора и Heêðåðûâíîãî

25 регулирования компенсатором соответственно. В цепи регулятора 13, обеспечивающей управление током реактора 6, использовано регулирование по отклонению напряжения с введением статиэма по току нагрузки (статиэм задается цепью 25-26). При других соотношениях мощностей нагрузки 6 и компенсатора 4, схем трансформатора 3 и компенсатора 4 условия настройки регулятора могут быть иными, однако 3S во всех случаях возможно реализовать рассмотренный подход. С целью обеспечения плавного регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора 5 необходимо, чтобы регулируемая4О мощность компенсатора давала возможность перекрывать "скачок" напряжения при переключении ключей 15 и 16.

Для районных сетей эту мощность можно оценить выражением 45

Q =E* S где Е* — относительнйй диапазон изменения напряжения с помощью ключа 15;

° S — мощность короткого замыкаК) ния на вторичной обмотке трансформатора.

При изменении нагрузки от S до S„ мощность статического комМакс пенсатора s предлагаемой системе 55 . электроснабжения ограничивается величиной Я, в то время как в известк1 ной схеме эта величина должна быть равна ц (зависимость а -о- с) при к1 условии поддерживания напряжения на вторичной обмотке трансформатора на заданно уровне. При этом установленная мощность каждого ключа равна

Я =Е* Я д ма с где S„ „, — максимальное значение мощности нагрузки.

Формула изобретения

Система электропитания нагрузки, содержащая источник питания, линию электропередачи, силовой трансфорьгатор, измерительные трансформаторы то-ка и напряжения, статический компенсатор, состоящий из включенных параллельно тиристорно-реакторной и фильтровой цепей, тиристорное переключающее устройство, общий вывод которого присоединен к линии электропередачи, а раздельные выводы - к двум отпайкам первичной обмотки силового трансформатора, блок управления статическим компенсатором и блок управления тиристорным переключающим устройством, отличающаяся тем, что, с целью расширения диапазона и повышения быстродействия регулирования напряжения, она снабжена регулятором, выполненным в виде датчиков напряжения и тока, блока, за-. дающего статизм, трех сумматоров, регулятора напряжения и формирователя импульсов переключения, причем на входы датчиков тока и напряжения включены вторичные выводы измеритель-ных трансформаторов тока и напряжения вторичной обмотки силового трансформатора, выход датчика тока подключен через блок, задающий статизм, к одному из входов первого сумматора, другой вход которого подключен к источнику опорного напряжения, второй выход блока, задающего статиэм, подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к источнику порогового напряжения, а выход второго сумматора подключен к формирователю импульсов переключения, выход котброго подключен к блоку управления тиристорным переключающим устройством, выход первого сумматора включен на первый вход третьего сумматора, а выход третьего сумматора подключен к входу блока управления статическим компенсатором.

l275641

pm > от Ф

1275641

Составитель О.Наказная

Редактор Г.Волкова Техред Л.Олейник Корректор А.Зимокосов

Заказ 6575/51 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4