Устройство для управления электрическим теплоаккумулирующим нагревателем

 

Изобретение относится к электротехнике . Цель изобретения - повышение равномерности загрузки сети. Устройство содержит интегратор 7 с сумматором 4 на входе и пороговый элемент 8 с гистерезисом, который через коммутатор 5 периодически подключает источник 6 опорного сигнала, что поэ-, воляет равномерно импульсно заряжать термоаккумулирующий нагреватель за - все разрешенное время зарядки. 2 кл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51) 4 Н 05 В 1/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ4ЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО;ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 4220467/24-07 (22) 06.04.87 (46) 23.10.88. Бюл. Ф 39 (7 1) Литовский научно-исследовательский институт механизации и электрификации сельского хозяйства (72) Л.Л.Браэдейкис (53) 62 1.365.41(088 ° 8) (56) Патент Франции В 2482403, кя . Н 05 В 1/02, 1981. Патент ФРГ N 3004821, кл. Н 05 В 1/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

И 126763 1, кл. Н 05 В 1/02, 1985.

ÄÄSUÄÄ 1432805 А 1 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ УПРАВЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ ТЕПЛОАККУМУЛИРУММЦИМ НАГРЕВАТЕЛЕМ (57) Изобретение относится к электротехнике ° Цель изобретения — повышение равномерности загрузки сети. Устройство содержит интегратор 7 с сумматором 4 на входе и пороговый элемент

8 с гистерезисом, который через коммутатор 5 периодически подключает источник 6 опорного сигнала, что поэ-, воляет равномерно импульсно зарякать термоаккумулирующий нагреватель завсе разрешенное время зарядки. 2 ил.

1432805

Изобретение относится к электротермии и может быть использовано для заряда маломощных теплоаккумулирующих устройств с электрическими нагрева5 телями.

Цель изобретения — повышение равномерности загрузки сети при зарядке электрического теплоаккумулирующего нагревателя (ЭТАН). 10

На фиг.1 показана блок-схема предлагаемого устройства, на фиг.2 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство содержит блок 1 ввода графика нагрузки энергосистемы, выход которого соединен с первым входом блока 2 умножения, второй вход которого соединен с выходом блока 3 определения теплопотребности, а выход со- 20 единен с первым входом блока 4 вычитания. Второй вход блока 4 вычитания

;через коммутатор 5 соединен с выходом

,источника 6 опорного сигнала, а вы,ход блока 4 вычитания через интегра тор 7 соединен с входом порогового элемента 8 с гистерезисом. Выход по рогового элемента 8 соединен с управляющим входом коммутатора 5 и входом силового коммутирующего аппарата 9 для подключения ЭТАН к сети.

Устройство работает следующим образом.

В блоке 1 в виде задающего сигнала п (фиг.2а) воспроизводят закон заряд ки, формируемый устройством централи-Зб

i çoBàíHoão управления, которое обору дуют в любом пункте диспетчерского управления энергосистемы (это устройство не входит в состав устройства управления ЭТАН). Задающий сигнал в устройстве централизованного управления формируют в противофазе изменению нагрузки энергосистемы; когда нагрузка энергосистемы уменьшается, формируют нарастающий задающий сигнал, когда нагрузка энергосистемы минимальна, формируют максимальный задающий сигнал, когда нагрузка энергосистемы увеличивается, формируют убывающий задающий сигнал. Максимальное значение задающего сигнала, означающее фазрешение заряда ЭТАН с установленной мощностью, в соответствующем масштабе связано с отношением установленной и расчетной отдаваемой мощностей управляемых ЭТАН, т.е.

P ст Т

Я=К вЂ” — — К вЂ”вЂ”

1 n Ь (1)

Р сасч

3Н где N — ма кс имал ьное з нач е ние э адающего сигнала;

К, — масштабный коэффициент;

Pqc т

Р „- соответственно установленная и расчетная отдаваемая мощности ЭТАН;

Т вЂ” период цикла зарядка — разрядка (продолжительность суток); л ц — значительная продолжительность эквивалентной зарядки с установленной мощностью. Номинальная продолжительность эквивалентной зарядки из (1) может быть выражена: (2) где К = 1/К1 — постоянный коэффициент, Если требуется отдаваемая мощность

ЭТАН меньше расчетной (теплопотребность меньше расчетной), соответственно требуется и.меньшая продолжительность эквивалентной зарядки, т.е. л = P* i = P*K л

3 Зн 2Н (3) где 7 — продолжительность эквива3 лентной зарядки в текущие сутки;

P* — относительная отдаваемая мощность, за единицу принимая расчетную отдаваемую мощность (относительная теплопотребность ЭТАН).

Для обеспечения нормальной зарядки всех ЭТАН, подключенных к данному устройству централизованного управления, "площадь", описываемая законом зарядки, в каждые сутки должна быть постоянной, т.е. задающий сигнал в обязательном порядке должен удовлетворять требованию п

3 — с1С= 7 = К - = const (4) о

Задающий сигнал, воспроизведенный в блоке 1 (на фиг.2а показан задающий сигнал трапецеидальной формы), в блоке 2 умножения умножают на выходной сигнал блока 3 определения теплопотребности, пропорциональный относительной теплопотребности ЭТАН в текущие сутки; На выходе блока 2 умножения получают сигнал (фиг.2б) — ъ пр* где U — выходной сигнал блока 2 умножения

К 3 — постоянный коэффициент.

32805 4 нале, равном максимальному значению (п = N).

При замкнутом коммутаторе 5 в блоке 4 вычитания происходит вычитание ,5 сигналов, поступающих на его первый и второй входы. При выходном сигнале блока 2 умножения меньше опорного сигнала (такое соотношение сигналов является преобладающим, за исключением равенства этих сигналов при расчетной теплопотребности и максимальном задающем сигнале) на выходе блока 4 вычитания получают отрицательный сигнал и в интеграторе 7 начинается разряд накопителя сигнала со скоростью

Выходной нарастающий сигнал интегратора 7 (фиг.2в) подают на вход порогового элемента 8, представляющего собой пороговый элемент с гистерезисом, причем пороговый уровень срабатывания U«>, больше порогового уровня возврата U „ рq (на фиг.2в пороговый уровень возврата принят равным нулю). Пока выходной сигнал интегратора 7 меньше уровня срабатывания, на выходе порогового элемента 8 имеется сигнал логического "0" (фиг.2г), выходной аппарат 9 выключен, ЭТАН отключен от сети. Как только выходной сигнал интегратора 7 достигает уровня срабатывания порогового элемента 8, на его выходе появляется сигнал логической "1", включается выходной аппарат 9 и через коммутатор 5 на второй вход блока 4 вычитания подается выходной сигнал источника 6. опорного сигнала. Величина опорного сигнала пропорциональна отношению установленной и расчетной отдаваемой мощностей

ЭТАН (пропорционально максимальному значению N задающего сигнала). Конкретное значение этого сигнала выбирают из условия, чтобы величина опорного сигнала была равной величине выходного блока 2 умножения при .теплопотребности, равной расчетной отдаваемой мощности .I AH и задающем сиг(9) 3 14

Сигнал с выхода блока 2 умножения подают на первый вход блока 4 вьтчитания, в котором из этого сигнала вычитают сигнал, поступающий на второй вход этого блока. Уровень сигнала на втором входе блока 4 вычитания зависит от состояния коммутатора 5: при замкнутом коммутаторе 5 на второй вход блока 4 вычитания поступает вы,ходной сигнал источника 6 опорного сигнала, а при разомкнутом коммутаторе 5 сигнал на втором входе блока 4 вычитания отсутствует.

В начале цикла зарядки коммутатор

5 разомкнут, а выходной сигнал блока

2 умножения без изменения проходит через блок 4 вычитания на вход интегратора 7. В интеграторе 7 происходит заряд накопления сигнала (например, конденсатора) со скоростью

М ф (6) где i и — скорость (интенсивность) накопления, К 4 — HocTQH HHblH коэффициент .

= К < (пР* — N), (7) где 1 — скорость разряда накопителя

Р

20 сигнала интегратора 7.

Выходной сигнал интегратора 7 начинает уменьшаться и,когда снижается до уровня возврата порогового элемента 8, на выходе последнего снова появляется уровень логического ™О", выходной аппарат 9 и коммутатор 5 выключаются. В дальнейшем процесс интегрирования повторяется °

Если значение задающего сигнала равно максимальному (п = N) и тепло-, потребность равна расчетной (Р* = 1), уменьшение выходного сигнала интегратора 7 после срабатывания порогового элемента 8 не происходит и выходной аппарат 9 остается включенным до тех пор, пока не уменьшится задающий сигнал.

Исходя из условия баланса количества сигнала в накопителе интегра4р тора

n„„ и б р

ji

0 о где „,, ; — продолжительность 1-го цикла соответственно накопления и разряда накопителя сигнала.

Баланс количества сигнала сохраняется и в течение суток: и l

"H р

50 1

° ч t n

1II dI, + ) 1р dv — О» о о где „, ь р — суммарная продолжительность соответственно циклов накопления и разряда в течение суток.

Из (9), (7), (6) с учетом (4) и

ToI О ETo + + р = T получают

14328 (10) и Т

Р*К -.

И

u„

1/т

И„,ру

g Июра

Составитель О.Турпак

Редактор Н.Тупица Техред А.Кравчук Корректор В.Романенко

Заказ 5467/56 Тираж 83? Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Полученное выражение (10) идентич5 но выражению (3), а это значит, что суммарная продолжительность циклов разряда интегратора 7 равна требуемой продолжительности зарядки ЭТАН. Следовательно, прямым подключением ЭТАН к сети в течение интервалов времени, когда включен выходной коммутационный аппарат 9, обеспечивается требуемый уровень зарядки, причем средняя мощность зарядки пропорциональна задающему сигналу и.

При массовом применении предлагаемого устройства для исключения синхронной коммутации отдельных ЭТАН следует для отдельных устройств выбирать различные скорости интегрирования (коэффициенты К <) интегратора 7 р ! или различные уровни переключения порогового элемента 8.

05 6

Формула изобретения

Устройство для управления электрическим теплоаккумулирующим нагревателем, содержащее блок ввода графика нагрузки энергосистемы, выход которого и выход блока определения теплопотребности соединены с входами блока умножения, интегратор и выходной силовой коммутирующий аппарат для подключения нагревателя к сети, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения равномерности загрузки сети, в устройство введены блок вычитания, пороговый элемент с гистерезисом, коммутатор и источник опорного напряжения, выход блока умножения подключен к первому входу блока вычитания, второй вход которого соединен с источником опорного напряжения через коммутатор, а выход — с входом интегратора, связанного выходом с входом порогового элемента с гистерезисом, выход которого подключен к управляющему входу силового коммутирующего аппарата и управляющему входу коммутатора.