Устройство для автоматического регулирования частоты настройки силового резонансного фильтра

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для автоматического управления качеством электрической энергии и может быть использовано на предприятиях, имеющих мощные преобразовательные агрегаты. Цель изобретения - повышение качества электроэнергии - достигается за счет уменьшения коэффициента несинусоидальности. Сигналы, пропорциональные току резонансного фильтра и напряжению на конденсаторных батареях, поступают на датчик потерь активной мощности 5 и фиксатор основной частоты 7, а сигналы, пропорциональные току преобразователя и напряжению на выводах сети, поступают на блок фильтров высших гармоник 6 и фильтр основной частоты 8. Аналоговые сигналы с блоков 5, 6, 7 и 8 поступают на блок преобразования аналогового сигнала в цифровой код 9, выход которого соединен с блоком управления 10. Блок управления 10 выполнен на базе микропроцессора, вычислительный процесс которого в случае недогрузки резонансного фильтра по потере активной мощности позволяет оптимизировать режим работы фильтра с точки зрения высших гармоник фильтрации. 3 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 02 J 1 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4374112/24-07 (22) 02,02.88 .(46) 15.02,90. Бюл. М 6 (71) Казахское отделение Всесоюзного государственного проектно-изыскательского и научно-исследовательского института энергетических систем и электрических сетей нЭнергосетьпро"ект" и Производственное обьединение . "Центроэнергоцветмет" (72) О.Р .Гаршина, В.В.Сысоев, Б.А.Уляшев и С.Н.Кручинин (53) 621 .3 14 . 57 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 674148, кл. Н 02 J 1/02, 1972.

Авторское свидетельство СССР

N 1108561, кл. H 02 J 1/02, 1983, (54) УСТРОЙСТВО ПЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО

РЕГУЛИРОВАНИЯ ЧАСТОТЫ НАСТРОЙКИ СИЛОВОГО РЕЗОНАНСНОГО ФИЛЬТРА (57) Изобретение относится к электротехнике, предназначено для автоматического управления качеством электрической энергии и может быть использовано на предприятиях, имеющих мощные

„„SU„„1543494 . А1

2 преобразовательные агрегаты. Цель изобретения — повышение качества электроэнергии - достигается за счет уменьшения коэффициента несинусоидальности. Сигналы, пропорциональные току резонансного фильтра и напряжению на конденсаторных батареях, поступают на датчик потерь активной мощности 5 и фиксатор основной частоты

7, а сигналы, пропорциональные току преобразователя и напряжению на выводах сети, поступают на блок фильтров высших гармоник 6 и фильтр основной частоты 8. Аналоговые сигналы с бло" ков 5,6,7 и 8 поступают на блок преобразования аналогового сигнала в цифровой код 9, выход которого соединен с блоком управления 10. Блок управления 10 выполнен на базе микропроцессора, вычислительный процесс которого в случае недогрузки резонансного фильтра по потере активной. мощности позволяет оптимизировать режим работы фильтра с точки зрения высших гармоник фильтрации. 3 ил.

1543494

Изобретение относится к электротехнике,. а именно к устройствам автоматизированного управления качеством электрической энергии, и может быть использовано на предприятиях, имеющих мощные преобразовательные агрегаты.

Целью изобретения является повышение качества электроэнергии путем 10 уменьшения коэффициента несинусоидальности напряжения.

На Фиг.1 изображена блок-схема предлагаемого устройства; на Фиг.2резонансная кривая фильтра (I < ) 15 ( и относительные значения гармоник тока (Т „р„) преобразователя; на фиг.3алгоритм вычислительного процесса блока управления, Устройство содержит два измеритель-20 ных трансформатора 1 и 2 тока, два измерительных трансформатора 3 и 4 напряжения, датчик 5 потерь активной мощности, блок 6 фильтров высших гармоник, два фильтра 7 и 8 основной 25 частоты, блок 9 преобразования аналоговых сигналов в цифровой код (АЦП), блок 10 управления, блок 11 предупреждающей сигнализации, исполнительный орган 12. 30

Устройство работает следующим образом.

После включения устройства в работу (частота настройки фильтра установлена в соответствии с расчетной) с измерительных трансформаторов 1 и 2 тока и 3 и 4 напряжения на входы блока 6 Фильтров высших гармоник (от трансформатора тока 2), фильтров 7 и 8 основной частоты (от трансформа- 40 торов напряжения 3 и 4) и датчика 5 потерь активной мощности (от трансформаторов тока 1 и напряжения 3) поступают аналоговые сигналы, про" порциональwe фактическим значениям токов и напряжений в первичной электрической сети.

На выходе датчика 5 потерь активной мощности Формируется сигнал, пропорциональный величине мощности потерь в конденсаторах Фильтра

r>

ЛР „= --" f Uidt

1 (1) Р о где U - мгновенное значение напряжения на выводах конденсаторов; 55 — мгновенное значение тока в конденсаторах;

Т - период промышленной частоты, le и =50,=50 хс1

81 4 1 9

Ь1i (2) где х, „=U „,/I — сопротивление конденсаторов фильтра на основной частоте.

Ш1 БК1 х,=х -х

М

Ь1 ф с1

1Ф 1Ф где х ф„ - реактивное сопротивление фильтра на основной частоте.

С учетом этого

,; =5ОJ„ц

1щ 16 к (3) Относительная резонансная кривая фильтра вычисляется согласно выражению ЧФ 1

I0 vq * (4) где g - добротность фильтра (опреде« ляется расчетным путем и принимается неизменной); (< -f „;)/f „; - относительная расстройка частоты по отношению к резонансной частоте контура;. Ha выходе блока фильтров высших гармоник 6 формируются сигналы (число оигналов определяется числом учитываемых гармоник), пропорциональные действующим значениям высших гармоник (I „ ) тока преобразователя.

Йа входе фильтра 7 основной частоты формируется аналоговый сигнал, пропорциональный действующему значению напряжения основной частоты (U6 „,) на конденсаторах фильтра. па выходе фильтра 8 основной частоты формируется аналоговый сигнал, пропорциональный действующему значению напряжения (U „) основной частоты на шинах сети.

Полученные в блоках 5,6,7 и 8 аналоговые сигналы поступают на соответствующие входы блока АЦП 9, с выхода которого эти сигналы, но уже в цифровой форме поступают в блок 10 управления, который выполнен на базе микропроцессора.

Обработка поступивших на вход сигналов производится следующим образом.

Определяется фактическая частота настройки фильтра:

1543494

1О

I - максимальное значение тока высших гармоник (определяется расчетным путем и принимается неизменным).

Э

Относительное значение токов высших гармоник преобразователя

I„

?пр-,Ь = х (s) о

Из выражений (4) и (5) получаем действующее значение высших гармоник тока Di, которые не были поглощены силовым фильтром (см. Фиг,2).

Величина допустимой мощности по" терь в конденсаторах фильтра равна

11 н ИВ

dP

ADA 1 х Ф

Х С1,. где 0 „ и tgS — соответственно номинальное напряжение и тангенс угла потерь в конденсаторах (определяются по каталожным данным конденсаторов) .

В соотвествии с полученными значениями ai и аРА,„, и по сигналу с блока 10 управления частота настройки фильтра посредством исполнительного

30 органа 12 изменяется на величину +hf, В результате резонансная кривая фильтра также изменяется. Через определенный интервал времени, определяемый программным таймером, например 35

ht =1 мин, в блок 10 управления поступает информация с блока АЦП 9:

РБк + t напр i»» > e»

Ц

По указанному алгоритму в блоке 10 управления определяются д,.», и и Ро„;„

40 которые сравниваются соответственно с di и йРв„,,, в зависимости от результатов сравнения (см. Фиг.3) происходит формирование сигнала на изме" нение частоты настройки фильтра на 45 величину +Ы либо -5f .

Если фактические потери в конденсатОрах превышают допустимое значе- 50 ние, блок 10 управления формирует сигнал на работу блока 11 предупреждающей сигнализации. При длительной работе блока 11 предупреждающей сигнализации дежурный персонал (при от55 сутствии защиты от перегрузки) отклю" чает фильтр.

Изменение частоты настройки позволяет практически всегда обеспечить допустимую загрузку фильтра. Если загрузка Фильтра ниже допустимой, предлагаемое устройство позволяет обеспечить оптимальный (максимально возможная фильтрация высших гармоник при допустимой загрузке конденсаторов фильтра) режим работы силового резонансного фильтра.

Формула изобретения

Устройство для автоматического регулирования частоты настройки силового резонансного фильтра, содержащее измерительные трансформаторы тока и напряжения, предназначенные для включения в цепи фильтра, выходы которых соединены с соответствующими входами датчика потерь активнои мощности, блок управления, выход которого соединен с исполнительным органом, отличающееся тем, что, с целью повышения качества электроэнергии путем уменьшения коэффициента несинусоидальности напряжения, в него введены второй измерительный трансформатор тока, включенный в цепь преобразователя, второй измерительный трансформатор напряжения, подключенный к выводам для подключения к сети, два Фильтра основной частоты, блок фильтров высших гармоник, блок преобразования аналоговых сигналов в цифровой код, причем блок управления функционирует в соответствии с фиг.3, при этом выход второго измерительного трансформатора тока соединен с блоком фильтров высших гармоник, выход которого соединен с первым входом вышеупомянутого блока преобразования, выход первого измерительного трансформатора напряжения подключен к первому фильтру основной частоты, выход которого соединен с вторым входом блока преобразования, выход второго измерительного трансформатора напряжения соединен с вторым фильтром основной частоты, выход которого подключен к третьему входу вышеупомянуто" го блока преобразования, четвертый вход которого соединен с выходом датчика потерь активной мощности, выход блока преобразования подключен к еходу блока управления.

1543494 l »

Составитель В.Клещенко

Редактор Л.Веселовская Техред M.Õoäàíè÷ Корректор M.Демчик

Тираж 417

Заказ 405

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по иэобретениям и открытиям при ГКНТ СССР!

13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Проиэводственно-иэдательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул. Гагарина, 10