Система автоматического регулирования возбуждения синхронного компенсатора

 

Изобретение относится к электротехнике , а именно к автоматическому регулированию возбуждения синхронных компенсаторов, подключенных к узлам нагрузки , содержащим электроприемники с резкопеременной активно-реактивной нагрузкой , например тиристорные электроприводы постоянного тока прокатных цехов металлургической промышленности. Цель изобретения - повышение стабильности напряжения сети за счет улучшения качества регулирования реактивного тока, Системы автоматического регулирования возбуждения учитывают насыщение магнитной системы синхронного компенсатора, для этого регулятор реактивного тока выполнен нелинейным в виде трех последовательно включенных динамических звеньев: пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора 3, непропорционального регулятора 6 реактивного тока. При введении в контур регулирования реактивного тока нелинейного регулятора настройка системы регулирования возбуждения не зависит от насыщения и является оптимальной для всех режимов 1 ил. С/) с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 Н 02 P 9/14

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4481245/07 (22) 15.06.88 (46) 28.02.91. Бюл. № 8 (71) Магнитогорский горно-металлургический институт им. Г.И. Носова (72) А.Я. Оглоблин, В.Л, Горохов, О.М, Евсеев, А.Н. Лукин, Ю.А, Скворцов и В.Э. Полищук (53) 621.31(088.8) (56) Гольденберг С.И. и др. Синхронные компенсаторы. М.: ГЭИ, 1969, с. 79-80.

Авторское свидетельство СССР

¹ 415777, кл. Н 02 P 9/14, 1967.

Авторское свидетельство СССР

¹ 772211889900, кл. Н 02 Р9/14,,1977. (54) СИСТЕМА АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО КОМПЕНСАТОРА (57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическому регулированию возбуждения синхронных компенсаторов, подключенных к узлам на„„Я „„1631692 А1 грузки, содержащим электроприемники с резкопеременной активно-реактивной нагрузкой, например тиристорные электроприводы постоянного тока прокатных цехов металлургической промышленности, Цель изобретения — повышение стабильности напряжения сети за счет улучшения качества регулирования реактивного тока, Системы автоматического регулирования возбуждения учитывают насыщение магнитной системы синхронного компенсатора, для этого регулятор реактивного тока выполнен нелинейным в виде трех последовательно включенных динамических звеньев: пропорционально-интегрально-дифферен— циального регулятора 3, непропорциональ-, З ного регулятора 6 реактивного тока. При введении в контур регулирования реактивного тока нелинейного регулятора настройка системы регулирования возбуждения не зависит от насыщения и является оптимальной для всех режимов. 1 ил.

1631692

15

40

Изобретение относится к электротехнике, а именно к автоматическому регулированию возбуждения синхронных компенсаторов, подключенных к узлам нагрузки, содержащим электроприемники с резкопеременной активно-реактивной нагрузкой, например тиристорные электроприводы постоянного тока прокатных цехов металлургической промышленности.

Цель изобретения — повышение стабильности напряжения сети за счет улучшения качества регулирования реактивного тока..

На чертеже представлена функциональная схема системы автоматического регулирования возбуждения синхронного ком пенсатора, Обмотка возбуждения синхронного компенсатора 1 получает питание от тиристорного возбудителя 2. Вход тиристорного преобразователя подключен к пропорционально-интегрально-дифференциальному регулятору 3 реактивного тока, К двум входам пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора

3 подключены выходы фильтра 4 и множительно-делительного устройства 5, на задающие входы которых воздействует пропорциональный регулятор 6 реактивного тока. Фильтр 4 и параллельно с ним включенное множительно-делительное устройство 5 образуют нелинейный регулятор.

На множительный вход множительно-делительного устройства 5 воздействует первый пропорциональный элемент 7, на входы которого подключены выходы датчика 8 тока возбуждения, подключенного к шунту 9, и датчика 10 реактивного тока, подключенного к цепи статора синхронного компенсатора 1. На делительный вход множител ьно-делител ьного устройства 5 воздействует второй пропорциональный элемент 11, на входы которого подключены выходы датчика 10 реактивного тока и датчика 12 напряжения, подключенного к цепи статора синхронного компенсатора t. На входы пропорционального регулятора 6 реактивного тока подаются сигнал отрицательной обратной связи по реактивному току от датчика 10 реактивного тока синхронного компенсатора 1 и сигнал задания от пропорционального регулятора 13 напряжения. На входы пропорционального регулятора 13 напряжения поданы сигнал отрицательной обратной связи по напряжению от датчика 12 напряжения и сигнал отрицательной обратной связи от датчика

14 реактивного тока смежных электроприемников 15. Множительно-делительное устройство 5 состоит из умножителя 16 и делителя 17, причем входы умножителя 16 подключены к выходам пропорционального регулятора 6 реактивного тока и первого пропорционального элемента 7, на вход делимого делителя 17 подключен выход умножителя 16, а на делительный вход делителя

17 — выход второго пропорционального элемента 11.

Рассмотрим установившиеся режимы работы синхронного компенсатора 1 с предлагаемой системой автоматического регулирования возбуждения, т.е. статику системы регулирования.

При отсутствии реактивной нагрузки смежных электроприемников 15 задание на реактивный ток синхронного компенсатора

1 формируется пропорциональным регулятором 13 напряжения ь зависимости от уровня напряжения питающей сети. Фактическое эна ение реактивного тока синхронного компенса гора равно заданному за счет интегральной составляющей пропорциональноо-интегрально-дифференциал ьного регулятора 3. При наличии реактивного тока смежных электроприемников 15 выходное напряжение пропорционального регулятора 13 напряжения, которое является заданием на реактивный ток компенсатора, получает соответствующее приращение.

Это приращение задания вызывает приращение реактивного тока компенсатора, которое компенсирует реактивный ток смежных электроприемников 15, т,е. система автоматического регулирования возбуждения обеспечивает астатическое регулирование реактивного тока.

При резких изменениях реактивного тока смежных электроприемников 15 меняется приращение задания на реактивный ток синхронного компенсатора 1, Система автоматического регулирования возбуждсния с предлагаемым нелинейным регулятором реактивного тока сохраняет оптимальную настройку, соответствующую системам подчиненного регулирования с последовательной коррекцией, независимо от степени насыщения магнитной системы синхронного компенсатора, а реактивный ток синхронного компенсатора отрабатывает изменение задания оптимальным образом, Э ra достигается введением в состав регулятора реактивного тока нелинейного регулятора, состоящего из параллельно включенных фильтра 4 и множительно-делительного устройства 5, выходы которых воздействуют на пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор 3, а входы подключены к выходу пропорционального регулятора 6 реактивного тока, На второй множительный вход множительно1631692 делительного устройства 5 через первый пропорциональный элемент 7 воздействуют ток возбуждения и реактивный ток компенсатора, нэ делительный вход множительноделительного устройства 5 через второй 5 пропорциональный элемент 11 воздействуют напряжение и реактивный ток компенсатора. В результате напряжение регулирования Ux, получаемое на выходе пропорционального регулятора 6 реактив- 10 ного тока, умножается на сигнал { — lz),, получаемый на выходе пропорционального элемента 7, и делится на сигнал (О,/xg+4), вычисленный в пропорциональном элементе 11, т.е. на второй вход пропорционэльноинтеграль но-дифферен циал ь ного регулятора 3 реактивного тока поступает напряжение регулирования, выражаемое соотношением

1 — i 20

U2 U/ +10 °

; где U1Ux — напряжения регулированиг на выходе множительно-делительнаго устройства 5 и на выходе пропорционального регулятора

6 реактивного тока;

Us — напряжение сети;

Ir — ток возбуждения;

Ir — реактивный ток статора;

x0 — сопротивление рассеяния обмотки статора.

Нэ первый вход пропорциональна-интегрально-дифференциального регулятора

3 поступает напряжение регулирования, выражаемое формулой

1 35

1+Т где Tgd — постоянная времени продольного демпферного контура, т,е. результирующий сигнал на входе пропорционально-дифференциального регуля- 40 тора 3 определяется соотношением

0 =U<+02 =

ir 1 Xd

=Ux + = Ux

U>/xg + ir 1 + Тмр / X,d

Таким образом, регулятор реактивного тока содержит элементы, позволяющие изменять коэффициент передачи регулятора Xd

К = — . Такое изменение коэффициента 50

Xad передачи позволяет иметь передаточную функцию линеаризованной системы регулирования оптимальной, соответствующей передаточной функции фильтра Баттерворса второго порядка, независимо от степени насыщения синхронного компенсатора, Аналогичным образом система автоматического регулирования возбуждения работает и при изменениях задания на реактивный ток пропорциональным регулятором 13 напряжения при изменениях напряжения сети, т.е. динамические режимы регулирования реактивного тока являются оптимальными независимо от режима работы сети и синхронного компенсатора.

Таким образом, подключение на первый вход пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора фильтра, вход которого подключен к выходу пропорционального регулятора реактивного тока, подключение на второй вход пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора выхода множительно-делительного устройства, один из множительных входов которого подключен к выходу пропорционального регулятора реактивного тока, другой множительный вход подключен к выходу первого пропорционального элемента, к двум входам которого подключены выходы датчика тока возбуждения и датчика реактивного тока компенсатора, на делительный вход мнажительна-делительного устройства подключен выход второго пропорционального элемента, к двум входам которого подключены датчик реактивного тока и датчик напряжения компенсатора, обеспечивает предлагаемой системе автоматического регулирования .возбуждения возможность качественного регулирования реактивного тока независимо ат насыщения синхронного компенсатара, а следовательно, повышение стабильности напряжения сети и улучшение режимов работы смежных электроприемников.

Формула изобретения

Система автоматического регулирования возбуждения си н хрон ного кампенсатора, содержащая пропорционально-интегрально-дифференциальный регулятор, пропорциональный регулятор реактивного тока, пропорциональный регулятор напряжения, датчики тока возбуждения, реактивного тока компенсатара, реактивного тока смежных электроприемников, напряжения компенсатора, тиристорный возбудитель, входом подключенный к выходу пропорционально-дифферен циал ьно-интеграл ь наго регулятора, входы пропорционального регулятора реактивного тока подключены к выходу датчика реактивного тока компенсатара и выходу пропорционального регулятора напряжения, входы которого подключены к датчику напряжения компенсатора и датчику реактивного тока смежных электраприемников, отличающаяся тем, чта, с целью повышения стабильности напряжения сети за счет улучшения качества регулирования реактивного тока, она дополнительно со1631692

Составитель И,Мирошников

Техред М.Моргентал Корректор M,Êó÷åðÿâàÿ

Редактор M.Êåëåìåø

Заказ 554 Тираж 340 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 держит фильтр, умножитель, делитель и два пропорциональных элемента, на первый вход . пропорционально-интегрально-дифференциального регулятора подключен фильтр, вход которого подключен к выходу пропорционального регулятора реактивного тока, на второй вход пропорциональноинтегрально-дифференциального регулятора подключен выход делителя, к одному входу которого подключен выход умножителя, один из входов которого подключен к выходу пропорционального регулятора реактивного тока, а .другой вход подключен к выходу первого пропорционального элемента, к двум входам которого

5 йодключены выходы датчика тока возбуждения и датчика реактивного тока компенсатора, к делительному входу делителя подключен выход второго пропорционального элемента:, к даум входам которого под10 ключены датчик реактивного тока и датчик напряжения компенсатора.