Устройство для автоматического регулирования режимов реактивной мощности узла нагрузки системы электроснабжения

 

Сущность изобретения: устройство снабжена блоком определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки и блоком формирования управляющих сигналов. Выполнение блока определения уровней с числом уровней равным числу асинхронных двигателей, которые являются нагрузкой узла, позволяет соблюсти иерархию коммутационных переключений как у источников реактивной мощности так и у активно-индуктивных приемников. 4 ил.

СОК)З СОВЕ ГСКИХ

СОЦИАЛИС1ИЧЕСКИХ

Респуйлик (я) Н 02 J 3/12

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ CCCPj

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 ! (Д (00 > (21) 4757914/07 (22) 27.07.89 (46) 15.08.93. Бюл. N 30 (71) Ленинградский горный институт им.

Г,В.Плеханова (72) К.А.Ананьев, B.Ï.Ãàíñêèé, П.М,Каменев, Л.B.Ìýêóðîâà, Е.M.Ïðoñêóðÿêîâ, С.Н Парамонов и С.В.Трухалева (56) Авторское свидетельство СССР

ЬВ 1661910, кл. Н 02 J 3/18, 1988.

Авторское свидетельство СССР

t4 1781764, кл. Н 02 J 3/18, 1990. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕЖИМОВ PEAKПредлагаемое изобретение относится к электротехнике и может оыть использовано в узлах электрических линий переменного тока. к которым подключены несколько источников реактивной мощности (ИРМ) и снабженных. индуктивными приемниками, Цель изобретения — повывение экономичности работы электрической сети и источников реактивной мощности узла нагрузки.

На фиг. 1 представлена. блок-схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — измерительный блок узла нагрузки: на фиг. 3— блок Определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки; на фиг. 4 — блок формирования сигналов управления ключами.

Устройство для автоматического регулирования режимов реактивной мощности узла нагрузки системы электроснабжения, представленное на фиг,3, содержит нагрузку 1 К-асинхронных двигателей 2, 3, 4 с К„„5U „„1833938 А1

ТИВНОЙ МОЩНОСТИ УЗЛА НАГРУЗКИ

СИСТЕМЫ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ (57) Сущность изобретения: устройство снабжено блоком определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки и блоком формирования управляющих сигналов. Выполнение блока определения уровней с числом уровней равным числу асинхронных двигателей, которые являются нагрузкой узла, позволяет соблюсти иерархию коммутационных переключений KBK g источников реактивной мощности так и у активно-индуктивных приемников, 4 ил. ключами 5, 6, 7 и источники 8, 9 реактивной мощности, содержащие регуляторы 10, 11 источников реактивной мощности 8. 9, выходы которых 12, 13 соединены с первым 14 и вторым 15 входами управления источников реактивной мощности 8. 9, силовой вход 16 которых соединен с силовыми входами 17 нагрузки, входами 18 ключей и силовым выходом 19 блока 20 измерения параметров регулирования источниками реактивной мощности, первый 21 и второй 22 измерительные выходы которого подключены ко входам 23, 24 регуляторов источниками реактивной мощности 10. 11. причем последние выполнены с возможностью изменения уставок регулирования в зависимости от существования средней, максимальной и минимальной нагрузок узла. задаваемых таймером 25, выходы которого 26 соединены с входами сигналов времени 27 регуляторов источников реактивной мощности, также устройство содержит блок определения уровней индуктивной реактивной мощ1833938 ности узла нагрузки 27, выполненный с чис. лом уровней равным числу асинхронных . двигателей и блок формирования управляющих сигналов 28, входы уровней которого 29 подключены к выходам 30 блока определения уровней индуктивной реактивной мощности.27, а вход запуска 31 подключен к выходу 26 таймера 25, информирующему о времени существования максимальных нагрузок, а выходи управления 32 к управля- 10 ющим входам 33 ключей 5, 6; 7, через которые асинхронные двигатели 2; 3, 4 подключены к силовому выходу 19 блока измерения параметров регулирования 20, третий

34измерительный выходкоторогосоединен "5 са входам 35. блока определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки 27.

На фиг. 2 представлена возможная. реализация измерительного блока узла нагруз- 20 ки, который содержит трансформатор тока

36, силовые зажимы которого соединены с силовыми выходом 37 и выходом 19 блока измерения параметров регулирования ИРМ

20. первый 21 выход контроля которого и 25 входы преобразователя реактивной мощно. сти 38 соединены с выходами 18 трансформатора така 36 и трансформа ора напряжения 39, а выход 40 преобразователя, . реактивной мощности 38 соединен со ехо- 30 дам 41 первой ветви сравнения 42.с двумя . 43, 44 последовательно соединенными сдвоенными стабилитронами, выходы которых 45, 46 составляют системы второго. выхода.22 контроля блока измерения и 35 параметров регулирования 20, дополнительный вйход контроля 34 которого соединен с выходом 40 преобразователя реактивной мощности 38., Нефиг. 3 представлена возможная реа- 40 лизация.блока определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки

27, состоящей из "k". последовательно соединенных стабилитронов 47, 48, 49 и диода

50.. причем тачки соединения стабилитро- 45 нов 47, 48, 49 и являются системой выходов.

30 блока определения уровней индуктивной: реактивной мощности 27, вход котарага 35 является входом ветви сравнения 27.

Hs фиг. 4 представлена реализация бло- 50 ка формирования управляющих сигналов:

28, количество которйх М-З, котарыйсаста-: .

"ит из трех51; 52, 53 элементов И со входами соответственно 54, %. 56, 57 и 58, 59 и выходами соответственно 60, 61 и 62, двух М устройств временной задержки 63, 64 с зажимами соответственно 65, 66, 67, 68, а система выводов. составляющих выход 32 блока формирования управляющих сигналов 28 соединены с выходами 60, 61, 62 элементов И 51, 52, 53, причем выходы 60, 61 элементов И 51, 52 соединены с первыми зажимами 65, 67 устройств ваеменной задержки 63,-64, вторые 66, 68 зажимы которых соединены с первыми входами 56, 58 элементов И 52, 53, вторые входы 55, 57. 59 всех элементов .И соединены с системой входов 29 блока формирования управляющих сигналов 28, вход запуска которого 31 соединен с первым 54 входом первого 51 элемента И.

Датчик реактивней мощности узла нагрузки 38 представляет собой стандартное устройства, выпускаемое промышленностью типа П.030,1 или Е849. Ветви сравнения 42 и 27 фиг, 2 и 3 конструктивно зависит от типа датчика реактивной мощности 38.

При датчиках типа П.ОЗО, которые являются источниками тока, кроме стабилитронов обязательно наличие потенциометра. В предлагаемом устройстВе наличие необходимых для работы общеизвестных элементов предусмотрено, но они не включены в описание для его упрощения.

Таймер 25 представляет собой стандар.тное устройство, состоящее из стандартных программных реле времени ЭВП или является звеном системы учета и контроля электроэнергии, например системы МТ5-М, Е871 и др.

Под источниками реакти9нОЙ мощности

8, 9 подразумеваются автоматически регулируемые конденсаторные батареи и синхронные двигатели с автоматическими регуляторами така возбуждения (APB). КОличество источников реактивной мощности может быть любым (как у прототипа) и управление ими осуществляется с помощью функций регулирующего воздействия у в зависимости от времени существования максимума Т> или минимума нагрузки Тг.

Под регуляторами источниками реактивной мощности 10; 11 понимаются все имеющиеся стандартные автоматические регуляторы, например, АРКОН или АРВ, снабженные устройствами автоматического изменения уставок регулирования в зависимости.от наличия периодов времени Т1 или

Т, которые описаны в прототипе.

Под устройством временной задержки

63. 64 понимается любое техническое решение, обеспечивающие заданный промежуток времени, обусловленный особенностями конкретного узла нагрузки, например, цепь

"резистор-емкость", реле задержки и т.д.

Управляемые ключи.5, 6, 7 могут быть любога стандартного. типа (электромеханический, электронный и т.д.)..

Устройство действует следующим образом.

1833938

35

45

1. Условия, для которых составлено описание и предварительные операции;

a) считается, что максимальная суммарная реактивная мощность источников реактивной энергии не достаточна для поддержания заданного уровня реактивной мощности узла нагрузки в часы максимума, который, например, соответствует режиму полной компенсации, т.е. Qy = 0; б} уровни возможных, контролируемых 10 датчиком реактивной мощности узла нагрузки 28, значений средней О р, максимальной Qy" и минимальной Qy нагрузок, а также время существования средней Т, максимальной Т1 и минимальной Т2 нагрузок 15 определяется предварительно из графиков реактивной мощности нагрузки узла;

e) для периодов времени Т, Т1, Т2 выбираются оптимальные уставки автоматическихрегуляторов 12,,13 источников реактивной мощности 8. 9 соответственно

Y1 — для максимума и у2 для минимума.

r) на выходах 26 таймера 25 устанавли.вается время существования сигналов периодов времени Т1 и Т2; - . 25 д) на выводах QL, QL, QL ветви срав1 2 к нения 27 обеспечиваются пороги уровней индуктивной реактивной мощностиузла нагрузки Qy, возможные в период максимума нагрузки, первый иэ которых QL равен ре-. 30

1 активной мощности потребляемой пеовым . асинхронным двигателем 2. второй 01, реактивной мощности потребляемой асинхронным двигателем 3, 0 " реактивной мощности потребляемой k-ым" асинхронным двигателем 4.

2. Рэбота устройства в часы максимума нагРУзки Т1 пРи Qy > Qy . Такой Режим воз можен при недостаточной суммарной мощности источников 8, 9. работающих с уставками у1. В этом случае режим реактивной мощности узла — индуктивный, следовательно, через диод 50 ветви сравнения 27 сигнал пропорциональный уровню реактивной индуктивной мощности узла:поступает на последовательно соединенные стабилитроны 47. 48, 49. Если уровень реактивной индуктивной мощности узла превышает заданный уровень QL первого стабилитрона

17, то на выходе QL выхода 30 блока опре1 деления уровней индуктивной реактивной мощности 27, соединенном с ним вводе QL входа. 29 блока формирования управляю. щих сигналов 28 и соединенном с ним входе

55 элемента И 51 будет сигнал "1", при этом сигнал "1" имеет место и на входе 54 этого элемента, т.к, в период максимума Т1= 1, а это приводит к формированию на его выхо. де 60 сигнала "1", который через вывод ll выхода 32 блока формирования управляющих сигналов 28 поступает на вход управления ключа 5, что приводит его в разомкнутое состояние, т,е. от узла нагрузки отключается асинхронный привод 2, одновременно сигнал "1" поступает на вход 65 устройства временной задержки 63, откуда через заданный промежуток времени сигнал "1" поступает на вход 56 элемента И 52, на втором входе 57 которого к этому моменту может быть сигнал "1",.если после отключения асинхронного привода 2 уровень реактивной индуктивной мощности узла превышает второй заданный уровень индуктивной мощности О1 узла нагрузки, В этом случае на выходе 61 элемента И 52 формируется сигнал "1". который через выход I2 выхода

32 подается на вход управления ключа 6, что приводит к отключению от узла нагрузки следующего асинхронного привода.3, через заданный промежуток времени устройству временной задержки 64. отключится Ъ-ый" асинхронный привод 4, если уровень реактивной индуктивной мощности узла. превышает заданный уровень QL" на стабилитроне 49 блока определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки 7.

Таким образом выполняется поставленная цель — повышения экономичности работы электрической сети и источников реактивной мощности. Э,.ономичнасть работы электрической сети повышается за счет рационального выбора асинхронных приводов, предназначенных для отключения в период максимума нагрузки в заданной последовательности.

Экономичность работы источников реактивной мощности (синхронных двигателей) повышается зэ счет того, что отпадает необходимость работы в режиме перевозбуждения, что уменьшает потери в самом синхронном двигателе и затраты активной энергии на генерацию реактивной энергии сверх номинальной.

Формула изобретения

Устройство для эвтс. этического регулирования режимов реактивной мощности узла нагрузки системы электроснабжения, включающего нагрузку в виде К асинхронных двигателей с K ключами и источники реактивной мощности, содержащее регуляторы истОчников реактивной мощности с входами. подключенными к выходам блока измерения параметров регулирования источников реактивной мощности, причем регуляторы источников реактивной мощности выполнены с воэможностью изменения уставок регулирования в зависимости от времен существования средней, максимальной и минимальной нагрузок узла, зэдэеаемых

1833938 таймером, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения экономичности в работе электрической сети и источников реактивной мощности, оно дополйительно снабжено блоком - определения уровней индуктивной реактивной мощности узла нагрузки, выполненным с числом уровней, равным числу асинхронных. двигателей, и блоком формирования управляющих сигналов, входи которого подключены к выходам

8 блока определения уровней индуктивной реактивной мощности, вход запуска подключен к выходу таймера, информирующему о времени существования максимальных

5 нагрузок, а выходы управления — к.управляющим входам ключей асинхронных двигате- . лей, выход блока измерения параметров регулирования соединен с входом блока определения уровней индуктивной реактив-.

10 ной мощности узла нагрузки.

1833938

Составитель К.Ананьев

Техред М.Моргентал

Редактор

Корректор Л,Филь .

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101

Заказ 2690 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035 Москва Ж35 P шская наб.,4 S