SU1697067A1 - Регул тор конденсаторной батареи - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  повышени  коэффициента мощности электроустановок при искажени х формы тока электрической сети с помощью конденсаторных батарей. Цель изобретени  - повышение точности регулировани  при искажени х формы тока электрической сети. Это достигаетс  тем, что регулирование осуществл етс  в зависимости от сигнала, пропорционального интегралу от квадратурной составл ющей основного тока электрической сети. Измерение сигнала управлени  производитс  цифровым интегрированием произведени  тока на опорный квазигармонический сигнал , сдвинутый по фазе относительно напр жени  на 90 эл. град., с помощью частотно-импульсного преобразовател  5 синхронного типа и двоичного реверсивного счетчика 11. Результат интегрировани  в конце каждого периода сетевого напр жени  переписываетс  в буферный регистр 14, Переключение секций конденсаторной батареи осуществл етс  в зависимости от числа, записанного в буферном регистре 14 с помощью дешифратора 16 и коммутатора 17.2 ил.

Description

Изобретение относитс  к электротехнике и предназначено дл  повышени  коэффициента мощности электроустановок с помощью конденсаторных батарей.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности регулировани  при искажени х формы тока электрической сети.

На фиг,1 приведена функциональна  схема регул тора конденсаторной батареи; на фиг,2 - временные диаграммы его работы .

Регул тор содержит первичный преобразователь 1 тока, первичный преобразователь 2 напр жени , перемножитель 3, релейный элемент 4, частотно-импульсный

преобразователь 5 синхронного типа, логический элемент НЕ 6, умножитель частоты, .первый 8 и второй 9 логические элементы И, суммирующий счетчик 10, реверсивный счетчик 11, сумматор 12 по модулю два, запоминающее устройство 13, буферный регистр 14, цифроаналоговый преобразователь 15, дешифратор 16, переключатель 17 секций конденсаторной батареи.

Регул тор конденсаторной батареи работает следующим образом.

Сигнал с выхода первичного преобразовател  2 напр жени ,пропорциональный напр жению U электрической сети, поступает на вход релейного элемента 4, который

Os Ю XI О

Os

XJ

формирует последовательность пр моугольных импульсов U4 (фиг.2). Сигнал IJ4 поступает на вход умножител  7 частоты, который формирует короткие импульсы U с частотой следовани 

,

где М - большое число, М 2000; f - частота сети, f

Число М определ етс  из услови  М-2П, где п -число разр дов суммирующего счетчика 10.

Пр моугольные импульсы Щ с выхода релейного элемента 4 поступают на R-вход суммирующего счетчика 10 и С-вход буферного регистра 14. В моменты, соответствующие положительным фронтам импульсов LM, происходит запись содержимого реверсивного счетчика 11 в буферный регистр 14 и установка суммирующего счетчика 10 в исходное состо ние, соответствующее записи в нем нул .

Суммирующий счетчик 10 выполн ет функции цифрового интегратора со сбросом в начале каждого периода. На его С-вход поступают импульсы с выхода умножител  7 частоты, в результате чего число Мю, записанное в счетчике 10 в двоичном коде, линейно увеличиваетс .

В посто нном запоминающем устройстве 13 хранитс  код функции F(x)- |cosx|. При действии на входе посто нного запоминающего устройства 13 кода, соответствующего линейно измен ющемус  напр жению, с выхода суммирующего счетчика 10 на его выходе формируетс  цифровой код Ni3 icosx|. Код с выхода посто нного запоминающего устройства 13 поступает на вход цифроаналогового преобразовател  15, на выходе которого формируетс  квазигармонический сигнал |cos , где Do - масштабный коэффициент цифроаналогового преобразовател , имеющий размерность напр жени , При этом сигнал Ui5 строго синхронизирован с напр жением сети, а его частота а) равна частоте питающей сети.

Сигналы с выходов двух старших разр дов суммирующего счетчика 10 Мю(п) и Nto(n-l) поступают на входы сумматора 12 по модулю два, на выходе которого формируетс  сигнал Ui2 частоты, равной частоте питающей сети и сдвигнутой по фазе относительно напр жени  U на четверть периода , т.е. 90 эл.град. Импульсы Ui2 с выхода сумматора по модулю два поступают на вход логического элемента НЕ 6, на выходе которого формируютс  импульсы Ue.

Несинусоидальный ток

00

(п1йЛ-$п)

т 1

где т - номер гармоники;

iMm - амплитуда m-й гармоники тока; рт- фазовый сдвиг m-й гармоники тока , преобразуетс  с помощью первичного

Q преобразовател  1 тока в напр жение Ui. Сигналы Ui с выхода перзичного преобразовател  тока и Uisc выхода цифроаналогового преобразовател  поступают на входы перемножител  3, на выходе которого фор5 мируетс  сигнал

U3 KiU0i|cos fot,

где Ki - коэффициент передачи первичного преобразовател  тока.

Сигнал Уз поступает на вход частотно0 импульсного преобразовател  5 и преобразуетс  в частоту fs следовани  импульсов.

Выходные импульсы частотно-импульсного преобразовател  5 поступают на первые входы первого 8 и второго 9 логических

5 элементов И, вторые входы которых подключены к выходам соответственно сумматора 12 по модулю два и логического элемента НЕ 6, а выходы соединены с суммирующим и вычитающим входами ревер0 сивного счетчика 11. В течение интервала времени 0 t Т/4 на втором входе первого логического элемента И 8 действует сигнал логического О с выхода сумматора 12 по модулю два, а на втором входе второго

5 логического элемента И 9 действует сигнал логической 1 с выхода логического элемента НЕ 6. Следовательно, импульсы Us с выхода частотно-импульсного преобразовател  5 через второй лошческий элемент И 9

0 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, где происходит обратный счет импульсов, В результате в момент времени в реверсивном счетчике 11 в двоично-дополнительном коде записывает5 с  число

Nln N11(0)- k к/ т/

- 4 KiU0cosftA2 MmSin(mcyt - ч/ь) +

т

гг, 1

+ ,

где Nn(0) - число, записанное в счетчике в момент времени

Ks - коэффициент передачи частотно- импульсного преобразовател ;

UCM - напр жение смещени .

При этом знак записанного числа определ етс  значением старшего разр да двоичного реверсивного счетчика 11; О соответствует положительному значению записанного числа, а 1 -отрицательному.

В течение интервала времени на втором входе первого логического элемента И 8 действует сигна логической 1 с выхода сумматора 12 по модулю два, а на втором входе второго ло- гического элемента И 9 действует сигнал логического О с выхода логического элемента НЕ 6. Следовательно, импульсы Us с выхода частотно-импульсного преобразовател  5 через первый логический элемент И 8 поступают на суммируюищй вход реверсивного счетчика 11, где происходит пр мой счет импульсов. За врем  пр мого счета содержимое реверсивного счетчика 11 измен етс  на величину;

ЗТ/4

Ny1 . Jh iU0cos«t

т т/5

со

11 2 lMmSin(ma;t - VW) .

m 1

В течение интервала времени ЗТ/4 t ЗТ/4 на втором входе первого логического элемента И 8 действует сигнал логического О, а на втором входе второго логического эле- мента И 9 действует сигнал логической 1. Следовательно, импульсы с выхода частотно-импульсного преобразовател  5 через второй логический элемент И 9 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика 11, где происходит обратный счет импульсов . За врем  обратного счета в интервале ЗТ/4Т t Т содержимое реверсивного счетчика 11 измен етс  на величину

N /1 КбМ

JlKlUoCOSfWt ЗТ/4

00

45

2 lMmSin(murt-t/hi).

m 1

Таким образом, в момент времени , 40 т.е. в конце периода измерени , в реверсивном счетчике 11 в двоично-дес тичном коде записываетс  число

Nii Nii(0)+ N11 +N ii +N11 Nn(0)+ -| KiKsUoMlmisin (0)+Klmis n 1 . где KiKsUoM - коэффициент передачи.

Знак числа определ етс  значением старшего разр да двоичного реверсивного 50 счетчика. При отстающем токе (недоком- пенсации, ) в старшем разр де записываетс  1, при опережающем (перекомпенсации, ) записываетс  О,55

В момент времени передним фронтом импульса с выхода релейного элемента 4 производитс  запись содержимого реверсивного счетчика 11 в буферный регистр 14.

0 5

0

5

5

0

0 5

Б течение последующего периода в буферном регистре 14 хранитс  число

N11 Nii(1)+Klmisln

Так как реверсивный счетчик 11 не сбрасываетс  в процессе рзботы регул тора, го, следовательно, число Nn, записанное в нем и переписываемое в конце каждого периода в буферный регистр 14, пропорционально интегралу от квадратурной составл ющей основной гармоники переменного тока.

Число Ni4, записанное в буферном регистре 14, поступает на дешифратор 16, который в зависимости от кода числа Мм и алгоритма коммутации включает нужное о- личество секций к онденсатооной Ьа гарен Включение секций конденсаторной батареи приводит к увеличению компенсирующего емкостного тока и, следовательно, уменьшению угла сдвига фаз между током и напр жением основной гармоники. Включение секций происходит до тех пор, пока регулируема  величина Imisin 1 но достигнет значени , меньшего зоны нечувствительности регул тора, Зона нечувствительности, необходима  при дискретном регулировании реактивного тока, реализуетс  дешиф- ратором 16.

Таким образом, в предлагаемом техническом решении регулирование конденсаторной батареи осуществл етс  в функции параметра Imisin tpi , те квздоатурной составл ющей основной гармоники тока электрической сети Искажени  формы тока пои измерении параметра регулировани  путем интегрировани  произведени  тока на опорный квазигармонический сигнал не оказывают вли ни  на точность результата измерени .

Дополнительными достоинствами предлагаемого регул тора конденсаторной батареи  вл ютс  повышенна  точность регулировани  при изменени х, частоты питающей сети, так как за счет использовани  умножител  7 частоты дл  формировани  тактовой частоты аналого-цифрового преобразовател  параметра регулировани  результат измерени  не зависит от изменений частоты тока, высокое быстродействие: врем  измерени  параметра регулировани  равно периоду сети, т.е 20 мс, простота конструкции.

Использование предлагаемого регул тора конденсаторной батареи в промышленных электрических сет х позволит улучшить энергетические характеристики узлов нагрузки.

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Регул тор конденсаторной батареи, содержащий первичный преобразователь напр жени , первичный преобразовател тока, выход которого подключен к первому входу перемножител , логический элемент НЕ, дешифратор и подключенный к его выходу переключатель секций конден- саторной батареи, последовательно соединенные суммирующий счетчик, посто нное запоминающее устройство и цифроаналого- вый преобразователь, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности регу- лировани  при-искажени х формы тока электрической сети, он снабжен релейным элементом, умножителем частоты, сумматором по модулю два, частотно-импульсным преобразователем синхронного типа, двум  двухвходовыми логическими элементами И и последовательно соединенными реверсивным счетчиком и буферным регистром, выход которого подключен к входу дешифратора , а С-вход объединен с R-входом сум- мирующего счетчика и входом умножител  частоты и подключен к выходу релейного

   элемента, вход которого соединен с выходом первичного преобразовател  напр жени , выход умножител  частоты подключен к синхронизирующему входу частотно-импульсного преобразовател  и С-входу суммирующего счетчика, второй вход перемножител  соединен с выходом цифро- аналогового преобразовател , а выход подключен к информационному входу частотно-импульсного преобразовател , выход которого подсоединен к объединенным входам первого и второго логических элементов И, входы сумматора по модулю два подключены к выходам двух старших разр дов суммирующего счетчика, а выход подключен к второму входу первого логического элемента И и через логический элемент НЕ к второму входу второго логического элемента И, выходы первого и второго логических элементов И подключены соответственно к суммирующему и вычитающему входам реверсивного счетчика.

   tty. ИмИНИШПтПИИНЛМПМШ НИИ i M Ml

   /Лиши...

   о

   M

   V- J Ч

   V/