CS219474B1

CS219474B1 - Connection of electronic contactless regulator of the wattless output

Info

Publication number: CS219474B1
Application number: CS193680A
Authority: CS
Inventors: Karel Frydek
Original assignee: Karel Frydek
Priority date: 1980-03-20
Filing date: 1980-03-20
Publication date: 1983-03-25

Description

Vynález se týká zapojení elektronického· bezkontaktního regulátoru jalového výkonu statických kondenzátorů.BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention relates to the wiring of an electronic contactless power controller of static capacitors.

Vzrůstající potřeba elektrické energie, a tím i vzrůstající problémy s jejím pokrytím, nutí společnost tuto energii hospodárně využívat. Jednou z možností snížení ztrát je důslednější a progresivnější kompenzace účiníku odebírané elektrické energie ze sítě. Ve světě již existují elektronické systémy regulátorů jalového výkonu, pracující na různých principech. U původních elektronických regulátorů byly zcela nevhodně řešeny koncové polovodičové stupně pomocí triaků, které byly původně určeny pro odporové zátěže, nebyly odděleny slaboproudé řídicí části od silových částí a v případě havárií na koncových stupních docházelo ke zničení řídicího dílu. Příliš složité obvody znesnadňovaly jednoduché nastavení pracovního režimu. V neposlední řadě měly nepříznivý vliv značná přepětí, poněvadž regulátory jsou umístěny bezprostředně blízko transformátorů a statických kondenzátorů. Známé elektronické regulátory Jalového výkonu pracovaly analogovým systémem, což mělo za následek nestálou pracovní polohu připojení kondenzátorů, při vykompenzování v případě značného kolísání jalového výkonu. Tím byly značně namáhány stykače, které spínaly jednotlivé baterie, a tím docházelo k častým poruchám. Značná složitost zapojení koncových stupňů, tj. při použití klidových a pracovních kontaktů stykačů, způsobovalo, že při výpadku jednoho polovodičového výkonového stupně regulátory přestávaly plnit svou funkci. Jelikož tato zařízení nejsou pod pravidelnou kontrolou vzhledem k zn-ačné vzdálenosti objektů, tj. trafostanic a rozvoden, regulátory neplnily svoji funkci v důsledku poruchovosti a úniky elektrické energie v podobě jalového výkonu byly značné. Časté opravy kladly také velké nároky na servis.The increasing need for electricity, and thus increasing problems with its coverage, forces society to use it economically. One possibility of reducing losses is a more consistent and progressive compensation of the power factor of the electricity drawn from the grid. There are already electronic systems of reactive power controllers working on different principles. In the original electronic controllers, the final semiconductor stages were solved by triacs, which were originally intended for resistance loads, the low-voltage control parts were not separated from power parts, and the control part was destroyed in the case of accidents at the output stages. Too complicated circuits made it difficult to set the operating mode easily. Last but not least, significant overvoltages had an adverse effect, since the controllers are located close to transformers and static capacitors. The known reactive power electronic controllers operated by an analog system, resulting in an unstable working position of the capacitor connection, compensating in the event of significant reactive power fluctuations. As a result, the contactors that switched individual batteries were heavily stressed, causing frequent breakdowns. The considerable complexity of the output stage wiring, ie when using contactor and normally open contactor contacts, caused the regulators to cease to function when one semiconductor power stage failed. Since these devices are not under regular control due to the considerable distance of the objects, ie transformer stations and substations, the controllers did not perform their function due to failure rate and power leakage in the form of reactive power was considerable. Frequent repairs also placed great demands on service.

Uvedené nevýhody jsou odstraněny zapojením elektronického bezkontaktního regulátoru jalového výkonu podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že na rozdílové hradlo je připojen měřicí článek proudu a přes usměrňovač napětí je na rozdílové hradlo připojen měřicí článek napětí, přičemž rozdílové hradlo je propojeno s kontrolním obvodem, na který je přes zesilovač a integrační tvarovač připojen obvod logiky signálu, připojený na vratný čítač. Mezi vratný čítač a obvod logiky signálu je paralelně připojen hodinový generátor s děličem, zatímco vratný čítač je výstupem signalizace a řídicích impulsů propojen s bezkontaktním výkonovým stupněm.These disadvantages are eliminated by the connection of the electronic contactless reactive power regulator according to the invention, which is characterized in that a current measuring cell is connected to the differential gate and a voltage measuring cell is connected to the differential gate via a voltage rectifier. to which the signal logic circuit connected to the return counter is connected via an amplifier and an integrator. A clock generator with a divider is connected in parallel between the return counter and the signal logic circuit, while the return counter is coupled to the non-contact power stage through the output of the signaling and control pulses.

Zapojení podle vynálezu uvedené nevýhody známých elektronických regulátorů odstraňuje, to znamená, že řeší odstranění značných přepětí u transformátorů, které vzniká připojováním statických kondenzátorů — a to tak, že bezkontaktní výkonové stupně jsou fázově' řízeny v nastaveném rozmezí od 180 do 210 V. Toto napětí dostačuje ke spolehlivému sepnutí stykačů jednotlivých kondenzátorových baterií. Pro případ těžších havárií na koncových stupních, jsou tyto galvanicky odděleny částí řídicích obvodů, tím nedochází k jejich zničení a ovlivnění základní funkce regulátoru. Oproti původnímu kombinovanému zapojení jsou jednotlivá váhová sepnutí prováděna speciálním číslicovým obvodem v příslušných vahách. Toto má za důsledek značné zvýšení spolehlivosti koncových stupňů. Zjednodušení servisu je dosaženo stavebnicovou sestavou a pomocí jednoduchých přípravků lze provádět bez demontáže regulátoru jejich kontrolní měření nebo opravy. Koncové stupně regulátoru jsou rozděleny na čtyři plošné spoje, které se dají vzájemně zaměňovat. Pro servisní službu jsou jednotlivé poruchy na koncových stupních signalizovány LED diodou. U regulátoru jsou použity číslicové obvody TTL, které svou konstrukcí zaručují značnou provozní spolehlivost řádově až 10⁶ provozních hodin. Regulátory pracují až do 75 spínacích stupňů kondenzátorových baterií., což představuje výkony až do 1 MV ar. Vhodným rozšířením na základní počet patnácti stupňů je dosaženo jemnější regulace, a tím značného snížení poruch na silových kontaktech, kde vlivem častého spínání u původních zařízení docházelo až k 50 % poruch.The circuit according to the invention removes the disadvantages of known electronic controllers, that is, it solves the elimination of considerable overvoltages in the transformers that arise from the connection of static capacitors - so that the contactless power stages are phase controlled in the set range from 180 to 210 V. is sufficient to reliably close the contactors of individual capacitor batteries. In the case of severe accidents at the output stages, these are galvanically separated by a part of the control circuits, thereby not destroying them and affecting the basic function of the controller. Compared to the original combined circuit, the individual weighing operations are carried out by means of a special digital circuit in the respective scales. This results in a considerable increase in the reliability of the output stages. Simplification of service is achieved by a modular set and their simple measurements can be carried out without disassembling the controller for their inspection measurements or repairs. The final stages of the controller are divided into four printed circuits, which can be interchanged. For service, individual faults on the output stages are indicated by an LED. The controller uses digital circuits TTL, whose design guarantees considerable operational reliability of up to 10 ⁶ operating hours. The controllers operate up to 75 switching stages of capacitor batteries, which represents outputs up to 1 MV ar. By suitable extension to the basic number of fifteen degrees, finer regulation is achieved, and thus a significant reduction of failures in power contacts, where up to 50% of failures occurred due to frequent switching of original devices.

Příklad zapojení elektronického bezkontaktního regulátoru jalového výkonu podle vynálezu je schematicky znázorněn na výkresu, kde na proudový transformátor 1 je spojem 2 proudové veličiny připojen měřicí článek proudu 3, který je spojem 4 upraveného proudového signálu propojen s rozdílovým hradlem 5. Na rozdílové hradlo 5 je přes spoj 8 upraveného napěťového impulsu, připojen usměrňovač 7 napětí, který je přes spoj 6a napěťového impulsu propojen s měřicím článkem napětí 6, který je připojen na měřicí fázi 23. Spojem 9 informace o druhu impulsu, je rozdílové hradlo 5 připojeno na kontrolní obvod 10, který je spojem 11 správné informace propojen se zesilovačem a integračním tvarovačem 12, který je připojen spojem 13 pro tvarované impulsy na obvod 14 logiky signálu. Obvod 14 logiky signálu je spojem 18 logiky impulsů napojen na vratný čítač 19. Mezi obvod 14 logiky signálů a vratný čítač 19 je spojem 16 hodinových impulsů a spojem 17 přívodu hodinových impulsů zapojen hodinový generátor s děličem 15. Výstupem 20 signalizace a řídicích impulsů je vratný čítač 19 spojen s bezkontaktním výkonovým stupněm 21, opatřeným vývody 22 řídicích napětí.An example of the connection of an electronic contactless reactive power regulator according to the invention is schematically shown in the drawing, where the current transformer 1 is connected to the current variable link 2 by means of current variable 2. a modified voltage pulse connection 8, connected to a voltage rectifier 7, which is connected via a voltage pulse connection 6a to a voltage measuring cell 6, which is connected to a measuring phase 23. By the pulse type information link 9, the differential gate 5 is connected to the control circuit 10. which is connected by the correct information link 11 to an amplifier and an integrator former 12, which is connected by the shaped pulse link 13 to the signal logic circuit 14. The signal logic circuit 14 is coupled to a return counter 19 by the pulse logic link 18. A clock generator with a divider 15 is connected between the signal logic circuit 14 and the reverse counter 19 by a 16-hour pulse link and a 17-hour pulse input link. the counter 19 is connected to a non-contact power stage 21 provided with control voltage terminals 22.

Při zapojení elektronického bezkontaktního regulátoru jalového výkonu podle vynálezu je elektrický proud vysokých hodnot z proudového transformátoru 1 veden do měřicího článku proudu 3, kde se velikost proudu sníží na optimální pro následující části regulátoru při zachování původního tvaru proudové veličiny. Do rozdílového hradla 5, do kterého přichází upravený proud z měřicího článku proudu 3, je přiváděno napětí, které je upraveno usměrňovačem 7 napětí, do kterého· se přivádí spojem 6a napěťového impulsu snímaná veličina z měřicí fáze 23 měřicím článkem 6 napětí. Rozdílové hradlo 5 pracuje jako fázový porovnáván. Proudový impuls je v něm obrácen o 180° pomocí nevyznačeného inventoru. Napěťový impuls je přiváděn v původním tvaru ί, usměrňovače 7 napětí. Časový rozdíl mezi napěťovým a proudovým impulsem nám dává informaci o velikosti jalové energie I_Q Získané informace rozdílovým hradlem 5 jsou předány kontrolnímu obvodu 10, který v případě nižšího celkového činného výkonu než n*a něm nastavená hodnota, např. 10 °/o, na tuto informaci o velikosti jalové energie I_Q nereaguje a nepředává informaci dál. V případě překročení celkového činného· výkonu nad nastavenou hodnotu a zjištění jalové charakteristiky prochází signál spojem správnosti informace 11 do zesilovače a integračního’ tvarovače 12, kde se signál zesílí a natvaruje na potřebnou velikost pro- ovládání číslicových obvodů ITL. Upravený signál je veden do* obvodu 14 logiky signálu, kde s ohledem na jeho šířku řídí tento obvod vratný čítač 19. Obvod 14 logiky signálu představuje vlastně hradlovací obvody, které v případě shody signálu a parazitních poruch zůstávají v zablokovaném stavu a nelze je spustit ani hodinovými impulsy, protože jsou tímto stavem zablokovány. Shoda signálů je projevem dokorapenzování, tj.When the electronic contactless reactive power regulator according to the invention is connected, the high current electric current from the current transformer 1 is led to the current measuring cell 3, where the current value is reduced to optimal for the following parts of the regulator while maintaining the original shape. The differential gate 5, to which the treated current from the current measuring cell 3 is supplied, is supplied with a voltage which is provided by the voltage rectifier 7, to which the measured value 6 from the measuring phase 23 is supplied by the voltage measuring cell 6. The differential gate 5 operates as a phase comparison. The current pulse is reversed 180 ° therein using an unmarked inventory. The voltage pulse is supplied in its original form ί, the voltage rectifier 7. The time difference between the voltage pulse and the current pulse gives us information on the magnitude of the reactive energy I _{Q. The} information obtained by the differential gate 5 is passed to the control circuit 10, which in case of lower total active power than n * and its value, eg 10 ° / o, this information about the size of reactive power _Q I react and does not pass the information on. If the total active power is exceeded above the set value and the reactive characteristic is detected, the signal passes through the link of correct information 11 to the amplifier and integrating shaper 12, where the signal is amplified and shaped to the required size of the digital circuit control ITL. The modified signal is fed to the signal logic circuit 14, where, with respect to its width, the reverse counter 19 controls the signal logic circuit. The signal logic circuit 14 is actually a gating circuit which remains locked in the event of a signal match and parasitic faults. clock pulses because they are blocked by this state. Conformance of signals is an expression of overcapacity, ie.

19474 hodnoty účinníku cos §? v hodnotě 0,95 až 1 induktivního charakteru. Hodnota coís φ je dána přepočtem tg φ. Pouze v případě zřetelné informace, která se týká dvou stavů, a to nedokompenzováno a překompenzová-no, jsou hodinové impulsy spuštěny v nastaveném časovém intervalu. Pro- lepší funkci hodinového generátoru 15 je zde použit nevyznačený dělič hodinových impulsů, kterým lze nastavit časové intervaly podle požadavku provozu ve váhách, např. 1:5, 1 : 10, 1 : 20. Dělič hodinových impulsů kromě své základní funkce generátoru hodin zužuje výstupní impuls na 10 n S, což má význam v tom, že veškeré parazitní poruchy širší než 10 n S neovlivňují funkci hradel jak v obvodu 14 logiky signálu, tak i ve vratném čítači 19. Z obvodu 14 logiky signálu vychází Informace o vztahu impulsů k jalovému výkonu do vratného čítače 19, kde udávají směr jeho chodu, .který je tvořen obvodem TTL. Vratný čítač 19 pracuje ve váhovém kódu 1 2 4 8. Výstupní informace v kódu 1 2 4 8 je vedena z vratného čítače 19 do bezkontaktního výkonového stupně 21. V případě stavu překompenzování, tj. když vratný čítač 19 počítá zpět, bezkontaktní výkonový stupeň 21 odpojuje nevyznačené stykače jednotlivých kondenzátorových baterií v příslušném kódu. V případě nedokompenzování vratný čítač 19 počítá směrem nahoru a výkonový bezkontaktní stupeň 21 připojuje jednotlivé nevyznačené kondenzátorové baterie v příslušném kódu. V případě poruch a shody signálů, která je rozpoznávána obvodem 14 logiky signálu, zůstává bezkontaktní výkonový stupeň 21 v původním stavu až do· určení jiné pravdivé informace.19474 power factor cos §? in the value of 0.95 to 1 inductive character. The value of coís φ is given by the conversion of tg φ. Only in the case of clear information concerning two states, uncompensated and overcompensated, are the clock pulses triggered at the set time interval. For better operation of the clock generator 15, an unmarked clock pulse divider is used here to adjust the time intervals according to the weighing operation requirement, eg 1: 5, 1: 10, 1: 20. an output pulse to 10 n S, meaning that any parasitic faults wider than 10 n S do not affect the gate function in both the signal logic circuit 14 and the return counter 19. From the signal logic circuit 14, the pulse-to-pulse relationship reactive power to the return counter 19, which indicates the direction of its operation, which is formed by the circuit TTL. The return counter 19 operates in the weight code 1 2 4 8. The output information in the code 1 2 4 8 is passed from the return counter 19 to the contactless power stage 21. In the case of overcompensation, ie when the counter counter 19 counts back, the contactless power stage 21 disconnects unmarked contactors of individual capacitor batteries in the corresponding code. In case of non-compensating, the counter 19 counts upwards and the power contactless stage 21 connects individual unmarked capacitor batteries in the corresponding code. In the event of faults and signal compliance, which is recognized by the signal logic circuit 14, the non-contact power stage 21 remains in its original state until other true information is determined.

Claims

SUBJECT

Connection of an electronic contactless reactive power regulator, characterized in that a current measuring cell (3) is connected to the differential gate (5) and a voltage measuring cell (6) is connected to the differential gate (5) via a voltage rectifier (7). wherein the differential gate (5) is connected to a control circuit (10) to which it is connected via an amplifier and an integrator former

OF THE INVENTION (12) a signal logic circuit (14) coupled to a return counter (19) is connected between the return counter (19) and the signal logic circuit (14) in parallel with a clock generator with a divider (15) while the return counter (19) is coupled to the non-contact power stage (21) by the signaling and control pulse output (20).