RU2081494C1 - Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления компенсатором реактивной мощности - Google Patents
Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления компенсатором реактивной мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2081494C1 RU2081494C1 RU94043143A RU94043143A RU2081494C1 RU 2081494 C1 RU2081494 C1 RU 2081494C1 RU 94043143 A RU94043143 A RU 94043143A RU 94043143 A RU94043143 A RU 94043143A RU 2081494 C1 RU2081494 C1 RU 2081494C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- output
- reactive
- multiplier
- operational amplifier
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Изобретение относится к средствам регулирования реактивной мощности резкопеременных нагрузок промышленных предприятий, например, дуговых сталеплавильных печей, с помощью статических тиристорных компенсаторов. Цель изобретения - повышение эффективности датчика реактивной мощности, включающего в себя умножитель тока фазы и напряжения, вектор которого ортогонален вектору напряжения данной фазы, каскад режекторных фильтров на выходе умножителя, и фазовый корректор на выходе датчика достигается за счет снижения нелинейной погрешности положительного фазового набега и получения подъема относительно единицы амплитудно-частотной характеристики в заданной области частот спектра огибающей реактивной мощности резкопеременной нагрузки. Для этого в качестве фазового корректора предлагается использовать набор требуемого количества сглаживающе-форсирующих звеньев, каждое из которых выполнено в виде операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через последовательную RC-цепь соединен с общей точкой, а через параллельную RC-цепь - с выходной клеммой операционного усилителя. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования реактивной мощности резкопеременных нагрузок промышленных предприятий, например, -дуговых сталеплавильных печей, с помощью статических тиристорных компенсаторов (СТК), в которых датчик реактивной мощности является одним из основных звеньев системы управления.
Известны устройства датчики реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления компенсатором реактивной мощности, содержащие умножитель сигналов тока фазы сети и напряжения, вектор которого ортогонален вектору напряжения данной фазы сети (нагрузки), к выходу которого (умножителя) подключена последовательная цепочка режекторных фильтров, каждый из которых подавляет сигнал умножителя на частотах, кратных удвоенной частоте напряжения питающей сети с шириной частотной полосы подавления, равной, примерно, частоте напряжения питающей сети; фильтр низкой частоты с частотой среза большой максимальной частоты подавления режекторых фильтров, включенный последовательно с цепочкой режекторных фильтров; фазовый корректор, вход которого подключен к выходу фильтра низкой частоты, а выход является выходом датчика реактивной мощности, и состоящий из сумматора и фильтра высокой частоты, причем сумматор суммирует входной сигнал фазового корректора с выходным сигналом фильтра высокой частоты, вход которого также соединен со входом фазового корректора, а выход сумматора является выходом фазового корректора [1, 2] Однако эти устройства обладают низкой динамической точностью за счет низкой эффективности фазового корректора. Действительно, из теории автоматического регулирования известно, что идеальный компенсатор частотной помехи должен иметь амплитудно-частотную (АЧК) и фазочастотную (ФЧХ) характеристики, равные 1 и 0, соответственно, в полосе частот помехи. Для электрической сети помехой является реактивная мощность, ширина спектра огибающей которой для резкопеременных нагрузок, типа дуговых сталеплавильных печей, может доходить до 25 Гц. Поэтому динамические звенья на выходе умножителя датчика реактивной мощности в идеальном случае должны иметь единичную АЧХ и нулевую ФЧХ в диапазоне частот 0.25 Гц. Режекторные фильтры и фильтр низкой частоты устройств-аналогов имеют, в принципе, АЧХ меньше 1 и ФЧХ, отличную от нуля с отрицательными значениями. Поэтому фазовый корректор датчика реактивной мощности должен создавать положительный фазовый набег в указанной области частот, который должен легко выставляться, и некоторый подъем АЧХ больше единицы. Покажем, что фазовый корректор устройств-аналогов не отвечает этим требованиям. Запишем передаточную функцию фазового корректора известных устройств:
где: K коэффициент поправки по высокочастотному каналу;
T постоянная времени ФВЧ;
d коэффициент затухания "полюса" звена.
где: K коэффициент поправки по высокочастотному каналу;
T постоянная времени ФВЧ;
d коэффициент затухания "полюса" звена.
После преобразования получим
Перейдем в частотную область, заменив p на jω получим
Перейдем к АЧХ и ФЧХ -
Отсюда видно, для получения в области частот 0 25 Гц положительного фазового сдвига величина ω2T2(1+k) должна быть близка, но меньше единицы. При этом АЧХ оказывается меньше единицы. Таким образом, известный фазовый корректор, позволяющий уменьшить фазовую погрешность, увеличивает амплитудную погрешность датчика реактивной мощности. Кроме того, в требуемом диапазоне частот 0.25 Гц ФЧХ нелинейна, так как задается арктангенсом, а ФЧХ режекторных фильтров и фильтра низкой частоты практически линейны, т.к. частоты квазирезонансов и среза много больше 25 Гц. Поэтому фазовая коррекция также получается с большой нелинейной погрешностью.
Перейдем в частотную область, заменив p на jω получим
Перейдем к АЧХ и ФЧХ -
Отсюда видно, для получения в области частот 0 25 Гц положительного фазового сдвига величина ω2T2(1+k) должна быть близка, но меньше единицы. При этом АЧХ оказывается меньше единицы. Таким образом, известный фазовый корректор, позволяющий уменьшить фазовую погрешность, увеличивает амплитудную погрешность датчика реактивной мощности. Кроме того, в требуемом диапазоне частот 0.25 Гц ФЧХ нелинейна, так как задается арктангенсом, а ФЧХ режекторных фильтров и фильтра низкой частоты практически линейны, т.к. частоты квазирезонансов и среза много больше 25 Гц. Поэтому фазовая коррекция также получается с большой нелинейной погрешностью.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является устройство [1,2] функциональная схема которого представлена на фиг.1 и описана выше.
Целью изобретения является повышение эффективности фазового корректора и датчика реактивной мощности за счет снижения нелинейной погрешности положительного фазового набега и получения подъема относительно единицы АЧХ в заданной области частот спектра огибающей реактивной мощности резкопеременной нагрузки.
Поставленная цель достигается тем, что в качестве фазового корректора датчика реактивной мощности используется набор требуемого количества сглаживающе-форсирующих звеньев. На фиг. 2 представлена функциональная схема предлагаемого устройства. На фиг. 3 представлена принципиальная электрическая схема предлагаемого сглаживающе-форсирующего звена и его передаточная функция.
Предлагаемый датчик мощности содержит умножитель 1 сигналов тока фазы нагрузки и напряжения сети, вектор которого ортогонален вектору данной фазы нагрузки, набор режекторных фильтров 2, каскадно подключенных к выходу умножителя 1, фильтр низкой частоты 3, вход которого соединен с выходом последнего каскада режекторных фильтров, набора сглаживающе-формирующих звеньев 4, включенных каскадно на выход фильтра низкой частоты.
Предлагаемый датчик реактивной мощности работает следующим образом. Сигнал мгновенной реактивной мощности, формируемый на выходе умножителя 1, проходя через режекторные фильтры 2 "очищается" от дискретных высших гармоник кратных основной методической помехе частотой 100 Гц, а также от неканонических дискретных гармоник частотой 50, 150, 250 Гц вызванного действием 2-ой и 4-ой гармоник тока сети, имеющих относительно большую величину в динамичных режимах резкопеременных нагрузок; проходя через фильтр низкой частоты 3 он сглаживается, превращаясь в сигнал текущей реактивной мощности, являющийся по физической сущности огибающей мгновенной реактивной мощности; проходя через набор сглаживающе-форсирующих звеньев 4, сигнал текущей реактивной мощности, состоящий из спектральных составляющих модуляционного типа в области частот 0-25 Гц, и претерпевший определенные амплитудные и фазовые искажения в режекторных фильтрах и фильтре низкой частоты, корректируется за счет некоторого подъема АЧХ и положительного фазового набега, причем поскольку частоты квазирезонанса звеньев 4 могут быть выбраны относительно большими, т. е. в 10 раз превышать частоту 25 Гц, то и подъем фазовой характеристики в области частот 0.25 Гц будет иметь линейный характер, что хорошо согласуется с возможностью минимизации фазовой погрешности.
Покажем формально преимущества предлагаемого фазового корректора. Передаточная функция одного сглаживающе-форсирующего звена имеет вид
где
-частота квазирезонанса.
где
-частота квазирезонанса.
Переходя к АЧХ и ФЧХ получим
Отсюда видно, что, если ωo выбрана достаточно большой чтобы отношение ω/ωo= x было малой величиной, много меньшей единицы, можно получить приближенные соотношения.
Отсюда видно, что, если ωo выбрана достаточно большой чтобы отношение ω/ωo= x было малой величиной, много меньшей единицы, можно получить приближенные соотношения.
Φ(ω) ≃ arctg Ax ≃ +Ax ,
где
A R1/R2,
указывающие и на линейность положительного фазового приращения, и на малый подъем АЧХ, и на легкость получения на заданной частоте огибающей 0.25 Гц любых требуемых значений АЧХ и ФЧХ с помощью подбора соотношения резисторов R1 и R2, но с учетом сохранения условия R1C1 R2C2. Таким образом, набирая определенное количество сглаживающе-формирующих звеньев можно скорректировать АЧХ и ФЧХ динамической части датчика реактивной мощности до требуемого приближения к идеальным.
Claims (1)
- Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления компенсатором реактивной мощности, содержащий умножитель тока фазы и напряжения, вектор которого ортогонален вектору напряжения данной фазы сети, каскадно включенные режекторные фильтры, число которых определяется допустимой погрешностью от действия дискретных гармоник выходного сигнала умножителя, а их частоты кратны частоте напряжения сети, подключенные к выходу умножителя, фильтр низкой частоты, подключенный к выходу последнего режекторного фильтра каскада, и фазовый корректор, соединенный с выходом фильтра низкой частоты, отличающийся тем, что фазовый корректор выполнен в виде набора последовательно соединенных сглаживающе-форсирующих звеньев, каждое из которых состоит из операционного усилителя, неинвертирующий вход которого через последовательную RC-цель соединен с общей точкой, а через параллельную RC-цель с выходной клеммой операционного усилителя, являющейся выходом сглаживающе-форсирующего звена, входом которого является неинвертирующий вход операционного усилителя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94043143A RU2081494C1 (ru) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления компенсатором реактивной мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94043143A RU2081494C1 (ru) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления компенсатором реактивной мощности |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94043143A RU94043143A (ru) | 1996-06-27 |
RU2081494C1 true RU2081494C1 (ru) | 1997-06-10 |
Family
ID=20162957
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94043143A RU2081494C1 (ru) | 1994-12-05 | 1994-12-05 | Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления компенсатором реактивной мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2081494C1 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488204C1 (ru) * | 2012-01-10 | 2013-07-20 | Закрытое акционерное общество "Совместное предприятие "АО Ансальдо-ВЭИ" | Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления статическим компенсатором реактивной мощности |
RU2723543C1 (ru) * | 2020-02-06 | 2020-06-15 | Акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (АО "СО ЕЭС") | Устройство для выявления источника колебаний частоты и мощности |
-
1994
- 1994-12-05 RU RU94043143A patent/RU2081494C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Заявка Франции N 2562674, кл. J 05 F 1/70, 1985. 2. Заявка ЕПВ N 0161451, кл. H 02 J 3/18, 1985. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488204C1 (ru) * | 2012-01-10 | 2013-07-20 | Закрытое акционерное общество "Совместное предприятие "АО Ансальдо-ВЭИ" | Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления статическим компенсатором реактивной мощности |
RU2723543C1 (ru) * | 2020-02-06 | 2020-06-15 | Акционерное общество "Системный оператор Единой энергетической системы" (АО "СО ЕЭС") | Устройство для выявления источника колебаний частоты и мощности |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94043143A (ru) | 1996-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Brackett et al. | Active compensation for high-frequency effects in op-amp circuits with applications to active RC filters | |
TWI479785B (zh) | 功率變換器的反饋控制電路及功率變換器系統 | |
RU2081494C1 (ru) | Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления компенсатором реактивной мощности | |
US4954732A (en) | Adaptive nonlinear frequency domain filter with low phase loss | |
JPS6113648B2 (ru) | ||
US5440270A (en) | Linear-phase filter having high gain selectivity | |
Foxall et al. | Minimum-phase CCD transversal filters | |
US5258716A (en) | All-pass filter | |
CN112769412B (zh) | 一种双运放椭圆函数、反切比雪夫有源低通滤波器电路 | |
CN115051364A (zh) | 一种负带通滤波器与滞后校正反馈型有源阻尼系统及方法 | |
RU2341891C2 (ru) | Активный фильтр нижних частот четвертого порядка с нулем передачи | |
RU117740U1 (ru) | Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления статическим компенсатором реактивной мощности | |
CN106655719A (zh) | 一种环路补偿器 | |
RU2488204C1 (ru) | Датчик реактивной мощности резкопеременной нагрузки для управления статическим компенсатором реактивной мощности | |
US6920471B2 (en) | Compensation scheme for reducing delay in a digital impedance matching circuit to improve return loss | |
US4633184A (en) | Device for generating a signal corresponding to a variable magnitude associated with the reactive power of an arc furnace in order to control a reactive power compensator | |
Somerville et al. | Filter synthesis using active RC networks | |
JPS6367925A (ja) | 負帰還増幅器 | |
RU2277756C1 (ru) | Активный фильтр нижних частот четвертого порядка | |
US6160588A (en) | Adaptive anti-crosscolor notch filter for SECAM encoder | |
SU1146797A1 (ru) | Перестраиваемый режекторный @ -фильтр | |
JP3222646B2 (ja) | 適応フィルタ | |
KR100228271B1 (ko) | 대역통과필터 | |
JPH0833318A (ja) | 高調波検出器 | |
RU2292111C1 (ru) | Фазовое звено |