RU2282295C2 - Method for controlling compensator of reactive power and device for realization of said method - Google Patents
Method for controlling compensator of reactive power and device for realization of said method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2282295C2 RU2282295C2 RU2004127996/09A RU2004127996A RU2282295C2 RU 2282295 C2 RU2282295 C2 RU 2282295C2 RU 2004127996/09 A RU2004127996/09 A RU 2004127996/09A RU 2004127996 A RU2004127996 A RU 2004127996A RU 2282295 C2 RU2282295 C2 RU 2282295C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactive power
- power source
- compensator
- load
- voltage
- 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)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, а именно к электрооборудованию электроподвижного состава (э.п.с.) железных дорог однофазно-переменного тока с зонно-фазовым регулированием, и предназначено для повышения коэффициента использования мощности системы тягового энергоснабжения и, как следствие, снижения расхода электроэнергии.The invention relates to electrical engineering, in particular to electrical equipment of electric rolling stock (emf) of single-phase alternating current railways with zone-phase regulation, and is intended to increase the power utilization factor of the traction power supply system and, as a result, reduce energy consumption.
Предпосылки создания изобретения.The background of the invention.
Одной из проблем, связанных с внедрением на э.п.с. переменного тока компенсаторов реактивной мощности (КРМ), является поиск оптимальных режимов работы КРМ, способствующих снижению расхода электроэнергии на э.п.с. в целом.One of the problems associated with the implementation on e.p.s alternating current of reactive power compensators (CRM), is the search for optimal CRM operating modes that contribute to reducing power consumption by e.p. generally.
Необходимость повышения коэффициента мощности э.п.с. можно объяснить следующим образом. Допустим, что э.п.с. мощностью Р работает с cosφ=1 (активная нагрузка) при синусоидальном напряжении U. В этом случае сила тока в цепи составит 
На практике эксплуатация э.п.с. осуществляется с cosφ<1 (смешанная нагрузка), сила тока в цепи будет больше 
Увеличение силы тока в цепи приводит к увеличению тепловых потерьAn increase in current in the circuit leads to an increase in heat loss
Таким образом, электрические потери пропорциональны квадрату cosφ.Thus, the electric losses are proportional to the square cosφ.
Так, например, повышение cosφ=0,8 на 15% приводит к снижению потерь в питающей сети на 41%!So, for example, an increase in cosφ = 0.8 by 15% leads to a decrease in losses in the supply network by 41%!
Наряду со снижением потерь в питающей цепи, благодаря повышению коэффициента мощности, наблюдаются существенные тепловые потери в элементах компенсатора - главным образом в дросселе, тиристорном ключе и конденсаторах. Поэтому учет сочетания потерь от применения компенсирующих устройств является важной задачей повышения энергетических показателей на современном э.п.с., оборудованном КРМ.Along with the reduction of losses in the supply circuit, due to an increase in the power factor, significant heat losses are observed in the elements of the compensator - mainly in the inductor, thyristor switch and capacitors. Therefore, taking into account the combination of losses from the use of compensating devices is an important task of increasing energy performance at a modern power supply unit equipped with CRM.
Известен способ управления компенсатором реактивной мощности (патент РФ №2187185), состоящий в том, что компенсацию реактивной мощности осуществляют коммутацией источников питания с источником реактивной мощности посредством четырехквадратного преобразователя. Такой способ существенно повышает коэффициент мощности, однако использование дополнительно четырехквадрантного преобразователя чревато усложнением системы управления, необходимостью использования дорогостоящей элементной базы и наряду с повышением коэффициента мощности при различных режимах работы преобразование энергии сопровождается дополнительными потерями мощности в элементах четырехквадрантного преобразователя.A known method of controlling a reactive power compensator (RF patent No. 2187185), which consists in the fact that reactive power compensation is carried out by switching power supplies with a reactive power source through a four-square converter. This method significantly increases the power factor, however, the use of an additional four-quadrant converter is fraught with a complication of the control system, the need to use an expensive element base and, along with an increase in the power factor for various operating modes, energy conversion is accompanied by additional power losses in the elements of the four-quadrant converter.
Аналогом рассмотренных способов управления (патент РФ №2187872) является способ, при котором требуемую величину и форму мгновенного тока на сетевом входе достигают в результате сложения токов компенсатора реактивной мощности и компенсатора мощности искажения, причем управление вентилями компенсационного выпрямителя осуществляют путем трехкратного включения каждого вентиля на периоде сетевого напряжения в моменты равенства периодических опорных напряжений и управляющих напряжений.An analogue of the considered control methods (RF patent No. 2187872) is a method in which the required magnitude and shape of the instantaneous current at the network input is achieved by adding the currents of the reactive power compensator and the distortion power compensator, moreover, the control valves of the compensation rectifier are operated by switching on each valve three times during the period mains voltage at the moments of equality of periodic reference voltages and control voltages.
При таком способе управления снижается коэффициент полезного действия системы компенсации реактивной мощности, поскольку с увеличением количества коммутаций за период сетевого напряжения увеличивается величина электрических потерь.With this control method, the efficiency of the reactive power compensation system is reduced, since with an increase in the number of switching over the period of the mains voltage, the magnitude of the electric losses increases.
Наиболее близким к предложенным техническим решениям является способ управления компенсатором реактивной мощности, принятый в качестве прототипа (патент РФ №2212086), при котором определяют значение реактивной мощности цепи, в зависимости от напряжения и тока нагрузки, подключают к источнику питания (секциям вторичной обмотки тягового трансформатора) источник реактивной мощности, причем вне зависимости от зоны регулирования, источник реактивной мощности подключают к источнику питания с максимальной мощностью. Способ реализуют устройством, содержащим компенсатор реактивной мощности, состоящий из двух LC-контуров, подключенных постоянно к источнику питания с максимальной мощностью.Closest to the proposed technical solutions is the reactive power compensator control method adopted as a prototype (RF patent No. 22212086), in which the reactive power of the circuit is determined, depending on the voltage and load current, connected to a power source (sections of the secondary winding of the traction transformer ) a reactive power source, and regardless of the regulation zone, the reactive power source is connected to a power source with maximum power. The method is implemented by a device containing a reactive power compensator, consisting of two LC circuits connected constantly to a power source with maximum power.
Этот способ имеет недостаток: LC-контур постоянно подключен к источнику питания. При работе с малыми нагрузками величина собственных потерь в компенсаторе реактивной мощности (ΔРКУ) превышает величину снижения потерь цепи питания от применения компенсатора (ΔРO). Энергетическая характеристика этого способа управления приведена на фиг.2. На ней показано, что с ростом реактивной мощности цепи Qd абсолютные потери ΔPO от компенсации реактивной мощности в цепи питания снижаются более интенсивно, чем растут собственные потери в компенсаторе ΔРКУ. Поэтому в диапазонах работы, признаком которых является отрицательная разность ΔРКУ-ΔРО, система компенсации реактивной мощности неэффективна, поскольку рост потерь в реактивных элементах компенсатора преобладает над снижением потерь от компенсации реактивной мощности. Значение реактивной мощности QO является точкой равновесия собственных потерь мощности компенсатора и величины снижения потерь мощности цепи от применения компенсации реактивной мощности. При Qd>QO наблюдается эффективность компенсации реактивной мощности.This method has the disadvantage that the LC circuit is constantly connected to a power source. When working with small loads, the amount of intrinsic losses in the reactive power compensator (ΔР КУ ) exceeds the amount of reduction in the losses of the power circuit from the use of the compensator (ΔР O ). The energy characteristic of this control method is shown in figure 2. It shows that with an increase in the reactive power of the circuit Q d, the absolute losses ΔP O from compensation of the reactive power in the power circuit decrease more intensively than the own losses in the compensator ΔР КУ increase. Therefore, in the ranges of operation, the sign of which is the negative difference ΔР КУ -ΔР О , the reactive power compensation system is inefficient, since the increase in losses in the reactive elements of the compensator prevails over the decrease in losses from reactive power compensation. The value of reactive power Q O is the equilibrium point of the compensator's own power losses and the magnitude of the reduction in circuit power losses from the application of reactive power compensation. At Q d > Q O , reactive power compensation is observed.
Устройство, реализующее данный способ управления, содержит тяговый трансформатор, выпрямительно-инверторный преобразователь электровоза с подключенным к нему тяговым двигателем, два источника реактивной мощности, состоящие из последовательно соединенных индуктивности и емкости, датчик режима сети, включающий в себя датчик напряжения и датчик тока, блок синхронизирующих импульсов, блок управления и коммутатор. Такое устройство имеет следующий недостаток - LC-цепи компенсатора реактивной мощности постоянно подключены на суммарное напряжение всех источников питания, хотя при работе с малыми нагрузками достаточно работать от одного или нескольких (но не всех) источников питания. Препятствием этому является невозможность переключать LC-компенсатор на оптимальные источники питания. Поэтому при работе с малыми нагрузками величина потерь может превышать экономию энергии от применения КРМ, что не может гарантировать стабильный благоприятный баланс по расходу электроэнергии вследствие перекомпенсации реактивной мощности.A device that implements this control method includes a traction transformer, a rectifier-inverter converter of an electric locomotive with a traction motor connected to it, two reactive power sources consisting of inductors and capacitors connected in series, a network mode sensor including a voltage sensor and a current sensor, a unit synchronizing pulses, control unit and switch. Such a device has the following drawback - the LC circuits of the reactive power compensator are constantly connected to the total voltage of all power sources, although when working with light loads it is enough to work from one or several (but not all) power sources. An obstacle to this is the inability to switch the LC compensator to optimal power sources. Therefore, when working with small loads, the magnitude of the losses can exceed the energy savings from the use of CRM, which cannot guarantee a stable favorable balance in energy consumption due to overcompensation of reactive power.
Задачей изобретения является снижение расхода электроэнергии потребляемой э.п.с.The objective of the invention is to reduce the consumption of electricity consumed e.p.
Поставленная задача достигается способом управления, при котором задают значение минимально допустимой реактивной мощности источника реактивной мощности, а также максимальное значение реактивной мощности источника реактивной мощности при подключении к различным источникам питания, для каждой рабочей зоны регулирования напряжения тяговых двигателей определяют величину реактивной мощности нагрузки, сравнивают максимальное значение реактивной мощности источника реактивной мощности при работе от различных источников питания с фактическим значением реактивной мощности нагрузки и подключают минимально превосходящий по значению реактивной мощности нагрузки источник реактивной мощности к соответствующему источнику питания, при снижении значения реактивной мощности источника реактивной мощности ниже минимально допустимого значения отключают источник реактивной мощности от источника питания. С целью снижения броска тока в моменты времени между переключениями с одного источника питания на другой или в моменты времени, предшествующие повторному подключению источника реактивной мощности к источникам питания, для исключения возможного дребезга контактов при колебании Qd в области значений QO, QKУ1 и QКУ2 к источнику реактивной мощности на время, равное, например, 5 с, определяемое постоянной времени разряда емкости на активное сопротивление цепи КРМ, подключают активную нагрузку.The problem is achieved by the control method, in which the value of the minimum allowable reactive power of the reactive power source is set, as well as the maximum reactive power of the reactive power source when connected to various power sources, for each working zone for regulating the voltage of the traction motors, the value of the reactive load of the load is determined, the maximum the value of the reactive power of the source of reactive power when operating from various power sources with nical reactive power of the load value and the minimum connect surpassing the value of the load reactive power source of reactive power corresponding to the power source, while reducing reactive power source of reactive power is below the minimum allowable value of reactive power source is disconnected from the power source. In order to reduce the inrush current at times between switching from one power source to another or at times prior to reconnecting a reactive power source to power sources, to eliminate possible contact bounce when Q d fluctuates in the range of Q O , Q KУ1 and Q KU2 to the source of reactive power for a time equal to, for example, 5 s, determined by the constant discharge time of the capacitance to the active resistance of the KRM circuit, connect the active load.
Устройство для компенсации реактивной мощности содержит тяговый трансформатор с несколькими секциями вторичной обмотки, нагрузку, выполненную в виде выпрямительно-инверторного преобразователя электровоза с подключенными к нему преимущественно несколькими тяговыми двигателями, источник реактивной мощности, представляющий собой КРМ и состоящий из последовательно соединенных индуктивности и емкости, датчика напряжения и датчика тока, тиристорный ключ и блок управления тиристорным ключом. В устройство дополнительно введены ключи для подключения источника реактивной мощности к соответствующим источникам питания, блок управления ключами, задатчик режима работы для задания номера зоны регулирования напряжения и вычислительно-измерительный блок для определения моментов коммутации КРМ к соответствующим источникам питания.A device for reactive power compensation contains a traction transformer with several sections of the secondary winding, a load made in the form of a rectifier-inverter converter of an electric locomotive with mainly several traction motors connected to it, a reactive power source, which is a CRM and consists of inductors and capacitors connected in series, a sensor voltage and current sensor, thyristor switch and thyristor switch control unit. The device additionally contains keys for connecting a reactive power source to the corresponding power sources, a key control unit, an operating mode dial for setting the voltage regulation zone number and a computing and measuring unit for determining the switching points of the CRM to the corresponding power sources.
Новым в предлагаемом техническом решении, в отличие от прототипа, является то, что КРМ подключается только к тем источникам питания, от которых работает преобразователь. В целях снижения расхода электроэнергии исключается работа КРМ с низкими нагрузками, при которых собственные потери КРМ могут превысить снижение потерь в цепи от его применения.New in the proposed technical solution, in contrast to the prototype, is that the CRM is connected only to those power sources from which the converter operates. In order to reduce power consumption, CRM operation with low loads is excluded, in which CRM own losses can exceed the reduction in circuit losses from its use.
Сказанное позволяет сделать вывод о причинно-следственной связи между совокупностью существенных признаков и достигаемым техническим результатом.The foregoing allows us to conclude that there is a causal relationship between the totality of essential features and the achieved technical result.
На приложенных к описанию чертежах показано:The drawings attached to the description show:
на фиг.1 - схема подключения компенсатора реактивной мощности к источнику питания;figure 1 - connection diagram of a reactive power compensator to a power source;
на фиг.2 - энергетическая характеристика работы КРМ;figure 2 - energy characteristic of the CRM;
на фиг.3 - устройство, реализующее данный способ управления КРМ;figure 3 is a device that implements this method of controlling CRM;
на фиг.4 - блок-схема алгоритма управления, реализующего предлагаемый способ управления КРМ.figure 4 is a block diagram of a control algorithm that implements the proposed method for controlling CRM.
Устройство, реализующее данный способ управления (фиг.3), содержит тяговый трансформатор 1, преимущественно с несколькими вторичными обмотками, выступающими в качестве источников питания, выпрямительно-инверторный преобразователь (ВИЛ) электровоза 2 с подключенными к нему преимущественно несколькими тяговыми двигателями (ТД) 3, компенсатор реактивной мощности (КРМ) 4, датчик напряжения контактной сети (ДН) 5, датчик тока цепи тяговых двигателей (ДТ) 6, ключи (СК) 7, состоящие из ключа К1 и ключа К2, работающих в противоположных состояниях, блок управления ключами (БУСК) 8, тиристорный ключ (ТК) 9, блок управления тиристорным ключом (БУТК) 10, задатчик режима работы, в качестве которого может быть использован контроллер машиниста э.п.с. (КМ) 11, для задания номера зоны регулирования, вычислительно-измерительный блок (БВИ) 12 для определения моментов коммутации КРМ к соответствующим источникам питания. Параллельно конденсатору КРМ 4, через нормально замкнутые ключи 13 и 14 подключен резистор 15 для разряда остаточной емкости в моменты переключения КРМ 4 с одного источника питания на другой во избежание значительных бросков тока. Компенсатор реактивной мощности 4 выполнен в виде модуля и состоит из LC-контура, управляемого ключами 7 и 9, для подключения его к вторичным обмоткам тягового трансформатора 1. В качестве управляемых ключей 7 могут использоваться контакторы, обеспечивающие ступенчатое изменение реактивной мощности, и тиристоры 9, обеспечивающие плавное изменение реактивной мощности компенсирующего устройства. КРМ обеспечивает две ступени реактивной мощности в зависимости от подключения к выводам обмоток тягового трансформатора 1. Блок управления ключами 8 обеспечивает включение и выключение ключей 7 по сигналам, поступающим из вычислительно-измерительного блока 12, а также включение и выключение ключей 7 без обрыва силового тока. Блок управления тиристорным ключом 10 обеспечивает формирование сигналов управления в соответствии с алгоритмами, реализующими данный способ управления, безударное подключение LC-контуров КРМ 4 к обмотке тягового трансформатора 1 в момент перехода напряжения на тиристорном ключе 9 через ноль, а также отключение LC-контуров КРМ 4 от обмотки тягового трансформатора 1 в момент перехода тока тиристорного ключа 9 через ноль. Задание номера рабочей зоны питания Nz, характеризующего уровень питающего напряжения, формируемого подключением определенных источников напряжения к нагрузке, осуществляется переключением позиций электромеханического контроллера машиниста 11. При подключении КРМ 4 к источнику питания 1 одной из пар управляемых ключей 7 К1 или К2 происходит отключение одного из нормально замкнутых ключей К1 13 или К2 14, с целью разрыва цепи разрядного резистора 15, представляющего собой чисто активную нагрузку. Этим исключаются дополнительные потери при работе КРМ 4. На практике время разряда до приемлемого уровня выбирают на уровне 5 с.A device that implements this control method (Fig. 3) contains a traction transformer 1, mainly with several secondary windings acting as power sources, a rectifier-inverter converter (VLI) of an electric locomotive 2 with several traction motors (TD) 3 connected to it mainly , reactive power compensator (CRM) 4, voltage sensor of the contact network (DN) 5, current sensor of the chain of traction motors (DT) 6, keys (SK) 7, consisting of a key K1 and a key K2 operating in opposite states, unit pack key control (BUSK) 8, thyristor switch (TC) 9, thyristor switch control unit (BUTK) 10, operating mode dial, which can be used as a driver controller (KM) 11, for setting the number of the regulation zone, a computing and measuring unit (BVI) 12 for determining the moments of switching of the CRM to the corresponding power sources. In parallel to the capacitor KRM 4, through a normally closed switch 13 and 14, a resistor 15 is connected to discharge the residual capacity at the moments of switching the KRM 4 from one power source to another in order to avoid significant inrush currents. The reactive power compensator 4 is made in the form of a module and consists of an LC circuit controlled by keys 7 and 9, for connecting it to the secondary windings of the traction transformer 1. As control keys 7, contactors that provide a step change in reactive power, and thyristors 9, can be used providing a smooth change in the reactive power of the compensating device. KPM provides two stages of reactive power depending on the connection to the terminals of the windings of the traction transformer 1. The key control unit 8 provides for switching the keys 7 on and off according to the signals coming from the computing and measuring unit 12, as well as turning the keys 7 on and off without breaking the power current. The thyristor switch control unit 10 provides the formation of control signals in accordance with the algorithms that implement this control method, shockless connection of the KPM 4 LC circuits to the winding of the traction transformer 1 at the time of the transition of the voltage on the thyristor key 9 through zero, and also disconnection of the KPM 4 circuits from the winding of the traction transformer 1 at the moment the current of the thyristor switch 9 passes through zero. Setting the number of the working power supply zone Nz, characterizing the level of the supply voltage generated by connecting certain voltage sources to the load, is done by switching the positions of the electromechanical controller of the driver 11. When connecting the KRM 4 to the power source 1 of one of the pairs of controlled keys 7 K1 or K2, one of the normally disconnected closed keys K1 13 or K2 14, in order to break the circuit of the discharge resistor 15, which is a purely active load. This eliminates additional losses during the operation of the CRM 4. In practice, the discharge time to an acceptable level is chosen at the level of 5 s.
Вычислительно-измерительный блок 12 по информации, полученной с датчиков тока 6 и напряжения 5, задатчик режима работы (КМ) 11 выполняет измерение фактической реактивной мощности на токоприемнике электровоза, определение реактивной мощности, генерируемой КРМ, формирует сигнал на включение необходимой ступени КРМ, а также выполняет отключение КРМ или его модулей путем снятия управляющих импульсов при нарушениях заданных (нормальных) режимов работы. БВИ 12 осуществляет также и защиту от коммутационных перенапряжений на тиристорах ключевых элементов, от перегрузок по току, от внешних и внутренних коротких замыканий, от замыканий на землю, а также от повышения напряжения на конденсаторах LC-контуров свыше номинального напряжения.The computing and measuring unit 12 according to the information received from the current sensors 6 and voltage 5, the operating mode switch (KM) 11 measures the actual reactive power at the current collector of the electric locomotive, determines the reactive power generated by the CRM, generates a signal to turn on the necessary CRM stage, and disables the CRM or its modules by removing control pulses in case of violations of the specified (normal) operating modes. BVI 12 also provides protection against switching overvoltages on the thyristors of key elements, from overcurrents, from internal and external short circuits, from ground faults, as well as from raising the voltage on the capacitors of LC circuits above the rated voltage.
БВИ 12 состоит из микропроцессора, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ), постоянного запоминающего устройства (ПЗУ), аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) и таймеров-счетчиков. Микропроцессор, ОЗУ, ПЗУ, АЦП и таймеры-счетчики могут быть выполнены на базе промышленного контроллера М167-1х (каталог продукции АО "КАСКОД" "Бортовая и промышленная электроника", 189625, С-Петербург, Павловск, Фильтровское шоссе, 3 (тел. (812)466-5784, (812)476-0795), с.66).BVI 12 consists of a microprocessor, random access memory (RAM), read-only memory (ROM), analog-to-digital converter (ADC) and timer counters. The microprocessor, RAM, ROM, ADC and timer-counters can be made on the basis of the industrial controller М167-1х (KASKOD JSC product catalog "On-board and industrial electronics", 189625, St. Petersburg, Pavlovsk, Filtrovskoe shosse, 3 (tel. (812) 466-5784, (812) 476-0795), p.66).
Устройство, реализующее предлагаемый способ управления компенсатором реактивной мощности, работает следующим образом. При включении питания начинается работа вычислительно-измерительного блока 12, и определяют величину реактивной мощности нагрузки на основании информации с датчиков по формуле Qd=Pdtgφ, где Pd=IdUd, Id - ток нагрузки, Ud - напряжение на нагрузке, определяемое в зависимости от Id по внешним характеристикам преобразователя, записанным в ПЗУ БВИ 12, φ - сдвиг фаз между током и напряжением источника питания. При работе электровоза с реактивной мощностью Qd выше минимально допустимого значения подключают одну секцию КРМ к источнику энергии с наименьшим значением (Uист1), после чего снова определяют реактивную мощность цепи Qd и сравнивают ее значение со значением реактивной мощности работающей секции QКУ1, (фиг.1). При превышении реактивной мощности нагрузки над величиной мощности компенсатора переключают секцию компенсатора к источнику с большим напряжением (Uист2), после чего сравнивают значение реактивной мощности цепи с величиной мощности компенсатора QКУ2, и если оно ниже, то выполняют переключение компенсатора на источник напряжения с меньшим значением (Uист1), причем в моменты переключения замыкают ее на активное сопротивление 15 (разрядный резистор) с тем, чтобы при необходимости ее повторного подключения на источник питания избежать броска тока в цепи. Процесс повторяется циклически.A device that implements the proposed method of controlling a reactive power compensator operates as follows. When the power is turned on, the operation of the computing and measuring unit 12 begins, and the reactive power of the load is determined based on information from the sensors according to the formula Q d = P d tgφ, where P d = I d U d , I d is the load current, U d is the voltage at the load, determined depending on I d by the external characteristics of the converter recorded in the ROM of BVI 12, φ is the phase shift between the current and the voltage of the power source. When an electric locomotive with a reactive power Q d above the minimum permissible value is connected, one section of the CRM is connected to the energy source with the lowest value (Uist1), after which the reactive power of the circuit Q d is again determined and its value is compared with the value of the reactive power of the working section Q KU1 , (Fig .one). If the reactive power of the load exceeds the compensator power, the compensator section is switched to a source with a high voltage (Uist2), then the value of the reactive power of the circuit is compared with the compensator power Q KU2 , and if it is lower, the compensator is switched to a voltage source with a lower value (Uist1), and at the time of switching it is closed to active resistance 15 (discharge resistor) so that, if necessary, reconnect it to the power source to avoid a surge current in the circuit. The process is repeated cyclically.
Способ реализуют алгоритмом, приведенным на фиг.4. Выполнение его происходит циклически, старт программы происходит автоматически при подаче питающего напряжения на вычислительно-измерительный блок.The method is implemented by the algorithm shown in figure 4. Its execution occurs cyclically, the program starts automatically when a supply voltage is applied to the computing unit.
При подаче питающего напряжения на вычислительно-измерительный блок 12 происходит запуск управляющей программы (блок 16) и ввод значений величины реактивной мощности, которые может обеспечить КРМ 4 на первой QКУ1 и второй QКУ2 ступенях регулирования и значения минимально допустимой реактивной мощности источника реактивной мощности QO (блок 17). Затем осуществляют ввод значения силы тока тяговых двигателей Id и зоны регулирования ВИЛ 7 NZ (блок 18), определение напряжения на тяговых двигателях Ud по внешним характеристикам ВИП 7 (блок 19), определение фактической полезной мощности Pd (блок 20) и определение величины реактивной мощности составляющей Qd от фактической полезной мощности (блок 21).When a supply voltage is supplied to the computing and measuring unit 12, the control program is started (block 16) and the reactive power value is entered, which can be provided by KPM 4 at the first Q KU1 and second Q KU2 control steps and the minimum allowable reactive power of the reactive power source Q O (block 17). Then, the current values of the traction motors I d and the VIL 7 N Z regulation zone (block 18) are inputted, the voltage on the traction motors U d is determined by the external characteristics of the VIP 7 (block 19), the actual effective power P d is determined (block 20) and determining the magnitude of the reactive power of the component Q d from the actual net power (block 21).
После определения величины реактивной мощности Qd ее сравнивают с величинами QO и QКУ1 (блоки 22 и 23) и определяют, к какому источнику питания необходимо подключить LC-контур, соответственно устанавливая признак на включение требуемой ступени (блок 25 и блок 26). Если необходимо отключить КРМ 4, то устанавливается признак на отключение КРМ 4, то есть устанавливают признак на включение нулевой ступени (ступени 0) (блок 24).After determining the value of the reactive power Q d, it is compared with the values of Q O and Q KU1 (blocks 22 and 23) and it is determined which power supply the LC circuit must be connected to, correspondingly setting the sign to turn on the required stage (block 25 and block 26). If it is necessary to disable the CRM 4, then a sign is set to turn off the CRM 4, that is, a sign is set to enable the zero stage (stage 0) (block 24).
После определения требуемой ступени регулирования ее сравнивают с текущим состоянием компенсатора (блок 27) и, если требуемое и текущее состояния совпадают, то, сохраняя текущее значение компенсатора, переходят к блоку 17, в противном случае осуществляют переключение на требуемую ступень. Проверяют состояние компенсатора (блок 28), если компенсатор включен, то отключают компенсатор (блок 29), снимая управляющие сигналы с тиристорного ключа 9 и ключей 7. После отключения компенсатора запускается таймер (блок 30), отсчитывающий время коммутации, необходимое для того, чтобы емкость компенсатора разрядилась на разрядный резистор 15, причем в период времени коммутации продолжают контролировать величину реактивной мощности Qd. Время коммутации также обеспечивает гистерезис, благодаря которому возможно избежать "дребезга" ключей, появление которого возможно, если значение реактивной мощности Qd будет колебаться в области граничных значений QO и QKУ1. По окончании времени коммутации (блок 31) включают компенсатор на требуемую ступень (блок 32) путем подачи управляющих сигналов на ключи 7 и тиристорный ключ 9. После включения компенсатора программа автоматически переходит на блок 18 для обеспечения непрерывного контроля параметров управления.After determining the required control step, it is compared with the current condition of the compensator (block 27) and, if the required and current states are the same, then, keeping the current value of the compensator, go to block 17, otherwise, switch to the desired step. Check the condition of the compensator (block 28), if the compensator is turned on, turn off the compensator (block 29) by removing the control signals from the thyristor switch 9 and keys 7. After the compensator is turned off, a timer starts (block 30), which counts the switching time necessary to the compensator capacitance was discharged to the discharge resistor 15, and during the switching time period, the reactive power Q d was continued to be monitored. The switching time also provides hysteresis, due to which it is possible to avoid the “rattling” of keys, the appearance of which is possible if the reactive power value Q d fluctuates in the region of the boundary values Q O and Q KУ1 . At the end of the switching time (block 31), the compensator is turned on to the desired stage (block 32) by supplying control signals to the keys 7 and the thyristor switch 9. After the compensator is turned on, the program automatically switches to block 18 to ensure continuous monitoring of the control parameters.
Параметры КРМ:CRM parameters:
первая ступень: U=638 В, QKУ1=94 квар;first stage: U = 638 V, Q KU1 = 94 kvar;
вторая ступень: U=928 В, QKУ1=200 квар.second stage: U = 928 V, Q KУ1 = 200 kvar.
Таким образом, предлагаемый способ управления компенсатором реактивной мощности и устройство, его реализующее, обеспечивают повышение коэффициента мощности и снижение расхода электроэнергии э.п.с.Thus, the proposed method for controlling a reactive power compensator and a device that implements it provide an increase in power factor and a decrease in electric power consumption
Промышленная применимость.Industrial applicability.
Предлагаемый способ управления КРМ и устройство, его реализующее, апробированные на опытной секции двухсекционного электровоза ВЛ80TK-1338, показали снижение расхода электроэнергии на 6-8%. Предлагаемое изобретение может найти применение на электроподвижном составе переменного тока в цепях тягового и вспомогательного привода.The proposed method for controlling CRM and a device that implements it, tested on the experimental section of a two-section electric locomotive VL80 TK- 1338, showed a decrease in energy consumption by 6-8%. The present invention can find application on the electromotive composition of alternating current in the traction and auxiliary drive circuits.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004127996/09A RU2282295C2 (en) | 2004-09-20 | 2004-09-20 | Method for controlling compensator of reactive power and device for realization of said method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004127996/09A RU2282295C2 (en) | 2004-09-20 | 2004-09-20 | Method for controlling compensator of reactive power and device for realization of said method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004127996A RU2004127996A (en) | 2006-02-20 |
| RU2282295C2 true RU2282295C2 (en) | 2006-08-20 |
Family
ID=36050854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004127996/09A RU2282295C2 (en) | 2004-09-20 | 2004-09-20 | Method for controlling compensator of reactive power and device for realization of said method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2282295C2 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447564C1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология" | Control method for reactive power compensator |
| CN104021926A (en) * | 2014-06-20 | 2014-09-03 | 沈阳工业大学 | Novel power transformer with functions of direct current magnetic bias and reactive compensation |
| RU2675620C1 (en) * | 2018-05-08 | 2018-12-21 | Дмитрий Иванович Панфилов | Method of managing power of static compensator of reactive power, operating in network of sinusoidal ac voltage |
| RU2742942C1 (en) * | 2020-07-20 | 2021-02-12 | Дмитрий Иванович Панфилов | Control method of power transmission line operation modes |
| RU2792862C1 (en) * | 2022-06-09 | 2023-03-28 | Дмитрий Иванович Панфилов | Method for controlling the power of a static reactive power compensator operating in a sinusoidal alternating voltage network |
-
2004
- 2004-09-20 RU RU2004127996/09A patent/RU2282295C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2447564C1 (en) * | 2010-08-12 | 2012-04-10 | Общество С Ограниченной Ответственностью "Авп Технология" | Control method for reactive power compensator |
| CN104021926A (en) * | 2014-06-20 | 2014-09-03 | 沈阳工业大学 | Novel power transformer with functions of direct current magnetic bias and reactive compensation |
| CN104021926B (en) * | 2014-06-20 | 2016-03-30 | 沈阳工业大学 | A kind of power transformer having D.C. magnetic biasing and no-power compensation function concurrently |
| RU2675620C1 (en) * | 2018-05-08 | 2018-12-21 | Дмитрий Иванович Панфилов | Method of managing power of static compensator of reactive power, operating in network of sinusoidal ac voltage |
| RU2742942C1 (en) * | 2020-07-20 | 2021-02-12 | Дмитрий Иванович Панфилов | Control method of power transmission line operation modes |
| RU2792862C1 (en) * | 2022-06-09 | 2023-03-28 | Дмитрий Иванович Панфилов | Method for controlling the power of a static reactive power compensator operating in a sinusoidal alternating voltage network |
| RU2804403C1 (en) * | 2023-03-15 | 2023-09-28 | Дмитрий Иванович Панфилов | Method for controlling power of static reactive power compensator operating in sinusoidal alternating voltage network |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004127996A (en) | 2006-02-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4350160B1 (en) | Magnetic energy regenerative switch with protection circuit | |
| JP6399462B2 (en) | AC pressure regulating electronic switch | |
| CN101345419B (en) | Series voltage quality regulator and fast investment and cutting method | |
| WO2007033599A1 (en) | A customer intelligent reactive power automatic compensation energy-saved device | |
| CA2820130A1 (en) | Power distribution systems | |
| CN100442626C (en) | Series active AC voltage quality regulator and controlling method | |
| CN104218585A (en) | Active power filter with power unit and control method thereof | |
| CN202034781U (en) | Chopped-mode reactive power continuous compensation device | |
| CN107846042A (en) | A kind of method for improving fossil power plant auxiliary engine frequency converter high-low pressure ride-through capability | |
| CA2405192C (en) | Power conversion apparatus | |
| CN111371173B (en) | Storage and discharge system and method for governing three-phase alternating current voltage sag | |
| RU2282295C2 (en) | Method for controlling compensator of reactive power and device for realization of said method | |
| CN102412733A (en) | Voltage-stabilizing and frequency-stabilizing power supply with wide range | |
| CN102447261B (en) | Alternate charging starting circuit and control method for chained static synchronous compensator | |
| JP2002517975A (en) | Voltage switching device | |
| CN107834939B (en) | Intelligent load balancer | |
| AU2007274573A1 (en) | Variable voltage supply system | |
| WO1994024622A1 (en) | Turnoff thyristor controlled series compensation system | |
| US20230010737A1 (en) | Power converter systems | |
| US7173349B2 (en) | Equipment and method for exchanging power, in shunt connection, with an electric power network, and use of such equipment | |
| RU2212086C2 (en) | Facility to compensate for reactive | |
| CN204906232U (en) | Three -phase asynchronous motor reduced -voltage starting and operation reactive compensation circuit | |
| CN104218586A (en) | Power unit of active power filter and control method of power unit | |
| Ahmed et al. | Comprehensive Comparative Analysis of TCSC on Power Flow Regulation in HVAC System | |
| CN116316664A (en) | Method and device for treating voltage sag of parallel active power filter based on super capacitor |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070921 |