SU1275641A1 - Система электропитани нагрузки - Google Patents

Description

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в системах электроснабжения быстроизменяющихся нагрузок.

Целью изобретения является расши- 5 рение диапазона и повышение быстродействия регулирования напряжения в системе электроснабжения.

На фиг. 1 представлена принципи« 1С альная схема системы электроснабжения; на фиг. 2 - структурная схема регулятора статического компенсатора; на фиг. 3 - зависимость мощности ком пенсатора от нагрузки при постоянном коэффициенте мощности; на фиг. 4 графическая последовательность переключения тиристорного устройства и регулирования тока тиристорно-реакторной цепи статического компенсато, г- 20 ра; на фиг. 5 - вольт-амперная характеристика компенсатора в предлагаемой системе электроснабжения.

Система электропитания нагрузки состоит из источника 1 питания, ли- ₂₅ нии 2 электропередачи, силового .... трансформатора 3, к вторичной обмотке которого подключены статический компенсатор 4 и нагрузка 5. Статический компенсатор 4 содержит параллельно включенные тиристорно-реактор- ³θ ную (шунтовой реактор 6 и антипараллельные тиристоры 7) и фильтровую (конденсаторная батарея 8 и фильтровый реактор 9) цепи. Измерительные трансформаторы тока 10 и напряже- 35 ния 11 включены на вход системы 12 регулирования тиристоров 7, состоящей из регулятора 13 и блока 14 управления, статическим компенсатором 4. Тиристорное переключающее устройст- 40 во состоит из биполярных тиристорных ключей 15 и 16. Общий вывод 17 ключей 15 и 16 подключен к линии 2элект-, ропередачи, а раздельные выводы - к основной 18 и промежуточной '19 от- 45 пайкам силового трансформатора 3. Измерительные трансформаторы тока 20 и напряжения 21 первичной обмотки силового трансформатора 3 и один из •выходов регулятора 13 включены на 50 вход блока 22 управления тиристорным переключающим устройством. Регулятор 13 содержит датчик 23 напряжения, подключенный к сумматору 24, датчик 25 тока, подключенный также к 55 сумматору 24 через блок 26, задающий статизм, и сумматор 27. Выход сумматора 24 подключен к выходу регулято ра 28 напряжения., Один из выходов устройства 26 подключен через сумматор 29 к формирователю 30 импульсов переключения, к блоку 22 управления тиристорным переключающим устройством.

Система работает следующим образом.

При активно-индуктивном характере нагрузки на вторичной обмотке трансформатора районной подстанции необходимо осуществлять встречное регулирование напряжения (повышение напряжения на вторичной обмотке с ростом нагрузки)Эту функцию в предлагаемой системе осуществляет регулятор 13, обеспечивая требуемый статизм вольтамперной характеристики компенсатора (фиг. 5). При минимальной нагрузке (S„.) включен ключ 15 (максималь“ИН ный коэффициент трансформации силового трансформатора 3) и реактор потребляет номинальную мощность (угол регулирования тиристоров 7ά,=0). На зависимостях (фиг. 3-5) этот режим описывается точкой о . С ростом нагрузки угол регулирования тиристоров 7 увеличивается и ток реактора 6 уменьшается по зависимости,показанной на фиг. 4. При этом увеличивается эквивалентная генерируемая мощность компенсатора Q (фиг. 3) и возрастает напряжение.на вторичной обмотке трансформатора 3, подчиняясь задаваемому регулятором 13 статизму. В точке δ ( S’) угол регулирования равен 90° и компенсатор генерирует максимальную при данном напряжении мощность Q_K2· Дальнейшее увеличение потребляемой нагрузки приведет к подаче управляющего импульса регулятором 13 в блок 22 управления на включение ключа 16 и отключение ключа 15. Это уменьшает коэффициент трансформации силового трансформатора 3. Синхронизация переключения ключей 15 и 16 производится по первичному току и напряжению (регистрируемыми измерительными трансформаторами 20 и 21) трансформатора 3. Переключение ключей производится без разрыва тока в первичной обмотке трансформатора.

При включении ключа 16 и отключении 15 для поддержания того же напряжения на вторичной обмотке трансформатора 3 угол регулирования сА уменьшается до нуля, что приводит к уменьшению до нуля тока компенсатора (или мощности

0_к). Этот режим системы электроснаб3 равна (зависимостьа-&-с) при условии поддерживания напряжения на вторичной обмотке трансформатора на заданной уровне. При этом установленная мощность каждого ключа равна

S =E*S КЛ макс ’ где S_MaKC - максимальное значение мощности нагрузки.

жения описывается точкой а' на показанных зависимостях. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к увеличению угла регулирования 6ί и росту мощности Q^, генерируемой компен- 5 сатором, т.е. повторяется практически тот же процесс регулирования, что и в предыдущем случае, когда ключ 16 был отключен, а ключ 15 включен. Регулятор 13 должен быть вы-¹⁰

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к электроэнергетике и предназначено дл  использовани  в системах электроснабже ни  быстроизмен ющихс  нагрузок. Целью изобретени   вл етс  расширение диапазона и повышение быстродействи  регулировани  напр жени  в системе электроснабжени  На фиг. 1 представлена прин1щпиальна  схема системы электроснабжени ; на фиг, 2 - структурна  схема регул тора статического компенсатора на фиг. 3 - зависимость МОРДНОСТИ ком пенсатора от нагрузки при посто нном коэффициенте мощности; на фиг. 4 графическа  последовательность переключени  тиристорного устройства и регулировани  тока тиристорно-реакторной цепи статического компенсатора; на фиг. 5 - вольт аш1ерш1  харак теристика компенсатора в предлагаемо системе электроснабжени . Система электропитани  нагрузки состоит из источника 1 питани , линии 2 электропередачи, силового ... трансформатора 3, к вторичной обмотке которого подключены статический компенсатор 4 и нагрузка .5. Статичес . кий компенсатор 4 содержит параллельно включенные тиристорно-реактор ную (шунтовой реактор 6 и антипараллельные тиристоры 7) и фильтровую (конденсаторна  батаре  8 и фильтро ,вый реактор 9) цепи. Измерит«гльные трансформаторы тока 10 и напр жени  11 включены на вход системы 12 регулировани  тиристоров 7, состо щей из регул тора 13 и блока 14 упра лени , статическим компенсатором 4. Тиристорное переключающее устройство состоит из бипол рных тиристорных ключей 15 и 16. Общий вывод 17 ключей 15 и 16 подключен к линии 2элект ропередачи, а раздельные выводы - к основной 18 и промежуточной 19 отпайкам силового трансформатора 3. Измерительные трансформаторы тока 2 и напр жени  21 первичной обмотки силового трансформатора 3 и один из выходов регул тора 13 включены на вход 22 управлени  ..тиристорным переключающим устройством. Регу л тор 13 содержит датчик 23 напр же ни , подключенный к сумматору 24, датчик 25 тока, подключенный также сумматору 24 через блок 26, задающи статизм, и сумматор 27, Выход сумма тора 24 подключен к выходу р€;гул то 12 ра 28 напр жени ., Один из выходов устройства 26 подключен через сумматор 29 к формирователю 30 импульсов переключе1ш , к блоку 22 управлени  тиристорным переключан цим устройством. Система работает следующим образом . При активно-индуктивном характере нагрузки на вторичной обмотке трансформатора районной подстанции необходимо осущегствл ть встречное регулирование напр жени  (повышение напр жени  на вторичной обмотке с ростом нагрузки)„ Эту функцию в предлагаемой системе осуществл ет регул тор 13, обеспечива  требуемый статизм вольтамперной характеристики компенсатора (фиг. 5). При минимальной нагруз (S ,,) включен ключ 15 (максимальке ный коэффициент трансформации силового трансформатора 3) и реактор потребл ет номинальную мощность (угол регулировани  тиристоров ). На зависимост х (фиг. 3-5) этот режим описываетс  точкой о . С ростом нагрузки угол регулировани  тиристоров 7 увеличиваетс  и ток реактора 6 уменьшаетс  по зависимости,показанной на фиг. 4. При этом увеличиваетс  эквивалентна  генерируема  мощность компенсатора Q (фиг. 3) и возрастает напр жение.на вторичной обмотке трансформатора 3, подчин  сь задаваемому регул тором 13 статизму. В точке S ( S) угол регулировани  равен 90° и компенсатор генерирует максимальную при данном напр жении мощность Дальнейшее увеличение потребл емой нагрузки приведет к подаче управл ющего импульса регул тором 13 в блок 22 управлени  на включение ключа 16 и отключение ключа 15. Это уменьшает коэффициент трансформации силового трансформатора 3. Синхронизаци  переключени  ключей 15 и 16 производитс  по первичному току и напр жению (регистрируемыми измерительными трансформаторами 20 и 21) трансформатора 3. Переключение ключей производитс  без разрыва тока в первичной обмотке трансформатора. При включении ключа 16 и отключении 15 дл  поддержани  того же напр жени  на вторичной обмотке трансформатора 3 угол регулировани  о уменьшаетс  до нул , что приводит к уменьшению до нул  тока компенсатора (или мощности Q). Этот режим системы электроснабжени  описываетс  точкой а на показанных зависимост х. Дальнейшее увеличение нагрузки приводит к увеличению угла регулировани  d и росту мощности Q , генерируемой компенсатором , т.е. повтор етс  практически тот же процесс регулировани , что и в предьдущем случае, когда , ключ 16 был отключен, а ключ 15 включен. Регул тор 13 должен быть вы полнен по структурной схеме, показан ной на фиг.
2. 2. Если напр жение на вы ходе блока 26, задающего статизм вольт-амперной характеристики статического компенсатора, превьшает -по роговое напр жение U, на выходе сум матора 29 по вл етс  положительное напр жение, которое запускает устройство 30, генерирующее импульс Блоки 22 и 14 управлени  - это системы управлени  тиристорными блоками дл  тиристорного переключающего устройства без разрыва тока в цепи обмотки трансформатора и непрерывног регулировани  компенсатором соответственно . В цепи регул тора 13, обеспечивающей управление током реактора 6, использовано регулирование по отклонению напр жени  с введением статизма по току нагрузки (статизм задаетс  цепью 25-26). При других соотношени х мощностей нагрузки 6 и компенсатора 4, схем трансформатора 3 и компенсатора 4 услови  настройки регул тора могут быть иными, однако во всех случа х возможно реализовать рассмотренный подход. С целью обеспе чени  плавного регулировани  напр же ни  на вторичной обмотке трансформатора 5 необходимо, чтобы регулируема мощность компенсатора давала возможность перекрывать скачок напр жени  при переключении ключей 15 и 16. Дл  районных сетей эту мощность можн оценить вьфажением Qper S,,. где Е - относительный диапазон изме нени  напр жени  с помощью ключа 15; S - мощность короткого замыка ни  на вторичной обмотке трансформатора. При изменении нагрузки от 5, до , мощность статического компенсатора в предлагаемой системе электроснабжени  ограничиваетс  величиной Q, в то врем  как в извест ной схеме эта величина должна быть лравна Q (зависимость ) при условии поддерживани  напр жени  на вторичной обмотке трансформатора на заданно уровне. При этом установленна  мощность каждого ключа равна S, . . ЧЛ где 3„ - максимальное значение мощности нагрузки. Формула изобретени  Система электропитани  нагрузки, содержаща  источник питани , линию электропередачи, силовой трансформатор , измерительные трансформаторы то-ка и напр жени , статический компенсатор , состо щий из включенных параллельно тиристорно-реакторной и фильтровой цепей, тиристорное переключающее устройство, общий вывод которого присоединен к линии электропередачи , а раздельные выводы - к двум отпайкам первичной обмотки силового трансформатора, блок управлени  статическим компенсатором и блок управлени  тиристорным переключающим устройством, отличающа с  тем, что, с целью расширени  диапазона и повышени  быстродействи  регулировани  напр жени , она снабжена регул тором, выполненным в виде датчиков напр жени  и тока, блока, задающего статизм, трех сумматоров, регул тора напр жени  и формировател  импульсов переключени , причем на входы датчиков тока и напр жени  включены вторичные выводы измерительных трансформаторов тока и напр жени  вторичной обмотки силового трансФорматора , выход датчика тока подключен через блок, задающий статизм, к одному из входов первого сукматора , другой вход которого подключен к источнику опорного напр жени , второй выход блока, задающего статизм , подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого подключен к источнику порогового напр жени , а выход второго сумматора подключен к формирователю импульсов переключени , выход которого подключен к блоку управлени  тиристорным переключающим устройством, выход первого сумматора включен на первый вход третьего сумматора, а выход третьего сумматора подключен к входу блока управлени  статическим компенсатором .

   махе - -- - 30 60 Sff.se.,