SU1381651A1 - Регул тор статического компенсатора реактивной мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных дл  компенсации реактивной мощности в установках индукционного нагрева, а также в установках с требуемым обеспечением значени  коэффициента мощности нагрузки Coscf, близким к единице . Цель изобретени  - упрощение и повышение надежности. Устройство

Description

i

(S

с

оо

00

О5

сл

фиг А

13

содержит датчик 6 тока, выполненный в аиде двух контуров индикации индуктивного и емкостного тока, работающих в противофазе и управл емых импульсами датчика 11 фазы напр жени , вырабатываемыми в момент прохождени  мгновенного значени  напр жени  через нуль. Контуры индикации состо т из резисторов 7, диодов 8, стабилитронов 9, трансформаторов тока 3 и транзисторов 10. Импульсы, вырабатываемые датчиком 11, подаютс  на транзисторы 10, Если ток на выходе преобразовател  1 совпадает по фазе с напр жением, т.е. в контуре нагрузки CosCf 1 , то напр жение на вторичных обмотках трансформаторов тока 3 в момент прохождени  импульсов равно нулю и на входах усилител  12, к которым подключены выходы конту1

ров датчика тока, напр жение тоже будет равно нулю. Если Cosg нагрузочного контура не равен нулю, т.е. ток отстает от напр жени  или опережает его, то в момент подачи импульса транзисторы 10 полностью открываютс  и подают на вход одного из каналов усилител  12 импульс напр жени , пропорциональный мгновенному значению тока в силовой цепи. При этом срабатывает один из контуров, ток через который пропускает один из диодов 8. Причем наличие импульса напр жени  на выходе первого контура указывает на индуктивный характер тока нагрузки, а на выходе второго - на емкостный. Регулирующий блок 13 выполнен по логической схеме на электромеханических реле. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах, предназначенных дл  компенсации реактивной мощности в уста- конках индукционного нагрева, а также в установках с требуемым обеспечением значени  коэффициента мощности нагрузки Cosq), близким к единице.

Целью изобретени   вл етс  упро- щение и повышение надежности устройства .

На фиг.1 представлена блок-схема регул тора статического компенсатора реактивной мощности; на фиг.2 - схема датчика фазы напр жени ; на фиг.З - схема регулирующего блока.

Регул тор содержит силовой преобразователь 1, к выходным зажимам которого подключен трансформатор 2 напр жени , через последовательно включенные трансформаторы 3 тока прсоединенный к нагрузочному контуру 4, состо щему из конденсаторов, на- грузки м группы коммутирующих устройств 5. Датчик 6 тока выполнен в виде двух контуров индикации индуктивного и емкостного тока, работающих в противофазе, которые состо т из резисторов 7, диодов 8, стабили

тронов 9, трансформаторов тока 3 и транзисторов 10.

В состав устройства вход т также регулируемый импульсный датчик 11 фазы напр жени , двухканальный усилитель 12 и регулируюгций блок 13.

Конденсаторы 14 и 15 зар дных контуров соединены с диодами 16 этих контуров и .диодом 17 индикатора пол рности . Кроме того, в данном устройстве содержатс  транзисторы 18 и 19, регулируемый резистор 20 и импульсный трансформатор 21.

Группа диодов 22 релейного логического узла соединена с катушками реле 23, 24 и 25, причем реле 23 снабжено контактами 26 и 27, реле 24 - контактами 28 и 29, реле 25 - контактом 30, катушка реле 31 подключена непосредственно к выходу одного из каналов усилител  12 и снабжена контактом 32. Имеетс  также независимый источник 33 напр жени .

К секционированной вторичной обмотке трансформатора 2 напр жени  подключен датчик 11 фазы напр жени . Узкие импульсы, вырабатываемые датчиком 11, подаютс  на базовые переходы транзисторов 10 в момент перехода напр жени  преобразовател  1 через нуль в одном заранее выбранном направлении. Если ток на выходе преобразовател  1 совпадает по фазе с напр жением, т.е. в контуре нагрузки Cosqj 1 , то напр жение на вторичных обмотках трансформаторов 3 тока в момент прохождени  указанных импульсов равно нулю и на входах усилител  12, к которым подключены выходы контуров датчика тока, напр жение тоже равно нулю. Нулю также равно выходное напр жение обоих каналов двухканального усилител  12.

Если Cosqi нагрузочного контура- не равен нулю, т.е. ток отстает от напр жени  или опережает его, то в момент подачи импульса транзисторы 10 полностью открываютс  и подают на вход одного из каналов усилител  12 импульс напр жени , пропорциональный мгновенному значению тока в силовой цепи. При этом срабатывает один из контуров, ток через который пропускает один из диодов 8, Причем наличие импульса напр жени  на выходе первого контура указывает на индуктивный характер тока нагрузки, а на выходе второго - на емкостный.

Таким образом, работа предлагаемого регул тора дл  поддержани  Cos Cf нагрузки, близкого к единице, сводитс  к тому, чтобы в момент прохождени  напр жени  через нуль величина мгновенного значени  тока в данный момент была близка к нулю.

Стабилитроны 9 введены в схему дл  создани  зоны нечувствительности необходимой дл  устойчивой работы регул тора . Величина зоны нечувствительности пропорциональна напр жению пробо  стабилитронов.

Напр жение с выходов усилител  12 (фиг.1) подаетс  на входы регулирующего блока 13, регулирующее воздействие от которого подаетс  на коммутирующие устройства 5, которые, в свою очередь, ввод т в работу определенное количество конденсаторов.

К вторичной обмотке трансформатора 2 напр жени  подключены два зар дных контура, содержащие в каждом один из диодов 16 (фиг.2) и конденсатор 14 или 15. При по влении положительного полупериода напр жени  на вторичной обмотке трансформатора 2 начинаетс  зар д конденсаторов 14 и 15 через диоды 16. Заканчиваетс 

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

зар д при достижении амплитуд,i напр жени  на вторичной оОмотке трансформатора 2, при этом конденсатор 15 зар жаетс  до напр жени , большего, чем конденсатор 14. В дальнейшем на конденсаторе 14 напр жение не измен етс , а на конденсаторе 15 уменьшаетс  вследствие его разр да на регулируемый резистор 20, включенный параллельно конденсатору 15. В начале разр да напр жение, приложенное к диоду 17, запирает его, Р дальнейшем напр жение на конденсаторе 15 становитс  меньше напр жени  на конденсаторе 14, напр жение на диоде 17 мен ет знак, он отпираетс . По базо-эм- митерному переходу транзистора 18 начинает протекать ток, что приводит к опрокидыванию комплементарной пары транзисторов 18 и 19 и быстрому разр ду конденсаторов 14 и 15 на первичную обмотку импульсного трансформатора 21, вторичные обмотки которого  вл ютс  выходными и подключены кажда  к своему транзистору 10 (фиг,1), открыва  пос. тедние на врем  прохождени  импульса.

Измен   неличину сопротивлени  резистора 20, можно регулировать наклон кривой разр дного напр жени  на конденсаторе 15 и Фазу импульса в широких пределах.

Регулирующий блок (фи1 ,3) состоит из п реле индуктивной группы (количество реле равно количеству коммутируемых секций конденсаторной батареи контура нагрузки, в данном случае п 3) и одного реле емкостной группы. Первое реле 23 индуктивной группы - без выдержки времени,остальные - с выдержкой времени, причем выдержки времени на срабатывание у всех одинаковы, а на отпадание пропорциональны пор дковому номеру реле . Реле 31 емкостной группы - без вьщержки времени,

При наличии индуктивного тока на шинах, питающих нагрузочный контур , на вьсходе первого канала двухканального усилител  12 по вл етс  напр жение, которое через один из диодов 22 подаетс  на катушку первого реле 23 индуктивной группы. Реле срабатывает, замыкающим контактом 26 подключаетс  катушка данного реле к щине питани , подключенной к независимому источнику 33 напр жени  через размыкающий контакт 32 реле

51 . При 1Ч Ь Lu.ixon усилител  12 отдел етс  (1Т напр жени  источника 33 олним из диодов 22 .

С раоотаншее реле 23 замыкает свой конта ;т (не покат ан) , иодаюп1ИЙ команду на срабатывание первого коммутирующего устройства 5 (фи1 ,1), включающего в работу первую сеюдию конденсаторов, и одновременно свой контакт 27, которым через другой диод группы 22 подключает катушку реле 2А к- первому выходу усилител  12. Если после срабатывани  реле 23 и подключени  первого конденсатора ток нагрузочного контура в момент измерени  г гановитс  меньше, чем нужно дл  пробо  стаби.питрона 9, т.е. оказываетс  в пределах зоны нечувстви- reJii.HOCTH, то на выходе усилител  12 напр жение рапно нулю, и реле 24 не срабатывает. Если ток нагрузки в момент измерени  больше зоны нечув- в индуктивной области, то после; ;||1щержки времени, необходи- мой дл  saiifiptuoHHH переходного про- u,iiccn под1а ючени  конденсатора, реле -:4 срабатывает, включа  вторую секцию конденсаторов, и подает на KaiviiiKV своим замыка оп1им контактом 28 напр жение от источника 33, а сво :ir-: замыкающим контактом 29 через п-й

диод

о 9

подключает катушку п-го реле

2S к 1(Ь ходу того л;е канала усилител . ; а 1 -е процесс такой же, как и при срабатывании реле 22.

При изменении ситуации в нагрузочном контуре, если ток этого контура примет емкстстный характер и по величине в MON e}iT измерени  больше зоны нечувствительности, то на выходе второго канала уси1П1тел  12 по вл етс  напр жение, срабатывает реле 3 и своим размыкающим контактом 32 отключает питание катушек реле 23, 24 и 2S 1П1ДУКТИПНОЙ группы от источника 33. Эти реле начинают последовательно отключатьс  в соответствии с вьщержко времени на отключение каж- дог о ре. те, отк, одну за другой секции конденсаторов контура 4 нагрузки . При уменьшении тока нагрузки до преде.чов зоны нечувствительности напр жение па выходе второго .:анала ус1шптел  12 становитс  равным нулю, реле 31 отпадает и своим размыкающим контактом 32 подает на- ;1р жение на катушки не успевших отключитьс  ррлс индуктивной группы.

, 0 5 Q

5

0

0

5

Таким образом фиксируетс  резонансное или близкое к нему состо ние нагрузочного контура.

Усилитель 12 выбираетс  с большим усилением и работает в режиме, близком к релейному.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   1 . Регул тор статического компенсатора реактивной мощности, содержащий трансформатор напр жени , датчик тока, подключенный к входу регулирующего блока, отличающий- с   тем, что, с целью упрощени  и повышени  надежности, он снабжен двухканальным усилителем и датчиком фазы напр жени , подключенным к вторичной обмотке трансформатора напр жени , выполненной с промежуточным выводом, а датчик тока выполнен в виде двух контуров индикации Индуктивного и емкостного тока соответственно , включенных противопол рно, каж-. дый из которых содержит последовательно соединенные диод, стабилитрон, транзистор и резистор, выводы которого  вл ютс  входом контура, соединенного с вторичной обмоткой трансформатора тока нагрузки и компенсатора , базо-эмиттерный переход транзистора первого контура и баэо-кол- лекторный переход второго контура соединены с выходом датчика фазы напр жени , выход каждого контура подключен через двухканальный усилитель к регулирующему блоку.
2. 2. Регул тор по п.1, о т л и ч а- ю щ и и с   тем, что датчик фазы напр жени  содержит два конденсатора , два транзистора, три диода, регулируемое сопротивление и импульсный трансформатор, один из выводов первичной обмотки которого соединен с одним из выводов первого и второго конденсаторов, регулируемого со- противлени  и с одним из крайних выводов вторичной обмотки трансформатора напр жени , второй крайний вывод которой соединен с анодом первого диода, катодом соединенного с вторым выводом регулируемого сопротивлени , вторым выводом первого конденсатора , коллектором первого транзистора и катодом второго диода, анодом соединенного с базой второго транзистора, эмиттер которого соединен с вторым выводом второго конcf3UZ .Z

   3/

   25

   32

   сриг.ъ