SU1571722A1 - Method of compensation of current distortions in multi-phase circuits with non-linear loads - Google Patents

Method of compensation of current distortions in multi-phase circuits with non-linear loads Download PDF

Info

Publication number
SU1571722A1
SU1571722A1 SU884477187A SU4477187A SU1571722A1 SU 1571722 A1 SU1571722 A1 SU 1571722A1 SU 884477187 A SU884477187 A SU 884477187A SU 4477187 A SU4477187 A SU 4477187A SU 1571722 A1 SU1571722 A1 SU 1571722A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
current
compensator
load
instantaneous
Prior art date
Application number
SU884477187A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Ефимович Тонкаль
Сергей Петрович Денисюк
Original Assignee
Институт проблем энергосбережения АН УССР
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Институт проблем энергосбережения АН УССР filed Critical Институт проблем энергосбережения АН УССР
Priority to SU884477187A priority Critical patent/SU1571722A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1571722A1 publication Critical patent/SU1571722A1/en

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к электроэнергетике и электротехнике, в частности к компенсации реактивных нагрузок в промышленных и автономных электрических сет х с помощью статических вентильных компенсаторов. Цель изобретени  - повышение точности компенсации искажений токов и расширение функциональных возможностей при несинусоидальном питающем напр жении в многофазных цеп х с нелинейными элементами. Провод тс  компенсаци  искажений тока за счет разделени  тока нагрузки Iн (T) на две составл ющие - активную Iа (T) и реактивную Iр (T) и последующа  компенсаци  реактивной составл ющей Iр (T) посредством подключени  к входным зажимам каждой фазы источника питани  одной фазы многофазного компенсатора, представл ющего собой источник заданной формы тока. Дл  расширени  функциональных возможностей и повышени  точности компенсации при наличии длительных интервалов периода работы, когда одноименные I-е фазы источника питани  и компенсатора искажений тока работают в генераторном режиме или I-  фаза компенсатора работает в генераторном режиме, а I-  фаза нагрузки - в режиме потреблени  энергии, предлагаетс  I-ю фазу компенсатора подключить к I-й фазе источника питани , имеющей на этом интервале противоположную пол рность по сравнению с I-й фазой нагрузки. 2 ил.The invention relates to power engineering and electrical engineering, in particular, to the compensation of reactive loads in industrial and autonomous electric networks using static valve compensators. The purpose of the invention is to improve the accuracy of current distortion compensation and to expand the functionality of a non-sinusoidal supply voltage in multiphase circuits with non-linear elements. Current distortions are compensated for by dividing the load current I n (T) into two components — active I a (T) and reactive I p (T) and then compensating the reactive component I p (T) by connecting to the input terminals of each the phase of the power source of a single phase of a multiphase compensator, which is a source of a given current form. To extend the functionality and increase the accuracy of compensation in the presence of long intervals of the operating period, when the same I phase of the power source and the current distortion compensator work in the generator mode or the I phase of the compensator operates in the generator mode and the load phase I energy, it is proposed to connect the first phase of the compensator to the first phase of the power source, which has opposite polarity in this interval compared to the first phase of the load. 2 Il.

Description

Изобретение относитс  к электроэнергетике и электротехнике, в частности к компенсации реактивных нагрузок в промышленных и автономных электрических сет х с помощью статических вентильных компенсаторов.The invention relates to power engineering and electrical engineering, in particular, to the compensation of reactive loads in industrial and autonomous electric networks using static valve compensators.

Цель изобретени  - повышение точности компенсации искажений токов и расширение функциональных возможностей при несинусоидальном питающем напр жении .The purpose of the invention is to improve the accuracy of the compensation of current distortions and the expansion of functionality with non-sinusoidal supply voltage.

На фиг. 1 изображена структурна  схема компенсатора; на фиг. 2 - структурна FIG. 1 shows a compensator circuit diagram; in fig. 2 - structural

схема системы управлени  устройством компенсации искажений токов.control circuit of the device for the distortion of the current

Компенсатор содержит двухфазный источник с фазами 1, 2, двухфазную нагрузку с фазами 3, 4, трансформаторы 5 и 6, датчики 7 и 8 тока, датчики 9 и 10 напр жени , трансфооматоры 11 и 12, ключевые элементы (вентили) 13-20, датчики 21-24 тока, ключевые элементы (вентили) 25-32, систему 33 управлени .The compensator contains a two-phase source with phases 1, 2, a two-phase load with phases 3, 4, transformers 5 and 6, current sensors 7 and 8, voltage sensors 9 and 10, transformers 11 and 12, key elements (valves) 13-20, current sensors 21-24, key elements (valves) 25-32, control system 33.

Система 33 управлени  (фиг. 2) содержит схемы 34 и 35 дл  управлени  переключением первичной обмотки трансферThe control system 33 (FIG. 2) contains circuits 34 and 35 for controlling the transfer of the primary winding of the transfer

XJXj

гО Юgo yu

маторов 11 и 12 соответственно, умножитель 36, компаратор 37, формирователь 38 импульсов управлени  вентил ми, умножитель 39, компаратор 40, формирователь 41 импульсов управлени  вентил ми, умножители 42 и 43, интеграторы 44 и 45, делитель 46. схему 47 дискретизации с запоминанием отсчетов, умножитель 48. сумматоры 49- 51. блок 52 запаздывани  первого пор дка, компаратор 53 с гистерезисом, формирователь 54 импульсов управлени  вентил ми, блок 55 синхронизации.mators 11 and 12, respectively, multiplier 36, comparator 37, valve control pulse shaper 38, multiplier 39, comparator 40, valve control pulse shaper 41, multipliers 42 and 43, integrators 44 and 45, divider 46. memorization sampling circuit 47 counting, multiplier 48. adders 49-51. first order delay block 52, comparator 53 with hysteresis, driver control pulse generator 54, synchronization unit 55.

Силова  часть, подсоедин ема  между двум  фазами источника питани  ед(т)-1, ев(г)-2, последовательно с которыми включены соответственно первый 7 и второй 8 датчики тока, а параллельно - первый 9 и второй 10 датчики напр жени  и двум  фазами нагрузки ZA 3, ZB 4, последовательно с которыми включены соответственно п тый 23 и шестой 24 датчики тока, гальванически разв зана через первый 5 и второй 6 трансформаторы и содержит две группы управл емых вентилей, причем в первой группе вентили 13-16 включены по мостовой схеме, в одну диагональ которой включена пер вична  обмотка третьего трансформатора 11, а узлы второй диагонали через рентили 25 и 26 подсоединены к вторичной обмотке од первого трансформатора 5 и через венти ли 29, 30 подсоединены к вторичной обмот ке ад второго трансформатора 6, вторична  обмотка третьего трансформатора 11 последовательно с третьим датчиком тока 21 включена параллельно к фазе А нагрузки 3, во второй группе вентили 17-20 включены по мостовой схеме, в одну диагональ которой включена первична  обмотка четвертого трансформатора 12, а узлы второй диагонали через вентили 27 и 28 подсоединены к вторичной обмотке Уе второго трансформатора 6 и через вентили 31 и 32 подсоединены к вторичной обмотке со з первого трансформатора 5, вторична  обмотка четвертого трансформатора 12 последовательно с четвертым датчиком 22 тока включена параллельно к фазе В нагрузки 4, управл ющие выводы вентилей 13-20, 25-32 подсрединены к выходам системы 33 управлени , входы которой соединены с выходами датчиков 7 и 8, 21-24 тока и датчиков 9 и 10 напр жени .The power part connected between the two phases of the power source u (t) -1, eu (g) -2, in series with which the first 7 and second 8 current sensors are connected, and in parallel the first 9 and second 10 voltage sensors and two the load phases ZA 3, ZB 4, in series with which the fifth 23 and sixth 24 current sensors are connected, respectively, are galvanically developed through the first 5 and second 6 transformers and contain two groups of controllable gates; bridge circuit, in which one diagonal is included the primary winding of the third transformer 11, and the nodes of the second diagonal through rentil 25 and 26 are connected to the secondary winding of the first transformer 5 and through the valves 29, 30 are connected to the secondary winding of the second transformer 6, the secondary winding of the third transformer 11 in series with the third current sensor 21 is connected in parallel to phase A of load 3, in the second group, valves 17-20 are connected according to a bridge circuit, in one diagonal of which the primary winding of the fourth transformer 12 is included, and the nodes of the second diagonal through valves 27 and 28 along connected to the secondary winding Ye of the second transformer 6 and through valves 31 and 32 connected to the secondary winding of the first transformer 5, the secondary winding of the fourth transformer 12 in series with the fourth current sensor 22 is connected in parallel to the phase B of the load 4, the control terminals of the valves 13-20 , 25-32 are sub-center to the outputs of the control system 33, the inputs of which are connected to the outputs of sensors 7 and 8, current 21-24 and sensors 9 and 10 of voltage.

В системе управлени , изображенной на фиг. 2, входы схем 34 и 35 управлени  переключением первичных обмоток трансформаторов св заны с выходами датчиков 7 и 8, 21-24 тока и датчиков 9 и 10 напр жени , а выходы блоков 34, 35 - с управл ющими входами вентилей 13-20, входы умножителей 36 и 39 св заны с выходами датчиков 7, 8, 21 и 22, выходы умножителей 36 и 39 соответственно через компараторы 37 иIn the control system shown in FIG. 2, the inputs of switching circuits 34 and 35 of the primary windings of transformers are connected to the outputs of sensors 7 and 8, current 21-24 and sensors 9 and 10 of voltage, and the outputs of blocks 34, 35 to control inputs of valves 13-20, inputs The multipliers 36 and 39 are connected to the outputs of sensors 7, 8, 21 and 22, the outputs of multipliers 36 and 39, respectively, through the comparators 37 and

40 подключены к входам формирователей 38 и 41 импульсов управлени  вентил ми, выходы которых подключены к управл ющим входам вентилей 25-32, причем в схеме 35 управлени  переключением40 are connected to the inputs of the formers 38 and 41 of the control pulse of the valves, the outputs of which are connected to the control inputs of the valves 25-32, and in the switching control circuit 35

0 первичной обмотки трансформатора 12 входы умножител  42 св заны с выходами датчиков 10 и 24, входы умножител  43 - с выходом датчика 10, выход умножител  42 - с входом интегратора 44, выход которого0 the primary winding of the transformer 12, the inputs of the multiplier 42 are connected to the outputs of the sensors 10 and 24, the inputs of the multiplier 43 - to the output of the sensor 10, the output of the multiplier 42 - to the input of the integrator 44, the output of which

5 соединен с перпым входом делител  46, выход умножител  43 св зан с входом интегратора 45, выход которого св зан с вторым входом делител  46, выход делител  46 через схему 47 дискретизации с запомииани0 ем отсчетов св зан с первым входом умножител  48, второй вход которого подключен к выходу датчика 10, выход умножител  48 подсоединен к неинвертирующему входу сумматора 49 у кот j инвертиру5 ющий вход подключен к выходу датчика 8 тока, а выход - к неичвертирующему входу сумматора 50, инвертирующий вход которого св зан с выходом датчика 22 тока, выход сумматора 50 подключен к неинвертирую0 щему входу сумматора 51, выход которого через блок 52 запаздывани  первого пор дка м компаратор 53 с гистерезисом соединен с входом формировател  54 импульсов управлени  вентил ми выходы которого5 is connected to the first input of the divider 46, the output of the multiplier 43 is connected to the input of the integrator 45, the output of which is connected to the second input of the divider 46, the output of the divider 46 is connected to the first input of the multiplier 48, the second input of which is connected to the output of the sensor 10, the output of the multiplier 48 is connected to the non-inverting input of the adder 49 cat j the inverting input connected to the output of the current sensor 8, and the output to the non-inverting input of the adder 50, the inverting input of which is connected to the output of the current sensor 22, the output su The mmator 50 is connected to a non-inverting input of the adder 51, the output of which through the first-order delay block 52 is a hysteresis comparator 53 connected to the input of the valve control generator 54 whose outputs

5 св заны с управл ющими электродами четырех управл емых вентилей 17-20, выход компаратора 53 с гистерезисом св зан также с инвертирующим входом сумматора 51, выходы блока 55 синхронизации соединены5 are connected to the control electrodes of four controllable valves 17-20, the output of the comparator 53 is also connected to the hysteresis with the inverting input of the adder 51, the outputs of the synchronization unit 55 are connected

0 с регулирующими входами интеграторов 44 и 45 и схемы 47 дискретизации с запоминанием отсчетов0 with regulating inputs of integrators 44 and 45 and sampling memory 47 circuits

Способ осуществл етс  следующим образомThe method is carried out as follows.

5В соответствии со способом компенсации искажений тока в многофазных цеп х измер ют мгновенные значени  напр жени  источника питани  и тока нагрузки, производ т разделение тока нагрузку на5 In accordance with the method of compensating for current distortions in multiphase circuits, instantaneous values of the supply voltage and load current are measured, the current is divided by the load

0 активную и реактивную составл ющие на интервалах периода работы когда одноименные i e фазы источника питани  и компенсатора работают з генераторном режиме или 1-  фаза компенсатора работает0 active and reactive components at intervals of the period of operation when the same i e phase of the power source and compensator work in generator mode or phase 1 of the compensator is working

5 в генераторном режиме, а i-  фаза нагрузки - в режиме потреблени  энергии, i-ю фазу компенсатора подключают к i-й фазе источника питани , имеющей на этом интервале противоположную пол рность напр жени  по сравнению с i и фазой формируют ток5 in the generator mode, and the i-phase of the load is in the energy consumption mode, the i-th phase of the compensator is connected to the i-th phase of the power source, which has opposite polarity of voltage in this interval compared to i and the phase forms the current

компенсатора, включенного параллельно нагрузке, равным противоположным значени м реактивной составл ющей тока нагрузки .a compensator connected in parallel with the load equal to the opposite values of the reactive component of the load current.

Таким образом, ток, потребл емый от источника питани , становитс  равным активной составл ющей тока нагрузки, т.е форма потребл емого от источника питани  тока совпадает с формой напр жени  на его зажимах, и повышаетс  точность компенсации искажений, когда одноименные I- е фазы источника питани  работают в генераторном режиме,Thus, the current consumed from the power source becomes equal to the active component of the load current, i.e. the form consumed from the current power source coincides with the voltage form on its terminals, and the accuracy of distortion compensation increases when the same I-e phases the power source operates in generator mode,

Разделение тока нагрузки iH(t) на составл ющие ia(t) и ip(t) дл  каждой фазы происходит следующим образомThe separation of the load current iH (t) into components ia (t) and ip (t) for each phase is as follows

Если напр жение одной фазы источника питани  есть произвольна  периодическа  с периодом Т функци  Ur(t). то ток нагрузки iH(t) можно представить в виде суммы активной и реактивной составл ющих.If the voltage of one phase of the power source is arbitrary periodic with a period T, the function Ur (t). then the load current iH (t) can be represented as the sum of the active and reactive components.

iH(t)la(t)+ip(t).iH (t) la (t) + ip (t).

где la(t) P/U2flUr(t); P jSJ0 iH(t)Ur(t)dt активна  мощность, потребл ема  нагрузкой;where la (t) P / U2flUr (t); P jSJ0 iH (t) Ur (t) dt active power consumed by the load;

1)д - действующее значение напр жени  источника питани . Дл  токов ia(t) и ip(t) выполн ютс  соотношени :1) e is the actual value of the voltage of the power source. For currents ia (t) and ip (t), the relations are:

Т/о ia(t)Ur(t)dt P;T / ia (t) Ur (t) dt P;

Т/о IpWUrMdt 0 .T / o IpWUrMdt 0.

(1)(one)

Если параллельно нагрузке подключить компенсатор с током iK(t) -ip(t), то ток ir(t), потребл емый от источника питани , будет равенIf parallel to the load we connect a compensator with a current IK (t) -ip (t), then the current ir (t) consumed from the power source will be equal to

ir(t) lH(t) + iK(t) ia(t).(2)ir (t) lH (t) + iK (t) ia (t). (2)

При этом компенсатор согласно выражению (1), не будет потребл ть реактивную мощность.In this case, the compensator according to the expression (1) will not consume reactive power.

Рассмотрим формирование алгоритмов подключени  фаз дроссельного компенсатора к фазам источника питани  при генерации i-й фазой компенсатора тока ip.i(t) в соответствии с выражением (1). При формировании таких алгоритмов необходимо подводить реальный баланс в системах электропитани , содержащих многофазные цепи с нелинейными элементами, в частности вентильные преобразователи. Дл  определени  баланса электроэнергии необходимо учитывать особенности таких целей: большое число переключений вентилей на периоде работы, искажени  токов и напр жений, различна  интенсивность преобразовани  электромагнитной энергии в другие виды, отключение элементов системы друг от друга, изменение характера на- -рузки (cos а нагрузки) ОпределениеLet us consider the formation of algorithms for connecting the phases of a throttle compensator to the phases of the power source when generating the i-th phase of the current compensator ip.i (t) in accordance with the expression (1). When forming such algorithms, it is necessary to bring a real balance in power supply systems containing multiphase circuits with nonlinear elements, in particular, valve converters. To determine the balance of electricity, it is necessary to take into account the characteristics of such goals: a large number of valve switches during the period of operation, distortion of currents and voltages, the intensity of conversion of electromagnetic energy into other types, the disconnection of system elements from each other, the change in the nature of the load (cos load ) Definition

1Контролируемое сечение системы - сечение системы, в котором определ ютс 1 The controlled cross section of the system is the cross section of the system in which the

значени  мгновенных токов и напр жений,values of instantaneous currents and voltages

2Энергетически неизменное состо ние (ЭНС) системы - состо ние системы, характеризующеес  интервалом работы2Energy unchanged state (ENS) of the system - the state of the system, characterized by the interval of work

0 (ti-ti-i), дл  которого потоки мгновенных значений энергии через контролируемые сечени   вл ютс  неизменными по направлению .0 (ti-ti-i), for which the instantaneous energy fluxes through controlled sections are unchanged in direction.

Введем обозначени - пэнс число ЭНСWe introduce the notation - Pans number ENS

5 системы; пгг{пгн) - число фаз источника питани - Пцг(пнн) число фаз нагрузки, работающих в режиме генерации (потреблени ) электроэнергии, /Уг,(Л/гн)- энерги , генерируема  (потребл ема ) фазами генерато0 ров; Л/нг(Л/нн) - энерги , генерируема  (потребл ема ) фазами нагрузок, fi, 12, гз. Т4 - функции целочисленных переменных, устанавливающие св зь между пор дковым номером фазы источника питани  или на5 грузки, ЭНС системы и индексами суммировани  j, k, I, m. Баланс электроэнергии в системе дл  множества контролируемых сечений5 systems; Пгг (pgn) - the number of phases of the power source - Ptsg (pnn) the number of phases of the load operating in the mode of generation (consumption) of electricity, / U, (L / g) - the energy generated (consumed) by the phases of the generators; L / ng (L / nn) - the energy generated (consumed) by the phases of the loads, fi, 12, hz. T4 are the functions of integer variables that establish the relationship between the sequence number of the phase of the power supply or load, the ENS of the system, and the summation indices j, k, I, m. The balance of electricity in the system for a variety of controlled sections

пэнсnrr ipensrr i

ЛНМLNM

Ј (( 2 Wrr.fl(i,j)+2 I Wnr f2(l.k)l VЈ ((2 Wrr.fl (i, j) + 2 I Wnr f2 (l.k) l V

- 1 х х I 1k 1- 1 x x I 1k 1

i 1 v ji 1 v j

ПННPNN

3535

2 WHH fa (i.e) + I 12 WHH fa (i.e) + I 1

ПГНPHN

+ 2 I Л/гн+ 2 I L / h

m 1m 1

.m) I ))0.m) i)) 0

(3)(3)

4040

Величина пнэс, Пп-.i, nHrj, ПннЛ пГц.1, составл ющие энергии, вид функции fi, f2, тз. f4 определ ютс  на основании расчета энергетического режима в системе.The magnitude of Pnes, Pn-.i, nHrj, PnnL PHz.1, components of energy, type of function fi, f2, c3. f4 is determined based on the calculation of the energy regime in the system.

Из уравнени  баланса (3) следует, чтоFrom the balance equation (3) it follows that

каждое из множеств фаз источника питани  и нагрузки разбиваетс  на два подмножества . К первым таким подмножествам относ тс  элементы, работающие в режимеEach of the power supply and load phase sets is divided into two subsets. The first such subsets are elements that operate in the mode

генерации электромагнитной энергии, а к вторым - в режиме потреблени . При этом мгновенные и интегральные за врем  to() величины энергии, генерируемые и потребл емые элементамиgeneration of electromagnetic energy, and to the second - in the mode of consumption. At the same time, the instantaneous and integral for the time to () quantities of energy generated and consumed by the elements

многофазной цепи, равны.multiphase circuit are equal.

По предлагаемому способу ЭНС системы , при которых фазы источника питани  работают в режиме потреблени  электромагнитной энергии, а фазы нагрузок - в режимах потреблени  или генерации электромагнитной энергии или фазы источника питани  работают в режиме потреблени , а фазы нагрузок-- в режиме генерации, должны быть исключены. При ЭНС, когда фазы источника питани  работают в режиме генерации , а фазы нагрузок - в режиме потреблени , форма тока компенсатора i«(t) должна удовлетвор ть услови м (1) и (2)According to the proposed method, ENS systems in which the phases of the power source operate in the mode of consumption of electromagnetic energy, and the phases of loads - in the modes of consumption or generation of electromagnetic energy or phases of the power source work in the mode of consumption, and phases of loads - in the generation mode, should be excluded . During ENS, when the phases of the power source operate in the generation mode, and the phases of the loads - in the consumption mode, the form of the compensator current i "(t) should satisfy the conditions (1) and (2)

Формирование требуемого закона изменени  тока 1кй на интервалах ЭНС, когда рассматриваема  фаза источника питани  работает в режиме генерации, а фаза нагрузки - в режиме потреблени , либо данна  фаза источника питани  и нагрузки работают в режиме генерации, а фаза нагрузки - в режиме потреблени , либо данна  фаза источника питани  и нагрузки работают в режиме потреблени  электромагнитной энергии, осуществл етс  за счет широтно-импульсной модул ции сигнала, поступающего на соответствующий дроссельный компенсатор от одноименной фазы источника питани . Дл  устранени  других типов ЭНС, когда i-  фаза нагрузки работает в режиме генерации электромагнитной энергии, генераци  требуемой формы тока компенсатора осуществл етс  за счет подключени  к данной i-й фазе компенсатора следующей фазы источника питани  Режим работы такой фазы компенсатора иной по сравнению с режимом работы 1-й фазы нч грузки При этом напр жение следующей фазы источника питани  имеет напр жение, которое противоположно по знаку по отношению к i-й фазе нагрузкиFormation of the required law of change of current 1k on the ENS intervals, when the considered phase of the power source is operating in the generation mode, and the load phase is in the consumption mode, or this phase of the power source and load is operating in the generation mode, and the load phase is in the consumption mode, or the phase of the power source and the load operate in the mode of consumption of electromagnetic energy, is carried out due to the pulse-width modulation of the signal fed to the corresponding throttle compensator from the phase of the same name and source of power. To eliminate other types of ENS, when the i-phase of the load operates in the mode of generation of electromagnetic energy, the required form of the compensator current is generated by connecting the next phase of the power source to this i-th phase of the compensator. The mode of this compensator phase is different compared to Phase 1 of the low load At the same time, the voltage of the next phase of the power source has a voltage that is opposite in sign to the i-th phase of the load

Исход  из изложенного, алгоритм работы устройства, реализующего данный способ , состоит в выполнении следующих этапов:The outcome of the above, the algorithm of the device that implements this method is to perform the following steps:

измерение мгновенных значений тока и напр жени  фаз источника питани , а также тока дроссельного компенсатора и нагрузки;measurement of the instantaneous values of the current and voltage of the power supply phases, as well as the current of the throttle compensator and the load;

определение фазы источника питани , котора  должна подключатьс  к i-й фазе дроссельного компенсатора;determining the phase of the power source to be connected to the i-th phase of the throttle compensator;

формирование эталонных сигналов го- ка компенсатора;generation of reference signals for the compensator gok;

отслеживание мгновенных значений тока дроссельного компенсатора.tracking instantaneous values of the throttle compensator current.

Рассмотрим работу цепи с нелинейными элементами, содержащей две фазы - А и В.Consider the operation of a circuit with nonlinear elements containing two phases - A and B.

Устройство, изображенное на фиг. 1 и 2 и реализующее предложенный способ компенсации токов в многофазных цеп х с нелинейными элементами, работает следующим образом.The device shown in FIG. 1 and 2, which implements the proposed method for compensating currents in multiphase circuits with nonlinear elements, works as follows.

С помощью датчиков 7, 8, 21-24 тока и 9 и 10 напр жени  осуществл етс  гальваническа  разв зка, согласование уровней сигналов энергетических цепей иUsing sensors 7, 8, 21-24 of the current and 9 and 10 of the voltage, galvanic isolation, coordination of the levels of the energy circuits and

измерительной частм устройства, а также измерение мгновенных значений напр жений фаз источника питани  UA(T), L)B(t), тока фаз источника питани  д(г), isft), тока дроссельного компенсатора in(t), ii2(t), тока фазthe measuring part of the device, as well as the measurement of the instantaneous values of the phase voltage of the power source UA (T), L) B (t), the phase current of the power source d (g), isft), the throttle compensator current in (t), ii2 (t) phase current

нагрузки izA(t), IzB(t). Выходное напр жение этих датчиков, пропорциональное измеренным значени м токов и напр жений, поступает на вход системы 33 управлени , котора  и вырабатывает управл ющие импульсы на вентили 13-20, 25-32.load izA (t), IzB (t). The output voltage of these sensors, proportional to the measured values of currents and voltages, is fed to the input of control system 33, which produces control pulses at the valves 13-20, 25-32.

Введенные первый 5 и второй 6 трансформаторы осуществл ют гальваническую разв зку не только источников питани  (обмотки СУ1, а) А с преобразователем и нагрузкой (обмотки 0)2, со б), но и с источником питани  дроссельных компенсаторов, построенных на основе трансформаторов 11 и , 12 (обмотки сиз, л е).The first 5 and second 6 transformers introduced are galvanically isolated not only from power sources (windings SU1, a) A with a converter and load (windings 0) 2, from b), but also from a power source of throttle compensators built on the basis of transformers 11 and, 12 (windings siz, le).

Формирование управл ющих импульсов на вентили рассмотрим на примере фазы В. Дл  этого проанализируем работу блоков 35, 39-41,55The formation of control pulses on the valves will be considered using the example of phase B. To do this, we analyze the operation of blocks 35, 39-41,55

В зависимости от значений токов и напр жений , снимаемых с датчиков 8, 10, 22 иDepending on the values of currents and voltages taken from sensors 8, 10, 22 and

24, питание дроссельного компенсатора ьа базе трансформатора 12 осуществл етс  либо от обмотки трансформатора 6 или обмотки ш трансформатора 5 На периоде работы в соответствии с выражением (3) в24, the power supply of the throttle compensator to the base of the transformer 12 is carried out either from the winding of the transformer 6 or the winding w of the transformer 5 In the period of operation in accordance with the expression (3) in

общем случае можно выделить четыре характерных режима работы приведенных в таблице, где введены обозначени  Г - генераторный режим, П - режим потреблени  При режиме работы 1 дроссельный компенсатор на базе трансформатора 12 подключаетс  к второму трансформатору 6. При этом ключи 27 и 28 наход тс  в замкнутом состо нии, а ключи 31, 32 - в разомкнутом. Дл  компенсации искажений токов требуетс  устранение режимов работы 2-4.In general, we can distinguish four characteristic operating modes listed in the table, where the designations G are entered - generator mode, P - consumption mode. In operation mode 1, the throttle compensator based on transformer 12 is connected to the second transformer 6. Keys 27 and 28 are in closed state, and the keys 31, 32 - in the open. To compensate for current distortion, it is necessary to eliminate operating modes 2-4.

В соответствии с предлагаемым способом при наличии режимов 1 и 3 на периоде работы схемы формирование тока u(t) в соответствии с выражени ми (1) и (2) осущест0 ал етс  за счет широтно-импульсной модул ции сигнала, поступающего на вход дроссельного компенсатора (блоки 12, 17- 20) от фазы В источника питани  Дл  этих режимов дроссельный компенсатор подключей к фазе В источника питани , При- наличии режимов работы 2 и 4 дроссельный компенсатор на базе трансформатора 12 отключаетс  от трансформатора 6 и подключаетс  к трансфоматору 5 т е к фазеIn accordance with the proposed method, in the presence of modes 1 and 3 on the period of operation of the circuit, the current u (t) is formed in accordance with expressions (1) and (2) due to the pulse-width modulation of the signal applied to the input of the throttle compensator (blocks 12, 17-20) from phase B of the power source. For these modes, a throttle compensator connected to phase B of the power source. If operating modes 2 and 4 are present, the throttle compensator based on transformer 12 is disconnected from transformer 6 and connected to transformer 5 of to phase

источника питани  (ключи 27 и 28 - в разомкнутом состо нии, ключи 31 и 32 - в замкнутом ), .power supply (keys 27 and 28 - in the open state, keys 31 and 32 - in the closed state),.

Выработка управл ющих импульсов на ключи 25-32 производитс  формировател ми импульсов на основе информации, поступающей с блоков 36, 37, 39 и 40, в соответствии с изложенным выше.The generation of control pulses on the keys 25-32 is performed by the pulse shaper based on the information received from blocks 36, 37, 39 and 40, as described above.

На примере блока 35 рассмотрим формирование заданной формы тока компенсатора в соответствии с информацией, снимаемой с датчиков 8, 22 и 24 тока и 10 напр жени .Using the example of block 35, we will consider the formation of a given form of the current of the compensator in accordance with the information taken from the sensors 8, 22 and 24 of the current and voltage 10.

Сигнал с выхода умножител  43, пропорциональный Ur (t), поступает на вход интегратора 45 и интегрируетс  в течение периода Т. Сигнал с выхода интегратора 45, пропорциональный квадрату действующего значени  напр жени  Уд , поступает на второй вход делител  46, на первый вход которого поступает сигнал с выхода интегратора 44, пропорциональный величине активной мощности Р, потребл емой нагрузкой 4 (считаем, что активна  мощность, потребл ема  ключевыми и реактивными элементами , мала по сравнению со значением Р и величиной этой мощности можно пренебречь ). На вход интегратора 44 поступает сиг- нал с выхода умножител  42. пропорциональный мгновенной мощности P(t) Ur(t)iH(t), который также интегрируетс  в течение периода Т.The signal from the output of the multiplier 43, proportional to Ur (t), is fed to the input of the integrator 45 and is integrated over a period T. The signal from the output of the integrator 45, proportional to the square of the effective value of the voltage Ud, is fed to the second input of the divider 46, the first input of which is supplied the signal from the output of the integrator 44, proportional to the magnitude of the active power P, consumed by the load 4 (we assume that the active power consumed by the key and reactive elements is small compared to the value of P and the magnitude of this power can be ebrech). The input to the integrator 44 is a signal from the output of the multiplier 42. proportional to the instantaneous power P (t) Ur (t) iH (t), which is also integrated over a period T.

Сигнал с выхода делител  46, пропорциональный P/U д, поступает на схему 47 дискретизации с запоминанием отсчетов, выходной сигнал которой остаетс  посто нным в течение следующего периода частотного спектра. Сигнал с этого блока подаетс  на вход умножител  48, на другой вход которого поступает сигнал, пропорциональ- ный Ur(t). На выходе умножител  48 формируетс  сигнал, пропорциональный активной составл ющей тока нагрузки ia(t) PUr(t)/U д, который поступает на неинвертирующий вход сумматора 49. На инвертирующий вход блока 49 поступает сигнал, пропорциональный мгновенному значению Тока ir(t), что позвол ет на выходе сумматора 9 сформировать опорное (эталонное) значение тока компенсатора iK(t) ii(t)on, которое отслеживаетс  с помощью системы лежени  на основе блоков 50-53. Дл  этого на вход блока 50 поступает мгновенное начение ц)ттока дроссельного компенсаора на основе трансформатора 12. Выодной сигнал сумматора 50, пропорциональный величине AiL(t)ii(t)on - iL(t)T. потупает на неинвертирующий вход умматора 51, на инвертирующий вход коорого поступает сигнал с выхода компаратора 53 с гистерезисом. На выходе формируетс  сигнал,  вл ющийс  управл ющим дл  формировател  54 импульсов управлени  вентил ми. Дл  осуществлени  замкну- 5 той системы управлени  током трансформатора 12 выходной сигнал с сумматора 51 поступает на вход блока 52 запаздывани  первого пор дка, передаточна  функци  которого (K/(1+Ts)), а из него на 10 вход компаратора 53 с гистерезисом, за счет релейной характеристики которого и обратной св зи на инвертирующий вход сумматора 51 осуществл етс  непрерывное отслеживание текущим током компаратора 15 ii(t)T опорного значени  iL{t)on.A signal from the output of divider 46, proportional to P / U d, is fed to sampling circuit 47, the output of which remains constant during the next period of the frequency spectrum. The signal from this block is fed to the input of multiplier 48, to the other input of which a signal proportional to Ur (t) is fed. The output of the multiplier 48 generates a signal proportional to the active component of the load current ia (t) PUr (t) / U d, which is fed to the non-inverting input of the adder 49. The inverting input of block 49 receives a signal proportional to the instantaneous Current value ir (t), which allows at the output of the adder 9 to form the reference (reference) current value of the compensator iK (t) ii (t) on, which is monitored using a lying system based on blocks 50-53. For this purpose, an instantaneous value of the throttle compensator current based on transformer 12 is fed to the input of block 50. The output signal of the adder 50 is proportional to the value of AiL (t) ii (t) on - iL (t) T. sinks to the non-inverting input of the dummy 51, the inverting input of the coordinator receives a signal from the output of the comparator 53 with hysteresis. At the output, a signal is generated, which controls the valve control pulse generator 54. In order to implement a closed current control system of the transformer 12, the output signal from the adder 51 is fed to the input of the first order delay unit 52, whose transfer function (K / (1 + Ts)) and from it to the 10 input of the comparator 53 with hysteresis, due to the relay characteristic of which and feedback to the inverting input of the adder 51, the current of the comparator 15 ii (t) T is continuously monitored by the reference value iL (t) on.

Блок 55 синхронизации вырабатывает синхроимпульсы, период которых равен периоду источника питани . Данные синхроимпульсы управл ют работой интеграторовSynchronization unit 55 produces sync pulses whose period is equal to the period of the power source. These sync pulses control the operation of integrators.

0 и схем дискретизации с запоминанием отсчетов . Сигналы управлени  с блока 54 управл ют работой вентилей 17-20, включение которых по мостовой схеме позвол ет сформировать мгновенную функцию тока дрос5 сельного компенсатора на базе трансформатора 12.0 and sampling schemes with memorization of samples. The control signals from block 54 control the operation of valves 17-20, the inclusion of which by a bridge circuit makes it possible to form an instantaneous current function of a resettlement compensator compensator based on the transformer 12.

Таким образом, суммирование токов в общем узле в соответствии с выражением (2) позвол ет на выходе фазы В источника пи0 тани  получить ток ir(t), пропорциональный напр жению Ur(t.Thus, the summation of currents in the common node in accordance with expression (2) allows, at the output of phase B of the power supply, to obtain a current ir (t) proportional to the voltage Ur (t.

Разработка устройств на основе предлагаемого способа компенсации искажений в многофазных цеп х с нелинейными эле5 ментами позволит снизить обменные процессы элементами системы, устранить потери энергии в линии, снизить установленные мощности электротехнического оборудовани The development of devices based on the proposed method of compensating for distortions in multiphase circuits with nonlinear elements will reduce the exchange processes of the system elements, eliminate energy losses in the line, reduce the installed powers of electrical equipment.

00

Claims (1)

Формула изобретени  Способ компенсации искажений токов в многофазных цеп х с нелинейными нагрузками , включающих в себ  источник питани The invention method for compensating for current distortion in multiphase circuits with non-linear loads, including a power source 5 переменного тока, подключенную к нему через преобразователь нагрузку и компенсатор , согласно которому измер ют мгновенные значени  напр жени  генератора , мгновенные значени  тока нагрузки и5 AC connected to it through a converter load and a compensator, according to which the instantaneous values of the generator voltage, the instantaneous values of the load current and 0 компенсатора, интегрируют сггнал на прот жении интервала времени, равного периоду напр жени  генератора, запоминают значени  интеграла на врем  интегрировани , формирую опорные мгновенные зна5 чени  тока компенсатора, и в зависимости от полученного отклонени  измен ют мгновенные значени  тока компенсатора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности компенсации искажений токов и0 compensator, integrate the signal over a period of time equal to the generator voltage period, memorize the integral values for the integration time, form the instantaneous reference values of the compensator current, and depending on the resulting deviation change the instantaneous values of the compensator current, in order to improve the accuracy of current distortion compensation and расширени  функцирнальных возможностей при несинусоидальном питающем напр жение , дл  каждой фазы умножают мгновенное значение напр жени  источнику питани  и мгновенное значение тока дроссельного компенсатора, полученную величину сравнивают нулевым значением, на нтервале времени положительных значений полученной величины фазу дроссельного компенсатора подключают к одноименной фазе источника питани , на интервале времени отрицательных значений полученной величины фазу дроссельно го компенсатора отключают от одноименной фазы источника питани  и подключают к следующей фазе источникаexpanding the functional possibilities at a non-sinusoidal supply voltage, multiply the instantaneous value of the power supply voltage for each phase and the instantaneous value of the throttle compensator current, the obtained value is compared with a zero value, on the time interval the time interval of negative values of the obtained value the phase of the throttle compensator is disconnected from the phase of the same name power supply and connect to the next phase of the source питани , формирование опорных мгновенных значений тока дроссельного компенсатора кст(1) каждой фазы осуществл ютс  по выражениюpower, the formation of the reference instantaneous values of the current throttle compensator kst (1) of each phase are carried out according to ikon(t)/(t)U(t)dt,ikon (t) / (t) U (t) dt, - U(t)-i,,(t)- U (t) -i ,, (t) J (t) dtJ (t) dt 10ten где ln(t)- мгновенное значение тока нагрузки фазы;where ln (t) is the instantaneous value of the phase load current; Ur(t) - мгновенное значение напр жени  фазы генератора, Т - период напр жени  генератора.Ur (t) is the instantaneous value of the generator phase voltage, T is the period of the generator voltage. 1one 8(13- Ю8 (13- Yu
SU884477187A 1988-08-24 1988-08-24 Method of compensation of current distortions in multi-phase circuits with non-linear loads SU1571722A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884477187A SU1571722A1 (en) 1988-08-24 1988-08-24 Method of compensation of current distortions in multi-phase circuits with non-linear loads

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU884477187A SU1571722A1 (en) 1988-08-24 1988-08-24 Method of compensation of current distortions in multi-phase circuits with non-linear loads

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1571722A1 true SU1571722A1 (en) 1990-06-15

Family

ID=21396891

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU884477187A SU1571722A1 (en) 1988-08-24 1988-08-24 Method of compensation of current distortions in multi-phase circuits with non-linear loads

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1571722A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Супрунович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. М.: Энергоатомиздат, 1985, разд. 3.3. -Там же, раздел 4.5. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zumel et al. Modular dual-active bridge converter architecture
SU1571722A1 (en) Method of compensation of current distortions in multi-phase circuits with non-linear loads
AU723410B2 (en) Converter for converting electrical energy
US2901563A (en) Negative feedback amplifiers
EP0083487A1 (en) Static VAR generator
US4159428A (en) Method of dividing direct current among parallel circuits and device for effecting same
SU1576979A1 (en) Device for power supply with compensation for distortions of currents and voltage of power supply system
Herrera et al. Controller design of parallel buck voltage balancers for bipolar DC microgrids
RU2749279C1 (en) Method for controlling power line operation and device for its implementation
SU1525771A1 (en) Method of compensation for exchange power in electric system
RU2776278C1 (en) Method for symmetring the operation mode of a four-wire electrical transmission line
RU2786122C1 (en) Method for symmetring operation mode of three-wire electric transmission line
SU1417102A1 (en) Method of controlling voltage in power transmission line
Belov et al. Mathematical modelling of a wind power system with an integrated active filter
SU1026278A1 (en) A.c. voltage controller with pulse-width high=-requency control
SU1607044A1 (en) Method of compensating for exchange voltage in electric system
SU1617528A1 (en) Device for compensating for reactive current
SU1411899A1 (en) Device for controlling direct three-phase frequency converter
SU1319193A1 (en) Three-phase frequency converter
RU2253890C1 (en) Method for stabilization and adjustment of electric energy parameters in electric plants direct current power systems and device implementing said method
SU1166057A1 (en) Device for controlling piezoelectric motor
SU241117A1 (en) DEVICE FOR SIMULATION OF SYNCHRON GENERATOR
SU1372288A1 (en) Voltage pulse stabilizer
SU1307517A1 (en) A.c.voltage-to-d.c.voltage converter
US4703281A (en) Clocking pulse generator