SU529522A1 - Устройство управлени линейным регулируемым фильтром в лини х передачи переменного тока - Google Patents

Description

Это св зано с гем, что сопротивление системы переменного тока на частотах гармоник может мен тьс  в широком диапазоне и принимать почти любое комплексное значение, в том числе такое, при котором возникает резонанс токов между линейным фильтром и системой переменного тока, а также между отдельными линейными фильтрами .

Известно снижение величины резонансных токов путем включени  ограничивающего ток резистора последовательно с линейным фильтром 1,

Однако включение ограничивающего резистора экономически нецелесообразно из-за увеличени  активных потерь и установленной мощности конденсаторной батареи, а также из-за значительного конструктивного усложнени  самого линейного фильтра в св зи с добавлением высоковольтной коммутационной аппаратуры и системы ее управлени .

Известно устройство дл  настройки линейных фильтров в резонанс на заданную гармонику тока, в котором блок синхронизации подключаетс  к одному из датчиков (к датчику тока, установленному в цепи линейного фильтра, или к датчику напр жени  щин переменного тока), а блок управлени  - к другому датчику, причем выход последнего подключаетс  к обмотке регулируемой индуктивности, установленной в цепи линейного фильтра 2,

Это устройство позвол ет производить с необходимой точностью настройку линейных фильтров в резонанс независимо от дрейфа частоты переменного тока 50 Гц, а также при отклонении емкости конденсаторных батарей от требуемых параметров.

Однако в таком устройстве не ограничиваетс  величина тока, протекающего в цепи линейного фильтра, котора  в некоторых режимах работы может достигать значений выще допустимых.

Цель изобретени  - защита фильтра от перегрузки по току путем расстройки линейного фильтра и удешевлении линейного фильтра при осуществлении плавной расстройки и ограничении числа циклов расстроек,

Это достигаетс  путем изменени  регулируемой индуктивности, т,е, расстройки фильтра до таких значений, при которых ток в цепи линейного фильтра не превосходит допустимый, за счет того, что фазовый дискриминатор св зан с выходом управл емого генератора переменного напр жени  через фазосдвигающий элемент, подключенный со стороны входа через последовательно соединенные элемент умножени  и релейный элемент к датчику тока, а второй вход элемента умножени  через элемент пам ти

св зан с выходом элемента измерени  угла сдвига между напр жени ми, один из вхс1доа которого подключен к выходу указанного генератора, а другой - к выходу фазосдвигающего элемента; выход элемента умноже ни  соединен со входом фазосдвигающего элемента через инерционное звено; выход элемента пам ти соединен со входом счетного элемента, выход релейного элемента соединен со входом установки счетного эле мента в исходное состо ние через элемент времени с выдержкой времени на исчезновение сигнала, а выход счетного элемента соединен с исполнительным элементом.

На фиг, 1-3 изображена блок-схема предложенного устройства (три варианта ис полнени ).

Блок-схема содержит щины 1 переменного тока; выключатель 2 линейного фильтра; конденсаторную батарею 3; реактор 4 с регулируемой индуктивностью; датчик тока 5 линейного фильтра; блок синхронизации 6, состо щий из последовательно включенных фазового дискриминатора 7, интегратора 8, управл емого генератора 9 переменного напр жени ; датчик напр жени  10; фазовый дискриминатор 11; орган 12 изменени  индуктивности фильтра, состо щий из последовательно соединенных интегратора 13 и усилител  14; фазосдвигающий элемент 15; релейный элемент 16; элемент умножени  17, элемент пам ти 18, элемент измерени  угла сдвига между напр жени ми 19, инерционное звено 2.0, счетный элемент 21, элемент времени 22,

Сигнал, пропорциональный току, протекающему через цепь линейного фильтра, с дат чика тока 5 подаетс  на вход блока синхронизации 6, Сигнал поступает на один из входов фазового дискриминатора 7, выход которого через интегратор 8 соединен со входом управл емого генератора 9 переменного напр жени , выход которого соединен со вторым входом фазового дискриминатора 7,

Блок синхронизации 6 с управл емым генератором 9 переменного напр жени , собственна  частота которого очень близка к частоте выдел емой гармоники, позвол ет получать сигнал этой гармоники на выходе этого генератора.

Таким образом на выходе управл емого генератора 9 будет сформировано напр жение , частота которого равна частоте, подавл емой линейным фильтром гармоники, а фаза напр жени  будет сдвинута на угол

JT/2 по отнощению к фазе тока данной гар моники , протекающей через линейный фильир. Одновременно напр жение с щин 1 переменного тока от датчика напр жени  10,

Б качестве которого может быть применен емкостной делитель напр жени , подаетс  на вход фазового дискриминатора 11, на второй вход которого подаетс  напр жение от управл емого генератора 9 переменного напр жени  через фазосдвигающий элемент 15.

На выходе фазового дискриминатора 11 будет образована посто нна  составл юща , значение и пол рность которой определ етс  фазовым углом сдвига между напр жением , поступающим от управл емого генератора 9 переменного напр жени  и напр жением выдел емой гармоники датчика напр жени  10,

С выхода фазового дискриминатора 11 сигнал поступает на вход органа 12 изменени  индуктивности фильтра, состо щего из последовательно соединенных интегратора 13 и усилител  14,

Выход органа изменени  индуктивности фильтру соединен с реактором 4 регулируемой индуктивности линейного фильтра.

При настройке линейного фильтра в резонанс фазы сигналов с датчика тока 5 и Напр жени  выдел емой гармоники с датчика напр жени  10 совпадают, в этом случае сигнал подстройки на выходе фазового дискриминатора 11 отсутствует.

Дл  ограничени  резонансных токов высших гармонических составл ющих, протекающих через фильтр, до допустимых значений (т.е. дл  защиты фильтра Ьт перегрузки) на вход релейного элемента 16 подаетс  сигнал фС датчика тока 5, пропорциональный току, протекающему в цепи линейного фильтра. Порог срабатывани  релейного элемента 16 выбираетс  равным максимально допустимому значению тока D д линейного фильтра.

При возникновении резонанса тока межд линейным фильтром и системой переменног гока, когда ток в цепи линейного фильтра превыийет допустимое значение д , про исходит включение релейного элемента 16, в результате чего на его выходе по вл етс  сигнал 3 р

Сигнал 3 р с выхода релейного элемент

16поступает на один из входов элемента умножени  17, на второй вход которого от элемента пам ти 18 подаетс  сигнал. Элемент пам ти имеет два устойчивых положени , В зависимости от того, в каком из двух устойчивых состо ний будет находитьс  элемент пам ти, на второй вход элемента умножени  будет поступать сигнал той или иной пол рности.

Сигнал с выхода элемента умножител 

17поступает на вход фазосдвигающего элемента 15.

Под действием данного сигнала фазосдвигающий элемент будет измен ть фазу напр жени , поступающего от управл емого генератора 9 переменного напр жени  на вход фазового дискриминатора 11,

В результате изменени  фазы сигнала, поступающего на вход фазового дискриминатора 11 от управл емого генератора переменного напр жени , на выходе фазового дискриминатора 11 по вл етс  сигнал, который поступает на вход органа 12 изменени  индуктивности фильтра. Под действием этого сигнала орган изменени  индуктивности фильтра будет измен ть индуктивность регулируемого реактора 4, что приведет к изменению реактивной составл ющей сопротивлени  цепи линейного фильтра.

Изменение реактивной составл ющей сопротивлени  цепи линейного фильтра повлечет за собой расстройку резонанса между линейным фильтром и системой переменного тока. Изменение реактивной составл ющей сопротивлени  цепи фильтра будет длитьс  до тех пор, пока ток в цепи фильтра з ф не станет равным допустимому току J.

Если при изменении реактивной составл ющей сопротивлени  цепи линейного фильтра , ток в его цепи 3 ф продолжает оставатьс  больще допустимого тока Зд а угол сдвига между током ц напр жением гармоники частоты настройки линейного фильтра достигает предельно допустимой величины (дл  электропередачи Экибастуз-Центр предварительно допустимый угол сдвига между током и напр жением гармоники частоты настройки линейного фильтра должен быть равен 45 эл.град,) произойдет переключение элемента пам ти 18 под действием сигнала, поступающего на его вход от элемента измерени  19, на первый вход которого подаютс  сигналы от управл емого генератора 9 переменного напр жени , а на второй - с выхода фазосдвигающего элемента 15.

При достижении угла сдвига между напр жени ми , поступающими на входы элемента измерени  19 (т.е. между напр жением и током гармоники частоты настройки линейного фильтра), равными предельно допустимому значению, элемент измерени  19 вьщает сигнал на переключение элемента пам ти 18. Элемент пам ти занимает второе устойчивое положение, в результате чего происходит смена сигнала на его выходе.

Claims (1)

1. Смена знака сигнала на выходе элемента пам ти 18 приводит к изменению пол рности сигнала на выходе элемента умножени  17. Изменение пол рности сигнала на выходе элемента умножени  вызывает в фазосдвигающем элементе 15 изменение знака приращени  фазы сигнала, поступающего от управл емого генератора 9 переменного напр жени  на фазовьй дискриминатор 11, Следовательно, и величина изменени  реактивной составл ющей сопротив лени  цепи линейного фильтра изменит свой знак на противоположный, В этом Случае изменение реактивной составл ющей в сопротивлении цепи фильтра будет продолжатьс  до гех пор, пока ток в цепи фильтра t m не станет равным допустимому tJ д,Если ток в цепи линейного фильтра 3 ф остаетс  больше допустимого 3 д, , а угол сдвига между током и напр жением гармоники частоты настройки линейного фильтра снова достигнет предельно допустимой величины , элемент измерени  19 выдаст сигнал , который переключит элемент пам ти 18 Процесс вновь повторитс . Чтобы расстройка линейного фильтра производилась плавно между элементом умножени  17 к фазо- сдвигающим элементом 15 устанавливаетс  инерционное звено 20 (см, фиг, 2), с помощью которого достигаетс  плавное изменение сигнала на входе фазосдвигающего элемента 15, что приводит к плавному изменению фазы сигнала, поступающего от управл емого генератора 9 переменного на пр жени  к фазовому дискриминатору 11, а это приводит к плавному изменению реактивной составл ющей в сопротивлении цепи линейного фильтра. Дл  ограничени  длительности работы линейного фильтра с током qa больще допустимого t) в устройстве (см, фиг, 3) установлены счетный элемент 21 и элемен времени 22, При возникновении резонанса между линейным фильтром и системой переменного тока, когда ток в цепи линейного фильтра 3 ф превысит допустимый ток 3 д , сигнал с выхода релейного элемента 16 поступит на вход элемента умножени  17 и на вход элемента времени 22, выход которого соединен с первым входом счетного элемента 2 Под действием данного сигнала счетный элемент 21 включитс  и начнет производить отсчет количества переключений элемента пам ти 18, выход которого соединен со входом элемента умножени  17 и со вторым входом запоминающего счетного элемента 21, Если счетный элемент 21 отсчитывает определенное (заранее установленное) количество переключений элемента пам ти 18, а ток в цепи линейного фильтра Э ф будет больще допустимого тока 3 д , т,е, регул тор линейного фильтра в течение некоторого времени не может по каким-то причинам 22 уменьщить ток, протекающий через линей- ный фильтр, на выходе счетного элемента 21 по витс  сигнал, который включит исполнительный элемент. Когда ток в цепи линейного фильтра будет равен допустимому, количество переключений элемента пам ти 18, отсчитанное элементом 21, будет меньще ранее установленного , произойдет сброс счетного элемента 21 на нуль. Включение и сброс на нуль счетного элемента происходит через элемент времени 22 с задержкой на отключение. Эта св зь введена дл  того, чтобы счетный элемент 21 не сбрасывалс  на нуль при кратковременных изменени х тока через фильтр до величины, равной или ниже допустимой . Принцип действи  устройства защиты линейного фильтра от перегрузки по току не изменитс , если блок синхронизации 6 будет подключен к датчику напр жени  10, а фазовый дискриминатор 11 - к датчику тока 5, Формула изобретени  1,Устройство управлени  линейным регулируемым фильтром в лини х передачи пе-ременного тока, содержащее фазовый дискриминатор , выход которого подсоединен к органу изменени  индуктивности фильтра, а входы св заны с датчиками тока и напр жени , причем с одним из этих датчиков - через блок синхронизации с управл емым генератором переменного напр жени , частота которого соответствует частоте подавл емой фильтром гармоники, о т л и ч а ю щ е е с   тем, что, с целью защиты фильтра от перегрузки по току путем расстройки линейного фильтра, фазовый дискриминатор св зан с выходом упом нутого генератора через фазосдвигающий элемент, подключенный со стороны второго входа через последовательно соединенные элемеатг умножени  и релейный элемент к датчику тока, а второй вход элемента умножени  через элемент пам ти св зан с выходом элемента измерени  угла сдвига между напр жени ми , один из входов которого подсоединен к выходу генератора, а другой - к выходу фазосдвигающего элемента, 2,Устройство по п, 1, отличающеес  тем, что, с целью плавной расстройки линейного фильтра, выход элемента умножени  соединен со входом фазосдвигающего элемента через инерционное звено, 3,Устройство по п, 1, о т л и чающеес  тем, что, с целью ограйичени  числа циклов расстроек линейного фильгра, выход элемента пам ти соединен со входом счетного элемента, а выход релейного элемента соединен со входом установки счетного элемента в исходное состо ние через элемент времени с выдержкой времени на исчезновение сигнала, а выход счетного элемента соединен с исполнительным элементом.

   Источники информации, прин тые во вни мание при экспертизе:

   1,Кучумов Л, А,, Спиридонова Л. В. Особенности расчета высших гармонических дл  распределительных сетей переменного тока, Электричество, № 1, 1974,

   2,Авторское свидетельство СССР № 498706, кл, Н 02 i 3/18, 1975 (прототип).