Система регулювання напруги та режиму роботи електричної мережі

Система регулювання напруги та режиму роботи електричної мережі, що містить вольтододатковий трансформатор, виконавчий орган на базі напівпровідникових приладів, датчики напруги та струму, яка відрізняється тим, що в систему введено блок логіки, причому два входи блока логіки підключені до мережі через датчики напруги та струму, до третього входу блока логіки підключено додатково введений блок контролю надійності електропостачання, вхід якого підключено до дат Корисна модель відноситься до обладнання електричних мереж і може використовуватись для автоматичного регулювання напруги, мінімізації вищих гармонік, передачі сигналів телекерування, контролю надійності електропостачання, контролю споживання реактивної потужності та автоматичного регулювання джерел реактивної потужності, контролю максимуму навантаження споживачів та регулювання графіка навантаження підприємства шляхом автоматичної комутації споживачіврегуляторів. Відома система на основі регулятора напруги [Шидловский А.К., Кузнецов В.Г. Повышение качества энергии в электрических сетях. - К.: Наук, думка, 1985. - 268с]. Недоліками зазначеного пристрою є обмежена галузь використання. За прототип вибрано систему з регулятором напруги, яка містить вольтододатковий трансформатор, виконавчий орган на базі напівпровідникових приладів та блок керування, сигнал до якого поступає від датчика напруги та датчика струму [А.С. СРСР №652542, МКІ G05f1/22, 18.03.1979, Бюл. №10]. Недоліком прототипу є його низькі технікоекономічні показники. чика напруги, до четвертого входу блока логіки підключено додатково введений блок вибору гармоніки з максимальною амплітудою, вхід якого підключено в мережу з сторони джерела живлення відносно вольтододаткового трансформатора, до п'ятого входу блока логіки підключено додатково введений блок кодування сигналів телекерування, вихід блока логіки з'єднано з виконавчим органом регулятора напруги, на два входи блока кодування сигналів телекерування підключені виходи додаткових блоків контролю споживання реактивної потужності та генерації команд на комутацію конденсаторних установок і регулювання струму збудження синхронних двигунів та контролю максимуму навантаження підприємства і генерації команд на комутацію споживачів-регуляторів, входи яких підключені до датчиків струму і напруги. В основу корисної моделі поставлено задачу створення багатофункціональної системи шляхом використання її не тільки для регулювання напруги, а й для мінімізації вищих гармонік, передачі сигналів телекерування, контролю надійності електропостачання, контролю споживання реактивної потужності та генерації команд на комутацію конденсаторних установок і регулювання струму збудження синхронних двигунів, контролю максимуму навантаження підприємства та генерації команд на комутацію споживачів-регуляторів. Поставлена задача вирішується тим, що в системі регулювання напруги, що містить вольтододатковий трансформатор, виконавчий орган на базі напівпровідникових приладів, датчики напруги та струму, відповідно до корисної моделі в схему введено блок логіки, причому два входи блока логіки підключені до мережі через датчики напруги та струму, до третього входу блока логіки підключено додатково введений блок контролю надійності електропостачання, вхід якого підключено до датчика напруги, до четвертого входу блока логіки підключено додатково введений блок вибору гармоніки з максимальною амплітудою, вхід якого підключено в мережу зі сторони джерела живлен СО о> 7443 ня відносно вольтододаткового трансформатора, до п'ятого входу блока логіки підключено додатково введений блок кодування сигналів телекерування, вихід блока логіки з'єднано з виконавчим органом регулятора напруги, на два входи блока кодування сигналів телекерування підключені виходи додаткових блоків контролю споживання реактивної потужності та генерації команд на комутацію конденсаторних установок і регулювання струму збудження синхронних двигунів та контролю максимуму навантаження підприємства і генерації команд на комутацію споживачів-регуляторів, входи яких підключені до датчиків струму і напруги. В запропонованому регуляторі пропонується розширити функціональні можливості пристрою і з допомогою тільки однієї установки оптимізувати режим роботи електричної мережі в реальному масштабі часу. Технічна суть запропонованої системи регулювання напруги та режиму роботи електричної мережі пояснюється кресленням, на якому зображено блок-схему системи, (див.Фіг.1). Система містить мережу 1 живлення, до якої підключено вольтододатковий трансформатор 2, напівпровідниковий виконавчий орган 3, датчики 4 струму та напруги, блок 5 логіки, блок 6 кодування сигналу телекерування, блок 7 вибору гармоніки з максимальною амплітудою, блок 8 контролю надійності електропостачання, блок 9 контролю споживання реактивної потужності та генерації команд на комутацію конденсаторних установок і регулювання струму збудження синхронних двигунів, блок 10 контролю максимуму навантаження підприємства та генерації команд на комутацію споживачів-регуляторів, блоки 11 - дешифратори на об'єктах. Основне призначення регулятора - підтримувати напругу в лінії 1 живлення в межах прийнятого стандарту. Оскільки стандарти допускають відхилення напруги в значних межах (до 20%), то не порушуючи норми стандарту, можна використати складний і дорогий пристрій (регулятор напруги) для поліпшення і інших показників роботи системи електропостачання. Так, спектр напруги тиристорного регулятора дозволяє використати його як активний фільтр для зниження рівня вищих гармонік. Блок 7 вибирає в мережі гармоніку з максимальною амплітудою, визначає її фазу і передає цю інформацію в блок 5 логіки, який фактично є мікропроцесором. В блоці 5 логіки генерується команда керування для виконавчого органа 3 таким чином, щоб підтримувати напругу в межах стандарту і мінімізувати амплітуду найбільшої гармоніки по принципу роботи активного фільтра. Блок 8 контролю надійності електропостачання фіксує всі відключення, визначає їх тривалість, виділяє моменти спрацювання АВР та АПВ, передає інформацію в пам'ять блока 5 логіки, де підраховується кількість відключень, загальна тривалість їх і фіксується дата і час відключення. Інформацію про відключення можна отримати на дисплеї блока 8. Блок 9 контролю потоків реактивної потужності визначає величину реактивної потужності, порівнює її з допустимою величиною і передає інформацію в блок 6 кодування сигналу телекерування для генерації команди на комутацію конденсаторних установок (КУ) та регулювання струму збудження синхронних двигунів (СД) з метою необхідної корекції реактивної потужності. Системам компенсації реактивної потужності підприємств притаманна ієрархічна структура та висока складність. Критерієм оптимальності при оперативному керуванні компенсацією є мінімум втрат електроенергії. Система дозволяє змінити акценти в керуванні потужностями КУ від децентралізації до забезпечення системної цілеспрямованості вирішення проблеми, що концептуально пов'язана з оптимізацією режиму електроспоживання на промисловому підприємстві. Система дозволяє підтримувати потоки реактивної потужності в елементах системи електропостачання на оптимальному рівні, з максимальним ефектом використовувати встановлені джерела реактивної потужності, оскільки не допускається вимкнення КУ в періоди дефіциту реактивної потужності у вузлі мережі. Споживання реактивної потужності протягом доби нерівномірне. Режим роботи всіх джерел реактивної потужності повинен відповідати графіку споживання реактивної потужності. Частина компенсуючих установок повинна працювати в тривалому режимі роботи (базисна ділянка графіка). Це нерегульовані КУ. Потужність інших КУ необхідно змінювати в залежності від графіка споживання реактивної потужності. Найменші питомі втрати мають конденсаторні батареї напругою вище 1000В. Найбільші - синхронні двигуни (СД) невеликої потужності. Чим менші втрати в КУ, тим вигідніше використовувати їх в тривалому режимі роботи, і навпаки, КУ з більшими втратами варто підключати короткочасно. Наприклад, для покриття реактивних навантажень в години максимуму енергосистеми, а також для покриття піків графіка. Таким чином, в тривалому, базовому, режимі варто використовувати високовольтні КУ. Регульовані КУ напругою 0,4кВ та синхронні двигуни з низькими втратами (великої потужності, швидкохідні) для покриття основного графіка, СД з високими питомими втратами тільки для компенсації короткочасних піків графіка. Блок 10 контролю максимуму навантаження в реальному масштабі часу контролює величину активної потужності, порівнює її з допустимою величиною і передає інформацію в блок 6 кодування сигналу телекерування для генерації команди на комутацію споживачів-регуляторів, електроприймачів, які можуть працювати не тільки за технологічним графіком, а й за електричним. Напівпровідниковий виконавчий орган 3 регулятора напруги 2 дозволяє короткочасно переводити регулятор 2 в режим генерації сигналів теле• керування, які сприймаються дешифраторами 11 на відповідних об'єктах. При цьому якість напруги тимчасово погіршується, але стандарти допускають такі короткочасні відхилення напруги від номінального значення. Система може знайти широке використання на промислових підприємствах, в електричних мережах міст, на електростанціях в мережах споживачів власних потреб електростанцій. 7443 Фіг. Комп'ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м. Київ - 4 2 , 01601