ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И УСТРОЙСТВ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ ПРИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИИ НЕЛИНЕЙНЫХ И РЕЗКОПЕРЕМЕННЫХ НАГРУЗОК
Из-за неравномерного потребления реактивной мощности по фазам необходимо и пофазное управление компенсирующими устройствами
Обоснование функциональной и принципиальной схем блока проектируемого устройства
ТЕХНИКО-ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ
Определение годового экономического эффекта от внедренияпроектируемого устройства
Электробезопасность
Из-за неравномерного потребления реактивной мощности по фазам необходимо и пофазное управление компенсирующими устройствами
Навигация
Обоснование функциональной и принципиальной схем блока проектируемого устройства
Компенсация реактивной мощности в системах электроснабжения с преобразовательными установками
215357
знаков
9
таблиц
33
изображения
2.2 Обоснование функциональной и принципиальной схем блока проектируемого устройства
В данном разделе разработаем функциональную схему части проектируемого устройства компенсации реактивной мощности – системы импульсно-фазового управления встречно-параллельно включенными тиристорами, входящими в тиристорно-реакторную группу компенсатора реактивной мощности.
Система импульсно-фазового управления имеет следующие технические данные:
максимальное входное напряжение, В, – 10
входной ток, мА, не более
напряжение синхронизации с питающей сетью трехфазное, В80
температурный дрейф характеристики при изменении
температуры от 1 до 40 °С, %, не более
диапазон изменения угла a, град – 170
асимметрия импульсов отдельных каналов, град,±3
Система импульсно-фазового управления гальванически отделена от силовой части проектируемого устройства.
Применяемая в данной работе система импульсно-фазового управления имеет следующие особенности: косинусоидальное опорное напряжение, шестиканальное устройство фазосмещения.
Работа системы импульсно-фазового управления происходит следующим образом.
Трехфазная система напряжений из сети поступает на фильтр, который обеспечивает формирование опорных напряжений AF, BF, CF, сдвинутых на 60°. Эти напряжения используются в формирователях, обеспечивающих получение сигналов А0, В0, С0, служащих для ограничения угла amin, и сигналов Аm, Вm, Сm, служащих для ограничения угла amax.
Блок сравнения, на вход которого поступают напряжение управления Uупр, напряжение смещения Uo и опорные напряжения AF, BF, CF, выдает напряжения AS, -AS, BS, -BS, CS, -CS. Эти напряжения положительны, когда напряжение управления меньше опорного напряжения.
Напряжения ограничения угла amax (Аm, Вm, Сm), amin (А0, В0, С0), выходные напряжения блока сравнения (AS, -AS, BS, -BS, CS, -CS) поступают на формирователи, с выходов которых снимаются сигналы A', -A', B', -B', C', -C'. Моменты появления этих сигналов совпадают с моментами равенства Uупр и Uoп для каждой из фаз (при условии, что amin<a<amax).
Из этих сигналов преобразователем кодов формируются сигналы A, B, C, -A, -B, -C, моменты появления которых соответствуют углу a. С выхода кодопреобразователя сигналы поступают на выходные усилители, которые формируют последовательность импульсов, подаваемых на тиристоры.
На рисунке 37 приведены диаграммы напряжений в СИФУ.
Функциональная схема системы импульсно-фазового управления показана на рисунке 38.
Система импульсно-фазового управления выполнена с широким использованием операционных усилителей серии К544УД2, логических интегральных микросхем серии КР1533.
Микросхема К544УД2 представляет собой быстродействующий операционный усилитель. Его схема имеет внутреннюю частотную коррекцию.
ИМС серии КР1533 – это маломощные быстродействующие интегральные микросхемы, предназначенные для организации высокоскоростного обмена и обработки информации, временного и электрического согласования сигналов в вычислительных системах. Микросхемы серии КР1533 по сравнению с другими сериями ТТЛ-микросхем обладают минимальным значением произведения быстродействия на рассеиваемую мощность. Микросхемы изготавливаются по усовершенствованной эпитаксиально-планарной технологии с диодами Шоттки.
СИФУ состоит из узла формирования опорных напряжений, узлов формирования логических сигналов, служащих для ограничения углов aminи amax, узла фазосмещения, узлов формирования диапазонов, кодопреобразователя и выходных усилителей.
Узел формирования опорных напряжений включает в себя трансформатор с двумя группами вторичных обмоток, которые можно включать по схемам звезды или треугольника, и ячейку фильтра с тремя каналами апериодических фильтров, обеспечивающих фазовый сдвиг на 60°.
На рисунке 39 изображена схема фильтра, служащего для формирования опорного напряжения фазы А – напряжения АF. Схемы формирователей других фаз аналогичны.
На рисунке 39: R1 – переменное сопротивление, предназначенное для выбора параметров фильтра, R1 = 10 кОм.
R2 = 22 кОм, R3 = 5,1 кОм, R4 = 12 кОм, R5 = 10 кОм. Емкость конденсатора в цепи обратной связи ОУ: С1 = 0,33 мкФ.
Опорное напряжение, которое формируется этим узлом, необходимо в работе системы управления тиристорами для привязки импульсов отпирания к питающей сети.
На рисунке 40 показан узел формирования логических сигналов, служащих для ограничения угла amin.
Этот узел служит для формирования логических сигналов А0, В0, С0, которые имеют длительность 180о и предназначены для ограничения угла amin.
На рисунке 40 R1 и R8 – переменные сопротивления: R1 = R8 = 10 кОм. Номиналы других сопротивлений: R2 = R4 = R5 = 10 кОм, R3 = R6 = 5,1 кОм, R7 = 8,2кОм. Сопротивления R9 – R11 служат для ограничения тока, их номиналы: R9 = = R10 = R11 = 220 кОм. Емкости конденсаторов в цепях обратных связей операционных усилителей: С1 = С2 = 0,01 мкФ.
Узел состоит из компараторов А3–А5, микросхемы ключей DD1 К190КТ2П и формирователей напряжений смещения ±U1 на усилителях А1, А2.
На вход узла подаются опорные напряжения АF, ВF, СF, которые поступают на компараторы А3–А5. Когда на выходе компаратора напряжение имеет отрицательную полярность, один из ключей замкнут, и на вход связанного с этим ключом компаратора поступает выходное напряжение усилителя А1. Когда на выходе компаратора напряжение имеет положительную полярность, то на вход того же компаратора поступает выходное напряжение усилителя A2. При U1 = 0 разрешенный для формирования диапазон угла a начинается с a=30°, т. е. amin =30°. Если напряжение на выходе А2 больше нуля, то amin <30°.
Узел формирования логических сигналов Аm, Вm, Сm, служащих для ограничения угла amax, выполнен по той же схеме, что и узел ограничения amin, рассмотренный выше, но с другим порядком чередования фаз АF, ВF, СF.
Узел фазосмещения состоит из шести компараторов, на входе которых сравниваются напряжение управления Uупр, напряжение смещения Uo, обеспечивающее начальный угол управления при Uyпр = 0, и соответствующее опорное напряжение. При этом для тиристоров одной фазы анодной и катодной групп напряжение Uупр имеет противоположные знаки.
Схема узла фазосмещения показана на рисунке 41.
Номиналы сопротивлений на рисунке 41: R1 = R2 = R4 = 47 кОм, R3 = R6 = 5,1кОм, R5 = R8 = 10 кОм, R7 = 8,2 кОм. Емкости конденсаторов: С1 = С2 = 0,01мкФ.
На один из входов усилителя А1, имеющего коэффициент передачи, по всем входам равный 1, поступает сигнал управления Uупр, а на второй – напряжение начального согласования Uо. Постоянная времени цепи обратной связи A1 – 0,1 мс. Коэффициент передачи инвертирующего усилителя А2 также равен 1.
Сравнение Uупр и напряжения соответствующей фазы (АF, ВF или СF) осуществляется на компараторах А3–А8, причем на компараторы А3, А5, А7 подается –Uy, а на компараторы А4, А6, А8 – + Uу.
На рисунке 41 показана только схема компараторов А3, А4, схемы компараторов А5–А8 аналогичны. На выходах компараторов формируются напряжения прямоугольной формы As, –As, Вs, –Вs, Сs, –Сs, причем эти напряжения положительны, когда напряжение управления меньше опорного.
Выходные напряжения As, –As, Вs, –Вs, Сs, –Сs, а также напряжения ограничения amax, amin поступают на узлы формирования диапазонов.
В этой схеме использованы ИМС 2И-НЕ серии КР1533ЛА5, а также диоды КД522Б; R1 = R2 = R3 = R4 = 220 кОм.
На рисунке 42 показаны только цепи формирования логических сигналов фазы А (сигналы А' и –А'). Входные напряжения остальных фаз поступают на соответствующие входы аналогичных схем других фаз.
На входах узлов установлены диоды, срезающие отрицательную полярность входного напряжения. Логические сигналы А' и –А' имеют длительность 180°. Моменты появления этих сигналов совпадают с моментами равенства Uупр и опорного напряжения соответствующей фазы при amin< a < amax.
На рисунке 43 показан преобразователь логических сигналов, выполненный на комбинационных элементах.
На входы блока подаются выходные сигналы узла формирования диапазонов А', –А', В', –В', С', –С'. Эти сигналы имеют длительность 180°.
В преобразователе реализуются логические функции этих сигналов:
А = А' * (–В'),–А = (–А') * В',
В = В' * (–С'),–В = (–В') * С',
С = С' * (–А'),–С = (–С') * А'.
На выходах микросхем формируются логические сигналы А, –А, В, –В, С, –С длительностью 120°, момент появления которых соответствует углу управления a.
При подаче логического нуля на вход S импульсы подаются на все тиристоры одновременно.
В заключение, импульсы управления тиристорами поступают на выходные усилители системы импульсно-фазового управления.
На рисунке 44 показана схема усилителя для импульсов одной из фаз.
В схеме усилителя использованы следующие элементы: R1 = 100 кОм, R2 = R3 = 47 кОм, С1 = С2 = 0,22 мкФ, VT1 – КП303В, VT2 – КТ973Б, VD1 – VD3 – КД522Б.
Выходной усилитель импульсов СИФУ двухкаскадный с полевым транзистором в первом каскаде. Транзистор VT2 открывается при подаче логического "0" на вход канала. Конденсатор С1 служит для ускорения включения этого транзистора.
Похожие работы
... - 8 25 22,666 12912 40350 Рис. 6. Картограмма электрических нагрузок точкой А на картограмме обозначим координаты центра электрических нагрузок завода. Выбор рационального напряжения При проектировании систем электроснабжения промышленных предприятий важным вопросом является выбор рациональных напряжений для схемы, поскольку их значения определяют параметры линий электропередачи и ...
... повреждения или отключения другой. 1. Определяют ток в линии в нормальном и послеаварийном режимах: (6.1.5) (6.1.6) 2. Сечение провода рассчитывают по экономической плотности тока: Для текстильного комбината: Тма = 6200-8000 ч., Тмр = 6220ч. [10]. Следовательно jэк = 1 А/мм2 [9]. (6.1.7) По полученному сечению выбирают алюминиевый провод со стальным сердечником марки АС-120/19. ...
... основе технико-экономических расчетов определяют рациональное стандартное. Для рассматриваемого завода рациональное напряжение, найденное по эмпирическим формулам будет Uрац= Uрац= Следовательно, для электроснабжения завода выбираем напряжение 35 Кв, так как напряжение 35 кВ имеет экономические преимущества для предприятий средней мощности при передаваемой мощности 5-15 МВт на расстояние ...
... 8729;Ucp∙Ino, MBA Iпо Iпt iу К-1 115 25,1 25,1 61,06 5000 К-2 115 19,1 19,1 45,91 3803,57 К-3 10,5 8,79 8,79 20 159,92 К-4 0,4 25,92 25,92 56084 17,95 6. Выбор электрооборудования системы электроснабжения предприятия 6.1 Выбор трансформаторов собственных нужд главной понизительной подстанции Приемниками собственных нужд подстанции являются ...
0 комментариев