Модернизация электроснабжения системы электропривода подъемной установки ствола СС-3 рудника "Таймырский" (стр. 16 из 21)
В случае многосекционной установки мощность последней изменяется многократно во времени в соответствии с требованием режима узла электрической сети. Предположим, что в результате роста нагрузок узла электрической сети (возмущающее воздействие) возникают отклонения регулируемого параметра от заданного и для восстановления регулируемой величины до заданного значения необходимо включить в работу одну секцию БК. Зафиксированное измерительным органом автоматического регулятора отклонение параметра сопровождается появлением регулирующего воздействия, которое приводит к включению коммутирующего аппарата первой секции. После этого параметр восстанавливается до желательного уровня. Это фиксируется измерительным органом регулятора, который прекращает дальнейшую посылку сигнала на увеличение мощности БК. Если в дальнейшем в связи с ростом нагрузки величина Q дополнительно изменится, то регулятор может повторно послать регулирующее воздействие на дополнительное увеличение мощности БК. При изменении регулируемого параметра в обратную сторону будет послан импульс на уменьшение мощности БК. Здесь после приведения в действие измерительного органа регулятора воздействие проходит от звена к звену, к “регулируемой величине”. В результате образуется замкнутая цепь регулирования, действующая до наступления установившегося состояния. Регулятор путем сравнения заданного значения регулируемой величины, получаемого от задающего органа, и фактического ее значения производит измерение отклонения регулируемой величины и соответственно воздействует на объект. Регулятор прекращает свое действие после полного исчерпания регулирующего диапазона, так как после включения всех секций дополнительное увеличение мощности БК невозможно (аналогично уменьшение мощности БК после отключения всех секций).
Сравнивая приведенные примеры можно определить автоматическое управление как управление по незамкнутой схеме, а автоматическое регулирование — как управление по замкнутой схеме. От того, осуществляется ли управление по разомкнутой или замкнутой схеме, зависит выбор параметров регулирования. При замкнутой схеме в качестве параметра регулирования можно использовать комбинацию лишь таких величин, которые существенно изменяются с изменением режима БК, к примеру, напряжение сети в сочетании с напряжением, пропорциональным реактивной составляющей тока питающего участка сети. Регулирование режима БК по замкнутой схеме должно применяться для многосекционных батарей. При управлении по разомкнутой схеме односекционной установкой не требуется автоматического регулятора. В этом случае можно использовать реле управления, реагирующее на любой параметр режима электрической сети, даже практически не изменяющийся в результате включения или отключения БК. В качестве такого параметра может быть использовано напряжение или ток элемента электрической сети. К устройствам, действующим по разомкнутой схеме, относятся также временные программные устройства, циркулярная система телеуправления и т. п.
С учетом выше сказанного для четырех секционной батареи конденсаторов применим схему автоматического регулирования в функции тока нагрузки с применением бесконтактных элементов, показанную на чертеже.
Определим ступень регулирования Q.
Максимальные ступени увеличения напряжения при включении конденсаторной установки во избежание резких колебаний напряжения не должны превышать 1-2% номинального напряжения сети. Регулирующий эффект при включении одной секции конденсаторной установки определим по формуле:
, (6.31)где Хс – реактивное сопротивление элементов сети, ближайших к установке.
DU%=
%Регулируемыми делаем все секции БК.
Зона нечувствительности регулирования режима БК.
Включение и отключение секций БК осуществляется при несколько отличающихся параметрах, поступающих на измерительный орган U1 и U2. Разность этих параметров
DU=çU1-U2ï
определяет нечувствительность регулирования, которая должна превосходить изменение результирующего напряжения на измерительном органе, наблюдающееся при включении и отключении секции БК.
Если контролируется активный ток или независимый реактивный ток, то включение и отключение секции не сопровождаются изменением тока. Напряжение в этих случаях является единственно изменяющейся величиной и зона нечувствительности может быть небольшой.
Погрешность, связанная с изменением уставки регуляторов по напряжению, по относительному значению меняется в соответствии с изменением этой уставки. Обычно предельное значение изменения уставки по напряжению составляет 10%, что гораздо больше 0,9% повышения напряжения вследствии включения 1 секции БК.
6.20. Принципиальная схема автоматического регулирования в функции тока нагрузки секциями БК
В схеме автоматического регулирования датчиком является индуктивная катушка L, состоящая из провода, намотанного на сердечник, состоящий из пластин прямоугольной формы. Катушка расположена в непосредственной близости от одной из шин. Схема работает следующим образом.
При прохождении тока нагрузки по шине в катушке L наводится ЭДС. Переменное напряжение, выпрямленное мостом, состоящим из четырех диодов VD1-VD4 подается на конденсатор С1, служащий фильтром, и С2, который заряжается через потенциометр R1, осуществляющий регулировку времени заряда.
Напряжение с этого конденсатора подается на делители напряжения, число которых соответствует количеству регулируемых секций БК. Делитель напряжения состоит из двух резисторов R2 и R4 и одного потенциометра R3, которым регулируется напряжение, подаваемое на базу каждого из транзисторов, VT1,VT3,VT5 и VT7.
Если ток нагрузки невелик, то напряжение на конденсаре С2 тоже будет незначительно. В этом случае транзисторы VT1,VT3,VT5 и VT7 будут закрыты, так как напряжение на стабилитроне VD9 будет приложено к базам этих транзисторов через резистор R5 и делитель R3 и R4.При этом транзисторы VT2,VT4,VT6 и VT8 будут открыты и катушки реле К1,К2,К3 и К4 будут притянуты. При возрастании тока нагрузки напряжение на конденсаторе С2 также будет возрастать с задержкой по времени, определяемой постоянной времени цепочки R1С2. Когда напряжение на конденсаторе достигнет определенного значения, напряжение, подаваемое с делителя R2-RЗ-R4 на базу транзисторов VT1,VT3,VT5 и VT7, становится достаточным для их открытия, что соответственно вызывает закрытие транзисторов VT2,VT4,VT6 и VT8 с последующим отключением катушек реле К1,К2,К3 и К4 в цепях коллекторов этих транзисторов. Напряжение, сравнения в данной схеме можно плавно регулировать потенциометром делителя. Реле К1,К2,К3 и К4 размыкающими контактами соответственно включают катушки промежуточных реле К5,К6,К7 и К8 контакты которых включают включающие катушки вакуумных выключателей секций БК— К13,К14,К15 и К16.
При уменьшении тока нагрузки напряжение на конденсаторе С2 также будет снижаться с задержкой по времени, определяемой постоянной времени разряда С2. Когда напряжение на конденсаторе достигнет определенного значения, напряжение, подаваемое с делителя R2-RЗ-R4 на базу транзисторов VT1,VT3,VT5 и VT7, становится минимальным для их закрытия, что соответственно вызывает открытие транзисторов VT2,VT4,VT6 и VT8 с последующим включением катушек реле К1,К2,К3 и К4 в цепях коллекторов этих транзисторов. Реле К1,К2,К3 и К4 замыкающими контактами соответственно включают катушки промежуточных реле К9,К10,К11 и К12 контакты которых включают отключающие катушки вакуумных выключателей секций БК— К17,К18,К19 и К20.
В цепи отключающих катушек вакуумных выключателей включены четыре выключателя SB1,SB2,SB3,SB4 для ручного отключения на случай ревизии или ремонта БК. Транзистор VТ9 в схеме служит для стабилизации напряжения.
Данная схема показала себя надежной в работе, состоит из серийных элементов и проста в обслуживании.
6.21. Управление батареями конденсаторов в аварийных режимах
Наравне с управлением местными источниками реактивной мощности в нормальных режимах работы актуальна проблема управления ими в аварийных режимах, когда возникают глубокие снижения напряжения вследствие коротких замыканий с последующими затрудненными самозапусками двигателей технологического оборудования, а также явления “лавины напряжения” в узлах энергосистемы и нагрузочных узлах.
Воздействие на режим БК при переходных процессах в электрической системе нежелательно, так как это может привести к большому числу лишних коммутационных операций, а, следовательно, к преждевременному износу коммутационной аппаратуры. Поэтому нецелесообразно воздействовать на БК в случаях снижения напряжения, когда короткие замыкания отключаются без последствий для работы технологического оборудования.
Управление БК в аварийных ситуациях может быть двояким. Поскольку часть секций многосекционных БК в некоторых режимах сети находится в отключенном состоянии, целесообразно осуществлять включение этих секций при авариях. Такое включение можно производить по сигналу прибора, выявляющего глубокое снижение напряжения, с небольшой выдержкой временя во избежание чрезмерно частого включения бк. Если короткое замыкание отключается в пределах этого времени и напряжение восстанавливается, то посылка сигнала на включение секций БК не производится. Если же после отключения короткого замыкания сохраняется глубокое снижение напряжения, что является показателем затяжного самозапуска двигателей технологического оборудования или нарушения устойчивости узла нагрузки, то включаются все отключенные секции.