Введение

Содержание

Введение.......................................................................................................................................... 4

1. Описание технологического процесса............................................................................ 6

2. Параметры контроля и управления АСУ ТП ................................................................. 9

3. Обоснование и выбор принципиальной схемы и построение временных диаграмм 11

4. Расчет отдельных узлов..................................................................................................... 22

5. Расчет показателей надежности...................................................................................... 27

Заключение................................................................................................................................... 29

Библиографический список................................................................................................... 30

Введение

В связи с интенсивным развитием в настоящее время силовой электротехники и микропроцессорной техники все более реальной становится решение задачи внедрения бесконтактных и автоматически действующих устройств и установок для регулирования параметров электроэнергии. В материалах данной работы в качестве параметров электроэнергии рассматриваются уровень напряжения (качество напряжения), коэффициенты мощности и несимметрии в трехфазных сетях и на зажимах отдельных электроприемников, получающих питание от этих сетей.

Часть принципов построения и управления бесконтактных регуляторов параметров электроэнергии (БРПЭ) следует считать в качестве основных, так как они должны быть использованы при создании БРПЭ для регулирования-стабилизации любого из упомянутых выше параметров электроэнергии. Другую их часть необходимо рассматривать в качестве дополнительных, так как они используются при разработке аналогичных регуляторов-стабилизаторов одного из параметров электроэнергии для отдельных ответственных электроприемников большой мощности. Ниже дается анализ основных принципов построения БРПЭ и на конкретном примере использования его рассмотрено несколько дополнительных принципов построения и управления БРПЭ.

Одним из основных требований к бесконтактным регуляторам параметров электроэнергии является обеспечение электромагнитной совместимости последних с питающей сетью и нагрузкой. В силу этого, в процессе своей работы они не должны генерировать высшие гармонические напряжения или тока. Авторами статьи разработано несколько типовых трансформаторно-тиристорных модулей (ТТМ) с различным количеством дискретных уровней напряжения на выходных зажимах ТТМ. В статических режимах работы ТТМ определенная часть тиристорных ключей (ТК) находится в течение всего периода питающего напряжения во включенном состоянии (угол управления a = 0°), а другая их часть полностью выключена. Поэтому ТТМ в статических режимах работы высшие гармонические напряжения или тока не генерирует. Перевод ТТМ в различные режимы работы осуществляется в соответствии с разработанными авторами специальными алгоритмами с естественной коммутацией выключаемых ТК. В переходных режимах работы коммутационные экстратоки и перенапряжения на элементах регулирующего органа ТТМ не возникают, а сами коммутационные процессы имеют длительность не более нескольких микросекунд. Можно считать, что построенные по такому принципу ТТМ имеют электромагнитную совместимость с питающей сетью и нагрузкой.

Вторым важным принципом построения бесконтактных регуляторов параметров электроэнергии является возможность интегрированного использования одних и тех же тиристорных ключей и трансформаторного оборудования для работы в наибольшем количестве различных стационарных режимов. Реализация этого принципа влечет за собой регулирование напряжения на выходных зажимах устройства не только путем арифметического суммирования (или вычитания) векторов напряжений питающей сети и самого устройства, но и геометрического их сложения. Поэтому в одном устройстве сочетается продольное и поперечное регулирование напряжения.

В качестве третьего основного принципа создания БРПЭ следует считать модульный способ их построения. Реализация именно этого принципа позволяет весьма эффективно при последовательном соединении отдельных модулей одинакового схемотехнического исполнения получать БРПЭ с широким диапазоном регулирования параметров электроэнергии при сохранении высокой точности регулирования. Например, если упомянутый выше одномодульный БРПЭ с ±4U_с на выходных зажимах позволяет иметь 9 уровней напряжения на нагрузке, то двухмодульный БРПЭ с последовательным соединением модулей - 81 уровень напряжения. Мощность вспомогательного трансформатора и ТК второго ТТМ в 9 раз меньше аналогичных элементов первого модуля. Двухмодульный БРПЭ при широком диапазоне регулирования напряжения позволяет обеспечить высокую точность регулирования, так как величина ступени регулирования при большом их количестве может быть выбрана весьма малой. В своем составе двухмодульный БРПЭ в общей сложности содержит 36 ТК и два трехфазных вспомогательных трансформатора (ВТ). Суммарная электрическая мощность ВТ обоих ТТМ определяется диапазоном регулирования напряжения на выходных зажимах. При диапазоне ±10% эта мощность составит 10% от мощности всех электроприемников, которые получают электроэнергию от БРПЭ. При замене двухмодульного БРПЭ на регулятор швейцарской фирмы AВВ последний должен содержать в своем составе 48 ТК и два ВТ. Суммарная электрическая мощность ВТ в два раза превышает мощность ВТ двухмодульного БРПЭ. Количество ТК, которые находятся под током нагрузки также в два и более раз превышает аналогичное число ТК двухмодульного БРПЭ. При параллельном соединении двух или более ТТМ одинакового схемотехнического исполнения и диапазона регулирования напряжения на выходных зажимах появляется возможность пропорционального количеству ТТМ увеличения мощности электроприемников, которые подключаются к выходным зажимам БРПЭ. Таким образом, производство ТТМ с определенной шкалой параметров по их мощности и диапазону регулирования позволяет строить БРПЭ на их основе с широкими функциональными возможностями.