SU505118A1 - Device for adjusting linear filter - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  .к устройствам, служащим дл  подавлени  высших гармонических составл ющих, присутствующих в спектре напр жени  на лини х или шинах высшего напр жени , и может быть использовано на преобразовательных подстанци х передач посто нного тока.The invention relates to devices serving to suppress higher harmonic components present in a voltage spectrum on higher voltage lines or buses, and can be used in conversion stations of direct current transmissions.

Известно 1, что 1высоковольтные преобразователи генерируют высшие гармоники как «а стороне посто нного тока (четные гармоники ), так и на стороне переменного тока (нечетные гармоники, п та , седьма , одиннадцата , трин-адцата  и т. д.).It is known 1 that 1V-voltage converters generate higher harmonics both on the DC side (even harmonics) and on the AC side (odd harmonics, nth, seventh, eleven, trine adc, etc.).

Гармоники вызывают дополнительные потери , например, в генераторах и трансформаторах . Эффективна  мера борьбы с ними - шунтирование их с помощью фильтров, настроеннЫХ в резонанс на выбранную частоту гармоники.Harmonics cause additional losses, for example, in generators and transformers. An effective measure to combat them is bypassing them with the help of filters tuned to resonate at the selected harmonic frequency.

В качестве фильтров используетс  последовательное соединение конденсаторной батареи и реактора.The filters used are a serial connection of a capacitor bank and a reactor.

Однако указанные фильтры не могут быть настроены точно в резонанс на данную гармонику вследствие изменени  как параметров окружающей среды, возможного изменени  числа конденсаторов в батарее, так и ввиду нестабильности частоты основной гармоники сети переменного тока, а следовательно , и всех основных гармоникHowever, these filters cannot be tuned exactly in resonance to this harmonic due to changes in both environmental parameters, possible changes in the number of capacitors in the battery, and due to the instability of the frequency of the main harmonics of the AC network, and hence all the main harmonics

Дл  настройки фильтров в резонанс на заданную гармонику фильтры должны быть регулируемыми . Наиболее удобно регулировать фильтры изменением индуктивности реактора .To adjust the filters to resonance for a given harmonic, the filters must be adjustable. It is most convenient to adjust the filters by changing the inductance of the reactor.

Индуктивность реактора можно мен ть двум  способами: плавно и ступенчато.The inductance of the reactor can be changed in two ways: smoothly and in steps.

Плавное изменение индуктивности реактора достигаетс  путем его подмагничивани A gradual change in reactor inductance is achieved by magnetising it.

посто нным током, а ступенчатое - изменением числа витков его обмотки.direct current, and stepwise - by changing the number of turns of its winding.

Известное устройство дл  регулировани  линейного фильтра 2 содержит измерительный блок. На первый вход этого блока поступают сигналы с датчика Тока, установленного в цепи линейного фильтра, а на второй - через резонансный усилитель с выхода датчйка напр жени  шин переменного Тока. Выход измерительного блока через блок управлеПИЯ соединен с блоком переключени  отпаек, подключенным к обмотке регулируемого реактора .A known device for regulating the linear filter 2 comprises a measuring unit. The first input of this block receives signals from the Current sensor installed in the linear filter circuit, and the second through the resonant amplifier from the output of the sensor of the AC bus voltage. The output of the measuring unit through the control unit is connected to the switch unit of the taps connected to the winding of the controlled reactor.

Известное устройство основано на измерении реактивной мощности линейного фильтраThe known device is based on measuring the reactive power of a linear filter.

по данной гармонике и сведени  этой мощности к минимуму путем изменени  йндуктивHOiCTH реактора.for a given harmonic and keep this power to a minimum by changing the inductactic reactor.

Однако в таком устройстве напр жение с выхода датчика напр жени  шин переменнбго тока поступает на вход измерительногоHowever, in such a device, the voltage from the output of the tire voltage sensor of alternating current is fed to the input of the measuring

блока через резонансный фильтр. От стабильности величины и фазы выходного напр жени  этого резонансного фильтра зависит вычисленное значение реактивной мощности. может иметь отклонение от номинальной наblock through a resonant filter. The calculated value of the reactive power depends on the stability of the magnitude and phase of the output voltage of this resonant filter. may have a deviation from nominal on

Учитыва , ЧТО частота в питающей системе может иметь отклонение от номинальной на ±1 Гц, то фаза и ам плитуда выходного напр жени  фильтра существенно измен ютс . Так, например, при добротности фильтра изменение фазового сдвига Л 50°эл., а амллитуда иа 20% на частоте гармоники при изменении частоты сети с 50 до 49 гц.Taking into account that the frequency in the supply system may have a deviation of ± 1 Hz from the nominal, the phase and amplitude of the output voltage of the filter vary significantly. For example, when the quality of the filter changes the phase shift L 50 ° el., And the amplitude is 20% at the harmonic frequency when the network frequency changes from 50 to 49 Hz.

Таким образом, изменение частоты в питающей преобразователь сети приводит к ложному изменению .реактивной мощности и к вынужденной расстройке силового резонанса фильтра, что недопустимо.Thus, a change in the frequency in the power supply converter of the network leads to a false change in the reactive power and to a forced detuning of the power resonance of the filter, which is unacceptable.

С целью устранени  этого недостатка разработано устройство, позвол ющее производить с необходимой точностью настройку линейных фильтров, когда в их цеп х установлены реакторы со ступенчатой регулировкой индуктивности, независимо от дрейфа частоты сети переменного тока, а также от изменени  параметров окружающей среды и числа конденсаторов ,в батарее.In order to eliminate this drawback, a device has been developed that allows the linear filters to be adjusted with the necessary accuracy when reactors with stepwise inductance are installed in their circuits, regardless of the frequency drift of the AC network, as well as from changes in the environmental parameters and the number of capacitors battery

В предлагаемом устройстве дл  регулировани  линейного фильтра это достигаетс  благодар  наличию двух блоков синхронизации , причем выход датчика тока, установленного в цепи линейного фильтра, соединен с входом одной из схем синхронизации, выход датчика напр жени  щий переменного тока - с входом второй схемы синхронизации, а выходы обеих схем синхронизации подсоединены к входам измерительного блока.In the proposed device for adjusting the linear filter, this is achieved due to the presence of two synchronization units, the output of the current sensor installed in the linear filter circuit is connected to the input of one of the synchronization circuits, the output of the sensor is an alternating current voltage to the input of the second synchronization circuit, and the outputs both timing circuits are connected to the inputs of the measuring unit.

Схема устройства показана на чертеже.Diagram of the device shown in the drawing.

Устройство дл  регулировани  линейного фильтра, подключенного к шинам переменного тока и выполненного из конденсаторной батареи 1 и регулируемого реактора фильтраDevice for regulating a linear filter connected to AC buses and made of a capacitor bank 1 and an adjustable filter reactor

2с отпайками на обмотке, содержит датчик2c taps on the winding, contains a sensor

3така 1В цепи линейного фильтра, датчи1к4напр жени  шин переменного тока, измерительный блок 5, блок 6 управлени , блок 7 переключени  отпаек, блоки 8, 9 синхронизации.3taka 1B linear filter circuits, sensors for ac busbars, measuring unit 5, control unit 6, spurs switching unit 7, synchronization blocks 8, 9.

Устройст1во работает следующим образом.The device operates as follows.

Сигнал пропорциональный току, протекающему через цепь линейного фильтра, с датчика 3 тока подаетс  на вход блока 8 синхронизации . На .выходе этого блока формируетс  напр жение, частота которого равна частоте подавл емой фильтром гармоники, аA signal proportional to the current flowing through the linear filter circuit from the current sensor 3 is supplied to the input of the synchronization unit 8. A voltage is formed on the output of this unit, the frequency of which is equal to the frequency of the harmonic suppressed by the filter, and

фаза напр жени  сдвинута на угол - по отношению к фазе тока данной гармоники, протекак щей через цепь линейного фильтра.the phase of the voltage is shifted by an angle with respect to the phase of the current of a given harmonic flowing through the linear filter circuit.

В каче.стве блока 8 может быть использован 3 блок синхронизации, содержащий фазовый дискрими1натор. Выход дискриминатора соединен через интегратор с входом управл емого генератора, а генератор в свою очередь подключен к второму входу фазового дискриминатора, на первый вход которого подаютс  сигналы с датчиками 3 тока, установленного в цепи линейного фильтра.As block 8, 3 synchronization blocks can be used, containing a phase discriminator. The discriminator output is connected via an integrator to the input of the controlled generator, and the generator in turn is connected to the second input of the phase discriminator, the first input of which is supplied with signals from current sensors 3 installed in the linear filter circuit.

Така  замкнута  схема синхронизации с управл емым генератором, собственна  частота которого близка к частоте выдел емой гармоники, позвол ет получить сигнал этой гармоники на выходе управл емого генератора , причем фаза этого сигнала отличаетс  от фазы тока данной гармоники, протекаю„ vSuch a closed synchronization circuit with a controlled oscillator, the natural frequency of which is close to the frequency of the extracted harmonic, allows to receive a signal of this harmonic at the output of the controlled oscillator, and the phase of this signal differs from the phase of the current of this harmonic, flowing „v

щей через цепь линейного фильтра «а угол - through the linear filter circuit "and the angle -

Напр жение, частота которого равна частоте подавл емой фильтром гармоники, аVoltage whose frequency is equal to the frequency of the harmonic suppressed by the filter, and

фаза, сдвинута  на угол - по отношениюphase shifted by angle

к фазе тока данной гармоники, протекающего через цепь линейного фильтра, с выхода блока 8 синхронизации поступает на один из входов измерительного блока 5, на другойto the current phase of a given harmonic flowing through a linear filter circuit, from the output of the synchronization unit 8 goes to one of the inputs of the measuring unit 5, to the other

вход которого подаетс  напр жение от блока 9 синхронизации, подключенного к выходу датчика 4 напр жени  шин переменного тока.the input of which is supplied from the synchronization unit 9 connected to the output of the sensor 4 of the AC bus voltage.

В качестве блока 9 может быть использована схема синхронизации, состо ща  из фазового дискриминатора, интегратора и управл емого генератора.As block 9, a synchronization circuit can be used, consisting of a phase discriminator, an integrator, and a controlled oscillator.

В этом случае один из входов фазового дискриминатора блока синхронизации соединенIn this case, one of the inputs of the phase discriminator of the synchronization unit is connected

с выходом датчика 4 напр жени  шин переменного тока. В результате на выходе блока 9 синхронизации формируетс  напр жение , частота которого равна частоте подавл емой линейным фильтром гармоники, приwith the output of the sensor voltage 4 AC tires. As a result, a voltage is generated at the output of the synchronization unit 9, the frequency of which is equal to the frequency of the harmonic suppressed by the linear filter;

этом фаза выходного напр жени  сдвинутаthis phase of the output voltage is shifted

на угол - по отношению к фазе напр же iby angle - with respect to phase eg i

ни , подавл емой линейным фильтром гармоники .nor, the harmonic suppressed by the linear filter.

Напр жени  с выходов обоих блоков синхронизации поступают на соответствуюшие входы измерительного блока 5. Измерительный блок предназначен Дч   определени  фазы и величины угла сдвига между напр жеНИЯ .МИ, поступающими на его входы от блоков 8 и 9 синхронизации, т. е. дл  определени  фазы и угла сдвига мелсду током и напр жением гармоники частоты «а.стройки линейного фильтра.The voltages from the outputs of both synchronization blocks are fed to the corresponding inputs of the measuring unit 5. The measuring unit is designed to determine the phase and the magnitude of the shift angle between the stresses I received at its inputs from the synchronization blocks 8 and 9, i.e., to determine the phase and shear angle with current and voltage harmonic frequency of a linear filter.

При измерении в качестве опорного напр жени  принимаетс  напр жение гармоники частоты настройки линейного фильтра, т. е. напр жение, поступающее с выхода блока 9 синхронизации на один из входов измерительного блока 5.When measuring, the voltage of the harmonic of the tuning frequency of the linear filter is taken as the reference voltage, i.e. the voltage from the output of the synchronization unit 9 to one of the inputs of the measuring unit 5.

Измерительный блок может быть выполнен на основе фазометра 4.The measuring unit can be made on the basis of the phase meter 4.

При настройке линейного фильтра в резонанс напр жени , поступающие на входы измерительного блока 5 от блоков 8 и 9 синхронизации , совпадают по фазе, в результате чего сигнал на выходе измерительного блока отсутствует. В случае расстройки линейного фильтраWhen the linear filter is tuned to voltage resonance, the inputs to the measuring unit 5 from the synchronization blocks 8 and 9 coincide in phase, with the result that there is no signal at the output of the measuring unit. In case of linear filter detuning

между напр жени ми, поступающими на входы измерительного блока 5 от блоков 8 и 9 синхронизации, по вл етс  угол сдвига, величина которого paiBHa величине угла сдвига между током и напр жением гармоники частоты настройки линейного фильтра.between the voltages supplied to the inputs of the measuring unit 5 from the synchronization blocks 8 and 9, a shear angle appears, the magnitude of which is paiBHa to the shear angle between the current and the voltage harmonic of the linear filter tuning frequency.

Если ток гармоники частоты настройки линейНого фильтра опережает свое напр жение , то на выходе измерительного блока 5 по вл етс  сигнал одной пол рности, если ток отстает - другой пол рности.If the harmonic current frequency of the tuning of the linear filter is ahead of its voltage, then the output of the measuring unit 5 is a signal of one polarity, if the current is lagging, the other polarity.

Величина выходного -сигнала измерительного элемента пропорциональна углу между током и напр жением гармоники частоты настройки линейного фильтра. Сигнал с выхода измерительного блока через блок 6 управлени  поступает на вход блока 7 пер еключени  отпаек, который в зависимости от пол рности и величины сигнала включает соответствующую отпайку реактора.The magnitude of the output signal of the measuring element is proportional to the angle between the current and the voltage harmonic of the tuning frequency of the linear filter. The signal from the output of the measuring unit through the control unit 6 is fed to the input of the switch unit 7 of the taps, which, depending on the polarity and magnitude of the signal, turns on the corresponding tap of the reactor.

Claims (4)

1. Поссе А. В. Схемы и режимы электропередач посто нного тока. «Энерги , 1973.1. Posse A. Century Schemes and modes of transmission of direct current. “Energy, 1973. 2. Патент Франции № 1538745 по кл. H02J.2. The patent of France No. 1538745 on cl. H02J. 3.Бухвинер В. Е. Дискретные схемы в фазовых системах радиосв зи . «Св зь, 1969.3. V. Bukhviner. Discrete circuits in phase radio communication systems. “Holy bones, 1969. 4.Шл ндин В. М. Цифровые измерительные преобразователи тт4.Shtl Ndin V.M. Digital measuring transducers tt приборы. «Высша  шко ла, 1973.appliances. “Higher School, 1973.