Содержание к диссертации
Введение
1 Разработка основ создания устройств сопряжения 24
1.1 Анализ структуры и параметров существующих систем и устройств электропитания
1.2 Способы повышения эффективности электропитания потребителей
1.3 Определение структуры силовой части комплексного устройства сопряжения (КСС) различных типов источников электрической энергии
1.4 Выводы по главе 1 57
2 Трансформаторно-тиристорные регуляторы напряжения (ТТРН)как элементы сопряжения параметров питающей сети и потребителей
2.1 Общие тенденции исследований ТТРН 59
2.2 Основы моделирования трансформаторно-тиристорных регуляторов напряжения с ключами однонаправленного тока
у[ ІГГ1 01}
2.2.1 Основные допущения, принимаемые при моделировании ТТРН ОТ
2.2.2 Математическая модель трехфазного силового трансформатора с расщепленной первичной обмоткой
2.2.3 Математическая модель тиристорного контактора 74
2.2.4 Программный комплекс имитационных исследований электромагнитных процессов ТТРН ОТ
2.3 Исследование характеристик ТТРН ОТ 81
2.3.1 Принципы формирования импульсов управления ТТРН ОТ
2.3.2 Характеристики коммутационных режимов ТТРН ОТ 86
2.3.3 Анализ искажений формы напряжений и токов ТТРН ОТ 92
2.4 Выводы по главе 2 101
3 Универсальный преобразователь (УП) как основа для согласования параметров источников
3.1 Основные «претенденты» для решения задач согласования 105
3.2 Расширение функциональности типового трёхфазного инвертора напряжения
3.3 Основы формирования математической модели УП 118
3.3.1 Базовые положения формирования математической модели .. 120
3.3.2 Принцип формирования блока генерируемой мощности 128
3.3.3 Математическое описание алгоритма синхронизации 134
3.3.4 Математическое описание цепей вводов УП 137
3.4 Имитационная модель универсального преобразователя 138
3.5 Базовые результаты имитационного исследования 155
3.6 Выводы по главе 3 158
4 Анализ характеристик интегрированной КСС с централизованной сетью электропитания
4.1 Общие положения 160
4.2 Базовые характеристики взаимодействия ТТРНОТКССи трансформатора основного источника на общую нагрузку
4.3 Работа УП КСС в качестве регулятора-компенсатора между двумя питающими нагрузку линиями
4.4 Основные характеристики УП в составе КСС 187
4.5 Выводы по главе 4 190
5 Интеграция КСС в распределительную сеть 191
5.1 КСС как элемент системы электроснабжения и распределительной сети
5.2 Точки подключения КСС в распределительной сети 195
5.3 КСС - единственный источник питания 196
5.4 КСС работает параллельно с сетью 198
5.5 Влияние КСС на режим работы питающей сети 199
5.6 Эффект разделения сети с односторонним питанием 202
5.7 Выбор параметров КСС и точек их подключения 204
5.8 Выводы по главе 5 207
6 Техническая реализация комплексной системы сопряжения 209
6.1 Разработка конструктивных решений ТТРН ОТ и его составных частей
6.1.1 Силовой трансформатор с расщепленными обмотками на стороне высокого напряжения ТСЗН 400/10 УХЛ2
6.1.2 Коммутатор тиристорный КТ-400/10 225
6.1.3 Технологическая система управления ТСУ-1 228
6.1.4 Базовая система CPU ТСУ-1 231
6.2 Разработка конструктивных решений УП и его составных частей
6.2.1 Аппаратные решения построения экспериментального 239 образца УП
6.2.2 Разработка алгоритма работы экспериментального образца 247 УП
6.2.3 Технология разработки прототипов систем управления 252
6.2.4 Компоновка силовой части УП 262
6.3 Выводы по главе 6 264
Заключение 266
Список использованных источников
- Способы повышения эффективности электропитания потребителей
- Математическая модель трехфазного силового трансформатора с расщепленной первичной обмоткой
- Базовые положения формирования математической модели
- Работа УП КСС в качестве регулятора-компенсатора между двумя питающими нагрузку линиями
Способы повышения эффективности электропитания потребителей
Предмет исследования - методы и средства автоматического регулирования параметров электрической энергии в распределительных электрических сетях низкого напряжения.
Цель диссертации - формирование научных основ и технических решений системы комплексного регулирования напряжения и потоков мощности, позволяющей автоматически управлять качеством электроэнергии, интегрировать разнохарактерные автономные источники энергии в централизованную электрическую сеть с оптимальным использованием органического топлива и местных энергетических ресурсов.
Для достижения поставленной цели решен следующий комплекс задач:
1. Исследование и анализ особенностей электротехнических комплексов и систем электроснабжения с автономными источниками энергии, методов и средств регулирования напряжения и мощности, схемных решений сопряжения цепей постоянного и переменного токов; разработка на их основе концепции комплексной системы сопряжения (КСС) с трансформаторно-тиристорным регулятором напряжения и универсальным преобразователем, позволяющей интегрировать автономные источники энергии с различными параметрами в централизованную сеть, управлять потоками активной и реактивной мощности, повышать качество электроэнергии в сети.
2. Разработка методов и средств регулирования напряжения с использованием трансформаторно-тиристорного регулятора с ключами однонаправленного тока: алгоритмов, схемотехнических решений, математических и имитационных моделей для исследования регулировочных характеристик, статических и динамических режимов работы, электромагнитной совместимости объектов.
3. Разработка научных основ сопряжения цепей постоянного и переменного токов, регулирования потоков активной и реактивной мощности с использованием универсального преобразователя на базе трехфазного инвертора напряжения с нулевым проводом: алгоритмов, схемотехнических решений, ма тематических и имитационных моделей с целью исследования методов регулирования.
4. Исследование закономерностей регулирования потоков мощности распределительной сети и КСС, интегрированной с централизованной сетью электропитания.
5. Разработка принципов оптимизации распределительной электрической сети с использованием комплексной системы сопряжения в системах электроснабжения с автономными источниками энергии.
Реализация комплексной системы сопряжения и ее системы управления, проведение экспериментальных исследований.
При решении этих задач в диссертационной работе впервые получены, составляют предмет научной новизны и выносятся на защиту следующие наиболее важные результаты.
1. Концепция построения комплексной системы сопряжения характеристик разнотипных источников и их интеграции в единую распределительную
2. Научно-технические решения по созданию регуляторов напряжения и мощности с использованием трансформаторов с расщеплёнными обмотками высокого напряжения и устройства РПН с ключами однонаправленного тока, что является прорывным инновационным решением для целого класса аналогичных трансформаторно-тиристорных устройств.
3. Научные основы и технические решения построения универсального преобразователя на базе унифицированной системы управления энергопотоками UPFC, обеспечивающие сопряжение разнохарактерных источников питания.
4. Закономерности регулирования параметров электрической энергии КСС в распределительных сетях электроснабжения.
5. Методология определения оптимальных параметров распределительной сети с интегрированными источниками малой энергетики.
6. Методики технологии подготовки проектов прототипов систем управления устройствами преобразования параметров электроэнергии с применени ем промышленных компьютеров, позволяющие значительно сократить время проектирования и снизить материальные и финансовые затраты на их проведение.
Методы исследований. Для решения поставленных в работе задач использовались: теория электромагнитных переходных процессов в электрических цепях, теория автоматического управления. В стационарных и динамических режимах работы исследования выполнялись с применением операторного метода решения дифференциальных уравнений, метода структурного моделирования, основанного на создании моделей отдельных блоков, и последующего синтеза всей системы, а также общего метода режимных расчетов. При определении опорных компенсирующих токов в режимах компенсации реактивной и регулирования активной мощностей использовались преобразования Кларка и Парка-Горева в приложении к модифицированной теории мгновенной мощности в стационарной системе сф-координат. Исследования выполнены с привлечением средств математического имитационного моделирования в программном пакете Matlab Simulink.
Достоверность и обоснованность результатов работы подтверждаются выполненными исследованиями, результатами проектирования и испытаний опытных образцов оборудования комплексной системы сопряжения.
Практическая значимость результатов работы.
1. Разработан, изготовлен и внедрён на трансформаторной подстанции с цифровым программным управлением НГТУ им. Р.Е. Алексеева трансформа-торно-тиристорный регулятор напряжения и мощности с ключами однонаправленного тока, исключающий возможность возникновения коммутационных экстратоков.
2. Повышена надежность работы и ресурс переключений устройства РПН за счёт применения новых схемотехнических решений и алгоритмов работы трансформаторно-тиристорного регулятора напряжения.
3. Предложен способ плавно-дискретного регулирования в пределах ступени регулирования ТТРН ОТ с фиксированными значениями углов коммута ции тиристоров, что обеспечивает возможность определения высших гармонических составляющих на стадии проектирования, а, следовательно, предэкс-плуатационной установки параметров устройств компенсации коэффициента искажений.
4. Разработанная конструкция и алгоритмы управления ТТРН ОТ при использовании ступенчатого регулирования напряжения устройством РПН позволяют производить безаварийную коммутацию тиристорных ключей в произвольный момент времени без синхронизации с напряжением питающей сети.
5. Обеспечена возможность реализации автоматизированного централизованного диспетчерского управления оборудованием электрических подстанций путём применения информационных цепей проводных соединений, реализующих технологии пакетной передачи данных (Ethernet) для компьютерных сетей на физическом уровне.
6. Решены вопросы интеграции практически любых типов дополнительных и возобновляемых источников питания, включая источники с нестабильными параметрами, с общепромышленной сетью электропитания при применении универсального преобразователя параметров напряжения, имеющего входные цепи подключения источников питания, не критичные к характеру и величинам подводимых напряжений.
7. Выработаны рекомендации по определению параметров и формированию структуры системы управления, контроля и защиты, выполняемой на базе промышленных компьютеров и контроллеров с целью обеспечения максимального быстродействия и безаварийной работы силового оборудования при проведении испытаний опытных образцов элементов КСС.
Математическая модель трехфазного силового трансформатора с расщепленной первичной обмоткой
В главе приведён анализ отечественных и зарубежных информационных источников, посвященных исследованиям и разработкам оборудования для регулирования отдельных показателей качества параметров электрической энергии в сетях напряжением 6 - 35 кВ, которые содержат сетевые или специальные трансформаторы, конденсаторное и реакторное оборудование, полупроводниковые ключи; классификация бесконтактных тиристорных устройств РПН
Определено построение ТТРН с цепями однонаправленных токов. Разработаны математические и имитационные модели трансформаторно-тиристорного регулятора напряжений с ключами однонаправленных токов (ТТРН ОТ), результаты исследований, проведенных на моделях. Даны рекомендации для проектирования ТТРН ОТ.
Анализ отечественных и зарубежных информационных источников, посвященных исследованиям и разработкам оборудования для регулирования отдельных показателей качества параметров электрической энергии в сетях напряжением 6-35 кВ, которые содержат сетевые или специальные трансформаторы, конденсаторное и реакторное оборудование, полупроводниковые ключи, показывает, что особенно большое внимание этим вопросам уделялось во второй половине 20 века.
Для регулирования напряжения силовых и специальных трансформаторов они комплектовались устройствами ПБВ или РПН, которые представляли собой электромеханическое оборудование: избиратели, механический привод, контакторы. Слабое звено переключающих устройств - контакторы, коммутирующие ток нагрузки в масляной среде. РПН имели относительно не больной ре суре, требовали частых ревизий, замены контактов и масла. Поэтому их старались реже использовать и только в тех случаях, когда нагрузка изменялась относительно медленно, например, в силовых трансформаторах общего назначения. Со временем контакторы заменили на вакуумные дугогасительные камеры (ВДК). Но проблема целиком не была снята, так как подключение или отключение цепей происходило за счёт физического разрыва цепей под током, а надёжность ВДК оставалась не высокой.
Исследования, проводимые под руководством И. Л. Каганова в МЭИ, по изучению характеристик и возможности практического применения ионных вентилей явились первыми шагами в области разработки устройств регулирования напряжения и тока на базе управляемых вентилей.
Разработкой схемотехнических решений построения тиристорных РПН и коммутационных процессов электромагнитных систем с тиристорными РПН занимались многие учёные России и республик СССР. Большой вклад в развитие основных теоретических положений внесли Липковский К.А., Кобзев А.В., Туманов И.М, Алтунин Б.Ю. и многие другие [1, 2, 3, 4, 5, 6, 18, 106, 121, 170, 191, 189, 193]. И в первую очередь это касалось устройств регулирования напряжения отдельных электроприёмников, широкодиапазонных регуляторов напряжения сетевых и преобразовательных трансформаторов, симметрирования нагрузки и тиристорных РПН.
Значительный вклад в исследование трансформаторно-тиристорных регуляторов напряжения внесли коллективы многих ВУЗов: МЭИ, Института электродинамики АН УССР, Киевского, Харьковского, Тольяттинского, Уральского, Горьковского политехнических институтов, Уфимского авиационного института.
Вопросами симметрирования токовой нагрузки и компенсации реактивной мощности посредством тиристорных установок в нашей стране занимались Кулинич А.В., Герман Л.А., Железко Ю.С., Шидловский А.К. и ряд других ученых и инженеров [29, 89,116, 219].
Исследования зарубежных авторов проводились, в основном, той же области [238, 240, 243, 246, 247, 251]. И в настоящее время наибольшее внимание уделяется силовым статическим фильтрам, компенсаторам реактивной мощности, устройствам симметрирования нагрузки [7, 236, 244].
Однако информационные материалы свидетельствуют о том, что интерес к трансформаторно-тиристорным регуляторам переменного напряжения (тока) в сетях напряжением 6-35 кВ за рубежом снизился, что объясняется увеличением надежности и быстродействия электромеханических коммутационных устройств (вакуумных и элегазовых). Но в условиях развития структуры распределительных, формирования интеллектуальных электрических сетей и необходимости регулирования величины и направления потоков мощности повышаются требования к точной синхронизации моментов переключения отводов трансформаторов с заданным фазовым углом питающего напряжения. Это невозможно обеспечить при помощи электромеханических коммутаторов, и, как следствие, возрос интерес к тиристорному оборудованию [117] и, особенно, с появлением новых типов приборов (GTO и IGCT тиристоры).
В итоге объединённые усилия всех разработчиков привели к практически установившейся классификации бесконтактных тиристорных устройств РПН, отображённой на рисунке 2.1 [194].
Промышленное освоение в 60-е годы силовых тиристоров и высокие их технические характеристики явились причиной широкого развития преобразовательной техники, в том числе и трансформаторно-тиристорных устройств регулирования и стабилизации напряжения и тока. Продвижение новых производственных технологических процессов приводит к постоянному удешевлению полупроводниковых приборов силовой электроники, что невозможно сказать о электромеханических установках. Но при всех достоинствах тиристоров оказалось, что они также не решают всех проблем и появляются новые.
Базовые положения формирования математической модели
При подаче сетевого напряжения на отвод повышенного напряжения в положительный полупериод (рисунок 2.16, а): на интервале отрицательной мощности (0 0k е1) в открытом состоянии находится тиристор VS3, отпирание тиристора VSI невозможно из-за встречного протекания тока нагрузки, отпирание VS2 возможно с образованием контура уравнительного тока двух ветвей расщепленной обмотки с различным числом витков и направлением («длинный контур» коммутации), совпадающим с током нагрузки тиристора VS3 (токовая перегрузка), отпирание VS4 невозможно вследствие приложенного к нему обратного напряжения; при смене направления протекания тока нагрузки возможно естественное отпирание тиристора VS1; на интервале положительной мощности (ф1 k я) в открытом состоянии находится тиристор VS1, отпирание VS2 возможно с образованием коммутационного тока направленного встречно току нагрузки VS\ и запиранием по следнего («короткий контур» коммутации), отпирание VS3, VSA невозможно из-за наличия обратного напряжения.
При подаче сетевого напряжения на отвод пониженного напряжения в положительный полупериод (рисунок 2.16, б): на интервале отрицательной мощности (0 0k фі) в открытом состоянии находится тиристор VS4, отпирание тиристоров VS1 и VS1 невозможно из-за встречного протекания тока нагрузки и наличия обратного напряжения, отпирание VS3 возможно («короткий контур» коммутации) с образованием контура коммутационного тока направленного встречно току нагрузки VSA и запиранием последнего; при смене знака тока нагрузки возможно естественное отпирание тиристора VS2; на интервале положительной мощности (ф1 9к л) в открытом состоянии находится тиристор VS2, отпирание VS1 невозможно, возможно отпирание VS3 с образованием уравнительного тока двух ветвей расщепленной обмотки с различным числом витков и направлением, совпадающим с током нагрузки тиристора VS2 («длинный контур» коммутации).
В результате анализа, рассмотренного в [135] можно сформулировать основные требования, определяющие интервалы формирования импульсов управления тиристорами, обеспечивающие их коммутацию без токовых перегрузок при активно-индуктивном характере нагрузки: при отсутствии необходимости регулирования напряжения импульсы управления одновременно подаются на оба тиристора одноименных отводов обеих ветвей расщепленной обмотки трансформатора и могут быть либо непрерывными, либо модулированными высокочастотным сигналом, коммутация тиристоров - естественная при смене знака тока; при переключении на понижение напряжения осуществляется коммутация тиристоров одной ветви расщепленной обмотки сразу после смены знака напряжения посредством отключения импульсов управления тиристора отвода повышенного напряжения и подачей на тиристор пониженного напряжения на интервале отрицательной мощности (0 0к ф) с одновременной подачей импульсов управления на тиристор пониженного напряжения другой ветви; при переключении на повышение напряжения осуществляется коммутация тиристоров одной ветви расщепленной обмотки на интервале (ф 9к я) напряжения посредством отключения импульсов управления тиристора отвода пониженного напряжения и подачей на тиристор повышенного напряжения с одновременной подачей импульсов управления на тиристор повышенного напряжения параллельной ветви.
В случае активно-емкостной нагрузки интервалы коммутации тиристоров взаимно заменяются по отношению к рассмотренному:
Диаграммы формирования временных интервалов импульсов управления при активно-индуктивной нагрузке На рисунке 2.17 отображена последовательность временных интервалов формирования импульсов управления в случае активно индуктивной нагрузке. Импульсы управления на отпирание тиристоров отводов повышенного напряжения VS1, VS3 следуют с задержкой во времени относительно управляющих импульсов на отпирание тиристоров отводов пониженного напряжения VS2, VS4. При открытии тиристора VS1 (VS3) образуется контур короткого замыкания регулировочной ступени. Коммутация тиристоров в данном случае имеет естественный характер и происходит под действием тока короткого замыкания ступени, который направлен встречно проводимости тиристора VS2 (VS4). При этом тиристор VS2 (VS4) выключается при условии равенства величин тока короткого замыкания и тока нагрузки VS2 (VS4). После выключения VS2 (VS4) контур короткого замыкания разрывается.
Переключение тиристоров с отвода повышенного напряжения на отвод пониженного напряжения осуществляется в момент соответствующий 1 а переключение тиристоров номинального напряжения на тиристоры повышенного напряжения осуществляется с углом управления а2 (рисунок 2.18).
При проведении исследований для определения характеристик ТТРН ОТ параметры элементов имитационной модели были приведены к реальным физическим параметрам оборудования трансформаторных подстанций напряжениям 10 кВ/0,4 кВ и мощностью силового трансформатора 1000 кВА. Существующие типовые трансформаторы могут иметь диапазон напряжений регулировочных обмоток + 5%, поэтому по условиям коммутации отводов трансформатора выбран наиболее тяжёлый режим, соответствующий максимальному диапазону напряжения ступени 10% от /„.
На рисунках 2.19 и 2.20 представлены диаграммы токов тиристоров VS1 (тиристор отвода повышенного напряжения) и VS2 (тиристор отвода пониженного напряжения) фазы А в режиме повышения напряжения при нормальной естественной коммутации и coscp=l, cos(p=0,7 соответственно.
Качественно, приводимые в [25, 182, 214, 216] данные, полностью подтверждаются полученными результатами исследования коммутационных процессов, протекающих в цепях тиристорных переключающих устройств отводов регулировочных обмоток трансформаторов при синхронизации по нулю напряжений питающей сети. В случае активно-индуктивной нагрузки при определенных углах регулирования происходит срыв коммутационного процесса, объясняемый относительным изменением величин коммутируемого тока на грузки и тока замыкания регулировочной обмотки. Характерный режим срыва коммутационного процесса наблюдается на диаграмме рис.2.20 при значении величины угла управления 170. Фазовые углы управления тиристорными ключами, при которых не происходит переключение цепей отводов регулировочной обмотки, определены как критические углы регулирования. В процессе проведения имитационных исследований получены регулировочные характеристики ТТРН ОТ (рисунок 2.21), где пунктирной линией обозначена граница значений критических углов регулирования в зависимости от фазового угла нагрузки.
Выполнение условий проведения коммутации вентилей на повышение напряжения в зоне положительной мощности и ограничения предельных значений критическими углами позволяет сформировать интегральную характеристику, определяющую зоны устойчивой коммутации вентилей ТТРН ОТ, отображённую на рисунке 2.22.
Переключения отводов регулировочной обмотки на повышение напряжения и осуществляются по «короткому контуру», и, следовательно, величина коммутационного тока не превышает амплитудного значения номинального тока нагрузки первичной обмотки трансформатора. В режиме переключения на понижение напряжения на интервале положительной (отрицательной) полуволны питающего напряжения в исходном состоянии импульсы управления подаются на тиристор отвода повышенного напряжения VS1(VS3). Импульсы управления на тиристор пониженного напряжения VS2(VS4) формируются с задержкой во времени с заданным углом управления. При этом во время открытого состояния тиристора VS1(VS3) к тиристору VS2(VS4) оказывается приложено обратное напряжение регулировочной ступени и не выполнены условия для его открывания. Это в свою очередь создает условия для отпирания тиристора VS4(VS2) Следовательно, возникает контур протекания тока VS1- ветвь сетевой обмотки - параллельная встречная ветвь сетевой обмотки - встречная ветвь регулировочной обмотки - VS4.
В схеме регулятора напряжения типового трансформатора в режиме понижения напряжения возникающий контурный ток ограничивается лишь малым сопротивлением регулировочной обмотки. Поскольку сопротивление регулировочной обмотки составляет сотые и тысячные доли сопротивления обмотки силового трансформатора, величина коммутационного тока значительно (в сотни раз) превышает номинальное значение тока нагрузки первичной обмотки трансформатора.
В схеме ТТРН ОТ с расщепленными обмотками в режиме понижения напряжения контурные токи ограничиваются полными сопротивлениями двух расщепленных обмоток, что соответствует сопротивлению трансформатора в режиме короткого замыкания. При пренебрежении активным сопротивлением сетевой обмотки по сравнению с индуктивным от потоков рассеяния можно считать сопротивление «длинного контура» коммутации приблизительно равным хк трансформатора. Следовательно, величина установившегося тока «длинного контура» коммутации по отношению к номинальному току нагрузки первичной обмотки трансформатора определяется отношением напряжения регулировочной обмотки к напряжению короткого замыкания трансформатора.
Работа УП КСС в качестве регулятора-компенсатора между двумя питающими нагрузку линиями
В составе УП имеется силовое устройство, состоящее из двух преобразователей. Это модифицированный и типовой инверторы объединённые промежуточной цепью постоянного тока (емкостной накопитель). Контроль параметров цепей вводов и емкостного накопителя, а также управление режимами работы преобразователей УП обеспечивает алгоритм, сформированный из следующих блоков: - активно адаптивное подключение первичных источников питания; - оптимизация выходных параметров первичных источников питания; - определение электрических параметров потребителей; - регулирование выходных параметров напряжения (сеть потребителей); - обеспечение гарантированного и безаварийного электропитания потребителей.
Включение устройства инициируется оператором. Это действие является однократным и в дальнейшем система все выполняет автоматически. После команды на включение определяется тип подключенного основного источника питания (ОИП) (постоянный или переменный ток). По результатам тестирования штатными электронными элементами коммутации в УП формируются его свойства как инвертора или конвертора.
Выполняется тестирование параметров ОИП ВИЭ с целью его пригодности для питания устройства. Далее тестируются параметры резервного источника питания (РИП). В случае неудовлетворительных результатов выдается соответствующее сообщение на предусмотренные средства индикации.
Накопителем энергии для питания потребителей является аккумуляторно-емкостный накопитель (АЕН). Поэтому следующей процедурой является определение текущего состояния АЕН. После заряда АЕН до номинального напряжения происходит запуск ИН и включение нагрузки автономных потребителей. В дальнейшем устройство УП работает по своему прямому назначению.
В течение всего периода функционирования контролируется возникновение аварийных ситуаций (сверхтоки, перенапряжения). При отсутствии таковых система переходит к основному циклу работы. При возникновении аварийных ситуаций происходит блокирование импульсов управления на силовые ключи. Если это не приводит к прерыванию аварийного процесса, устройство отключается от источников и нагрузки. Если блокировка импульсов управления прерывает аварийный процесс, то выполняется пауза (2 с), после чего управление возобновляется. Таким образом, выполняется автоматическое повторное включение. Если аварийная ситуация возобновляется, то происходит блокировка импульсов управления и устройство автоматическими выключателями (АВ) отключается от источников и нагрузки до устранения причин аварии.
В основном цикле работы устройства постоянно контролируется состояние АЕН. В случае отклонения от нормы происходит программная корректировка режима работы УП. Предусмотрена предупредительная сигнализация о состоянии АЕН.
Одна из базовых функций заключается в том, что в основном цикле контролируются и оптимизируются параметры работы ОИП. В случае отклонения от нормы происходит программная корректировка режима работы УП в условиях синусоидальной ШИМ-модуляции с учетом сигналов датчиков обратных связей по току и напряжению до возврата системы в исходное состояние. Этот процесс поддерживается предупредительной сигнализацией, отражающей, как отклонение от нормы, так и возврат в исходное состояние.
Если оптимального режима работы ОИП по тем или иным причинам добиться невозможно, то система проверяет ОИП на предмет минимально допустимых параметров для питания нагрузки. При удовлетворительных результатах продолжается работа устройства по основному циклу. При неудовлетворительных - происходит отключение ОИП, коммутация УП в режим конвертора и подключение РИП постоянного тока. В дальнейшем при питании от РИП происходит циклическое тестирование ОИП на предмет восстановления его допустимых параметров. При их восстановлении производится отключение РИП, коммутация УП в исходный режим работы и подключение ОИП. Все операции выполняются электронными коммутационными аппаратами в течение малого интервала времени. За это время энергия АЕН не успевает сколько-нибудь значительно измениться. Таким образом, электроснабжение потребителей не прерывается. Далее система возвращается к основному циклу работы.
В настоящее время уже существует понятие цифровой силовой электроники. Современные установки регулирования параметров качества электрической энергии на базе импульсных преобразователей находят всё большее применение в промышленных сетях. Появляются многофункциональные устройства, объединяющие в себе свойства регуляторов, компенсаторов, активных фильтров. Оборудование становится всё более сложным с точки зрения аппаратной и информационной частей систем управления.
Многофункциональность силовых устройств регулирования параметров качества электрической энергии позволяет на сегодняшний день создавать интеллектуальные электрические сети, одной из подсистем которых являются гибкие активно-адаптивные устройства передачи, преобразования и регулирования потоков мощности (Flexible Alternative Current Transmission Systems — гибкие системы передачи переменного тока FACTS и Unified Power Flow Controller - унифицированная система управления энергопотоками UPFC). UPFC воплощает мечту комплексного регулирования потоков активной и реактивной мощностей в реальность. Это наиболее сложная из систем. Она позволяет осуществлять следующие функции: - непосредственное управление напряжением, сложение или вычитание
