Способ коммутации статических конденсаторов,соединенных в треугольник

 

СПОСОБ КОММУТАЦИИ СТАТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ, СОЕДИНЕННЫХ В ТРЕУГОЛЬНИК , один вывод которого соединен с одной из фаз потребителя непосредственно , а с двумя другими через встречно-параллельно включенные управляемые вентили, путем включения и отключения конденсаторов в момент равенства нулю первого линейного напряжения между фазами, соединенными с управляемыми вентилями, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, коммутируют все конденсаторы одновременно , при Э.ТОМ подключение осуществляют после заряда двух конденсаторов , общая точка соединения которых связана с фазой потребителя непосредственно , относительно этой точки постоянным напряжением, численно равным величине второго или третьего линейного напряжения относительно этой же точки в момент равенства нуJBO первого линейного напряжения при переходе его из области отрицательных , в область положительных значений , а отключение осуществляет в аналогичный момент времени подзаряд (П кой упсмянутых конденсаторов до напряжения , превышаюй|его номинальное. С

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН (19) QI) 5п Н 02 J 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОбРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ

:ео

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ееенеоевь „,;ее,,. (21) 2917332/24-07 (22) 29.04.80 (46) 23.06.83. Бюл. 9 23 (72) С. И. Башмаков

;(53) 621.319..4.064(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 230959, кл. Н 02 J 3/18, 1963.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 811400, кл. Н 02 J 3/18, 1976 . (54) (57) СПОСОБ КОММУТАПИИ СТАТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ, СОЕДИНЕННЫХ В ТРЕУГОЛЬНИК, один вывод которого соединен с одной из фаз потребителя непосредственно, а с двумя другимичерез встречно-параллельно включенные управляемые вентили, путем включения и отключения конденсаторов в момент равенства нулю первого линейного напряжения между фазами, соедийенными с управляемыми вентилями, о т л и ч а ю m и и с я тем, что, с целью повыаения быстродействия, коммутируют все конденсаторы одновременно, при этом подключение осуществляют после заряда двух конденсаторов, общая точка соединения которых связана с фазой потребителя непосредственно, относительно этой точки постоянным напряжением, численно равным величине второго или третьего линейного напряжения относительно этой же точки в момент равенства нулю первого линейного напряжения при переходе его из области отрицательных.в область положительных значений, а отключение осуществляют в в аналогичный момент времени подзарядкой упомянутых конденсаторов до напрвиенив, превнввиииго ноиинельиое.

1025000 напряжением, численно равным величине второго или третьего линейного напряжения относительно этой же точки в момент равенства нулю первого линейного напряжения при переходе его из области отрицательных н область положительных значений, а отключение осуществляют в аналогичный момент времени подзарядкой упомянутых конденсаторов до напряжения, 1О превышающего номинальное.

На фиг. 1 изображено устройство для реализации способа, на фиг. 2 графики линейных напряжений конденсаторов и потребителей. 5 Способ ооущестнляют следующим образом.

Предположим, что cos(p потребителя 1 достиг некоторой уставки электронной системы управления 2 коммутацией треугольников. Система управления 2 выдала сигнал на подключение

1-ro треугольника в блок 3 или 2-го треугольника в блок 4, или обоих треугольников одновременно, Пусть в исходном состоянии конденсаторы 5-10 заряжены до напряжемакс ния, величина которого равна U z

icos 30 (U - амплитуда линейного напряжения), например, при эффективном значении линейного напряжения

ЗО 380 В, имеющего амплитуду 537 В, заряд необходимо осуществлять до нагряжения 465 В относительно фидера фазы В потребителя непрерывной подачей сигналов включения на управляЗ5 емые вентили 11 и 12, обеспечивающие подключение стабилизированного системой управления 13 однофаэного выпрямителя 14 со значением выходного напряжения, численно равным U „ макс „

40 icos 30, через диоды 15-19 к упомянутым конденсаторам. Конденсаторы будут разряжены резисторами 20 и 21.

При поступлении сигнала превышения устанки блок 3 или 4 или блоки

45 3 и 4 снимают сигналы включения вентиля 11 или 12, или вентилей 11 и 12 соответственно и подают сигналы включения вентилей 22-25 или 26-29, или вентилей 22-25 и.26-29 соответственно в ближайший после поступления сигнала превышения уставки момент равенства нулю фазы линейного напряжения

Одс при одновременном равенстве 120 фазы линейного напряжения 0 pc и 240 . фазы линейного напряжения Upg .

Изобретение относится к регулированию реактивной мощности в электрических сетях с подключением и отключением треугольника статических конденсаторов.с помощью управляемых вентилей.

Известен способ подключения конденсаторной батареи с уменьшением бросков тока в момент коммутации, заключающийся в том, что длительность горения вентилей изменяют подзарядкой конденсаторов до напряжения, превышающего напряжение сети, токовыми импульсами, момент подачи которых зависит от режима сети f1) .

Недостатками этого способа являются необходимость подачи чередующейся полярности токовых импульсов, так как это усложняет устройство для осуществления способа, а также невозможность подключения к трехфазной сети статических конденсаторов, соединенных в треугольник.

Известен также способ регулирования реактивной мощности в электрических сетях посредством коммутации статических конденсаторов, соединенных н треугольник, путем его поочередного подключения и отключения, причем подключение производят в моменты, когда разность соответствующих линейных напряжений сети и треугольника равна нулю, а отключение треугольника осущестнляют от одной из фаз сети в момент времени, когда ток в данной фазе равен нулю, затем отключают треугольник от двух других фаз н момент равенства тока в этих фазах нулю, а включение осуществляют в обратной последовательности (2) ..

Недостатком известного способа является низкое быстродействие коммутации,; принодящее к времени переходных процессов, равному 360 эл.град

Целью изобретения является повышение быстродействия коммутации за счет сокращения времени переходных процессов с 360 до 0 эл.град.

Указанная цель достигается тем, что согласно способу коммутации статических конденсаторов, соединенных в треугольник, один вывод которого соединен с одной из фаз потребителя непосредственно, а с двумя другими — через нстречно-параллельно включенные управляемые вентили, путем включения и отключения конденсаторов s момент равенства нулю первого линейного напряжения между фазами, соединенными с управляемыми вентилями, коммутируют конденсатбры треугольника одновременно, при этом подключение осуществляют после заряда двух конденсаторов, общая точка соединения которых связана с фазой потребителя непосредственно, относительно этой точки постоянным

При этом произойдет подключение разряженного конденсатора 5 или б, или конденсатора 5 и б к имеющему нулевое. значение линейному напряжема кс о нию UAc, заряженного до 0, ° cos 30 конденсатора 7 или. 9, или конденсаторов 7 и 9 к линейному напряжению

Ц б значением U „ cos 30 и зарямак о женного до 0 cos 30 конденсатора 8 или 10, или конденсаторов

1025000

Остальные вентили 22 и 224 или 26 и,28 или вентили 22, 24 и 26, 28

8 и 10 к линейному напряжению Цсз значением Ll „" со s 30".

Вентили 11, 15, .16 или 12, 17, 18, или вентили 11, 15, 16 и 12, 17 „

18 будут закрыты обратным напряже-. нием.

Другими словами, для каждого из конденсаторов треугольника будет выполнено условие равенства мгновенного значения линейного напряжения, к которому подключается данный конденсатор, и напряжения на обкладках конденсатора в момент подключения.

При этом все конденсаторы подключаются одновременно.

Так как ток через конденсатор выражается формулой "с с=с

dt в этот момент уже закрыты обратным напряжением.

Если частота электропитания и рабочие токи конденсаторов столь зна- . чительны, что угол запирания управляемых вентилей имеет существенное значение, отключение следует производить в момент, предшествующий упомянутому на этот угол запирания.

Аналогично при существенности угла включения следует производить подключение треугольника в момент, предшествующий упомянутому на этот угол ток конденсатора (мгновенное значение);

С вЂ” емкость конденсатора, где (lg — напряжение между обкладками конденсатора (мгновенное значение), то для каждого из конденсаторов треугольника при подключении tl< =- 0 и, следовательно, ic = О. Это означает, что все конденсаторы треугольника подключаются по предлагаемому способу без бросков свободного тока через

Конденсаторы, т.е. и через управляемые вентили 22-29. При этом также не возникает переходных процессов °

Дальнейшее изменение напряжения на конденсаторах определяется изменением линейных напряжений потребителя (фиг. 2) °

По истечении определенного времени cos ц выровняется из--за подключения конденсаторов и возникает необходимость их отключения. Этот промежуток времени - надобности в подключенных конденсаторах равен 360 эл.град. Отключение производится в ближайший после получения команды на Отключение момент равенства нулю фазы напрядения Ц g, равенства 1200 фазы напряжения U 8g или 240 фазы напряжения 0 gg . Р этот момент подают сигналы включения на вентиль

30, связывающий стабилизированный на уровне, не ниже, например, 110%, от амплитуды линейного напряжения потребителя системой управления 31, выпрямитель 32 и на вентили 11.или

12, или вентили 11 и 12. Произойдет формирование импульсов тока, запирающих вентили 23 и 25 (если с них и вентилей 22 и 24 снять в этот же момент сигналы включения) или 27 и 29, или вентили и 27 и 29 при аналогичном снятии сигналов включени

Высокое быстродействие существенно облегчает защиту управляемых вентилей от черезмерной скорости нарастания анодного напряжения, так как своевременное восполнение дефицита или отбор излишка реактивной мощности коммутацией треугольников по предлагаемому способу не дает развиться перенапряжению на фидерах потребителя.

Таким образом, изобретение обеспечивает построение малогабаритных и быстродействующих автоматических устройств компенсации реактивной мощности

Я включения.

После отключения конденсаторы 7, 8 или 9, 10, или конденсаторы 7-10 заряжены до напряжения выпрямителя

32, а конденсаторы 5 или 6, или 5 и 6 разряжены. Вентили 22-25 или

26-29, или вентили 22-29 закрыты.

Закрыт и диод 19.

Через вентили 15, 16, 11 или 17, .18, 12, или вентили 15, 16, 11 и 17, 18, 12 протекает ток через вентиль

30 и от.выпрямителя 32.

Снятие сигналов включения с вентиля 30 не приведет к его закрытию, если он частично управляем. Однако в случае частичной управляемости

З0 для закрытия этого вентиля достаточно снять сигналы включения с вентиля выпрямителя 32, который будет закрыт обратным напряжением на соответствующей вторичной обмотке 33 трансфор35 матора 34

После закрытия вентиля 30 про-изойдет разряд конденсаторов 7-10 через резисторы 35-38 до уровня ц м " cos 300, так как при достнже4() нии этого уровня откроется диод 19 и устройство вернется в исходное . состояние.

Отсутствие несимметрии при коммутации конденсаторов, а также наличие высокого быстродействия комму45 тации выгодно отличают предлагаемый способ от известных.

1025000

Составитель К. Фотина

Редактор Н. джуган ТехредС. Мигунова Корректор В.Гирняк

Заказ 4410/49 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий.

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ппп "патент", r. Ужгород, ул. проектная, 4