Способ автоматического регулирования резонансного фильтра

 

(19) (И) СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

3(51) Н 02 Л 3/18

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ г

" > .:." 4)1

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ- .:, ц

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21)3514462/24-07 (22)25.10.82 (46)28 02.84. Бюл. Р 8 (72)A.È. Дорошенко и В.A. Нйколенко .(71 )Одесский ордена Трудового Красного Знамени .политехнический институт (53)621.316.925(088.8) (56)1. Авторское свидетельство СССР

Р 879703, кл. Н 02 7 3/18, 1980. (54)(57) СПОСОБ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУ.ЛИРОВАНИЯ РЕЗОНАНСНОГО ФИЛЬТРА, заключаксцийся в том, что измеряют ток фильтра и напряжение, приложенное к его конденсаторам, в соответствии с величиной. которых автоматически поддерживают настройку резонансной частоты фильтра путем изменения индуктивности, при этом изменяют напряжение, приложенное к конденсаторам фильтра, путем изменения индуктивности, ограничивая величину тока фильтра до величины дс)пустимого тока его конденсаторов, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения надежности путем исключения возможного резонанса .токов на выс1 ших гармониках между электрической. сетью и фильтром, непрерывно и автоматически.измеряют коэффициент несинусоидальности напряжения сети и непрерывно и автоматически изменяют резонансную настройку фильтра для поддержания минимального значе- @ ния указанного коэффициента.

1077006

Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам служащим для подавления высших гармоник, присутствующих в спектре напряжения электрических сетей, питающих потребителей с нелинейной вольтамперной характеристикой, которые генерируют в питающую электричекую сеть высшие гармоники тока, вредно влияющие на оборудование электрической системы, так как вызывают дополнительные потери, а также мешают нормальной работе радиорелейных линий связи, вычислительных машин, релейной защиты и т.д. Эффективной мерой борьбы с такими гармониками 15 является шунтирование их резонансными фильтрами, настроенными в резонанс на выбранную частоту гармоники.

Так как условия работы резонансного фильтра в электрической сети непрерывно изменяются, он не может длительно находиться в состоянии точной резонансной настройки, т.е. его необходимо систематически регулировать с целью поддержания настройки на ре- 5 зонанс.

Резонансные фильтры — устройства двухцелевого назначения: минимизация высших гармоник и компенсация реактивной мощности на основной час- 30 тоте 50 Гц, т.е. являются фильтрокомпенсирующими устройствами.

Известно фильтро-компенсирующее устройство, в котором реализуется способ автоматического регулирования резонансного фильтра, согласно которому измеряют ток фильтра и напряжение, приложенное к его конденсаторам, в соответствии с величиной которых автоматически поддерживают настройку резонансной частоты филь- 40 тра путем изменения индуктивности, причем настройку поддерживают в резонанс с любой из гармоник, имеющихся в сети, при этом изменяют на- . пряжение, подводимое к конденсаторам фильтра, путем изменения индуктивности, ограничивая величину тока фильтра до величины допустимого тока его конденсаторов (1) .

Спектральный состав и амплитуда гармоник генерируемых потребителями с нелинейным сопротивлением, например, вентильными преобразователями, определяются схемой их соединения и режимом работы.. Так как относительная амплитуда высших гармоник не может превысить величину 1 (где

1 — порядковый номер гармоники), то, следовательно, низкие гармоники в спектре потребителя обладают на 60 ибольшей амплитудой и требуют их пЬдавления в первую .очередь. Однако вследствие влияния других потребителей с нелинейной характеристикой и электрических сетей, примыкающих б5 к электрическим сетям, питающим преобразователь, в них появляются гармоники с еще более низкими порядковыми номерами и амплитудами в не".; сколько раз меньше, чем амплитуда гармоники с наиболее низким порядковым номером в спектре гармоник вентильного преобразователя.

Так как сопротивление резонансного фильтра на частоте выше его резонансной настройки носит индуктивный характер, на частоте ниже настройки — емкостный, а сопротивление электрических сетей практически всег» да имеет индуктивный характер, то при настройке резонансного фильтра на частоту гармоники с наименьшим порядковым номером в спектре гармоник вентильного преобразователя возможен параллельный резонанс (резонанс токов) между резонансным фильтром и электрической сетью на частоте гармоники с наименьшим порядковым номером в электрической сети. В этом случае аь -. плитуда Ьезонируемой гармоники и гармоник, близлежащих к ней, резко воз- . растает, что приводит к еще большему ухудшению коэффициента несинусоидальности напряжения питающей сети и перегрузке конденсаторов фильтра. Следовательно, резонансные фильтры приводят к ухудшению качества напряже . ния.

Таким образом, известный способ управления резонансным фильтром обладает недостаточной надежностью и эф- фективностью.

Бель изобретения — повышение надежности путем исключения возможного резонанса токов между электрической сетью и фильтром, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в измерении тока фильтра и напряжения, приложенного к его конденсаторам, в соответствии с величиной которых автоматически поддерживают настройку резонансной частоты фильтра путем изменения индуктивности, три этом изменяют напряжение,.приложенное к конденсаторам фильтра, путем изменения индуктивности, ограничивая величину тока фильтра до величины допустимого тока его конденсаторов, непрерывно и автоматически измеряют коэффициент несинусоидальности напряжения сети и также непрерывно и автоматически изменяют резонансную настройку фильтра для поддержания минимального значения указанного коэффициента.

На чертеже приведена схема, поясняющая предлагаемый способ управления фильтром.

Источник высших гармоник тока обозначен позицией 1. Резонансный фильтр образован с помощью батареи шунтовых

1077006

Составитель О. Наказная

Редактор Л. Пчелинская Техред A. Бабинец Корректор С. Черни

Заказ 765/51 Тираж 614 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий f

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 конденсаторов 2 и последовательного трансформатора 3, у которого можно плавно изменять индуктивность и величину ЭДС вторичной обмотки.

Блок 4 определяет коэффициент несинусоидальности напряжения электрической сети в данный момент времени и изменяет индуктивность последова-.. тельного трансформатора 3 (например, изменением зазора сердечника или подмагничиванием) .таким образом, что-10 бы фильтр последовательный трансформатор — шунтовая конденсаторная батарея был постоянно настроен в резонанс на частоту, при которой обеспечивается минимальный коэффициент не- 15 синусоидальности. В качестве блока 4 можно применять измеритель несийусокдальности имеющий аналоговый выход. При помощи последовательной цепи, состоящий из резисторов 20 и резонансного L C-контура, из измеряемого напряжения .выделяется напряжение высших гармоник, которое поступает на схему квадрирования. После этого определяется от- 25 ношение действующего значения напряжения высших гармоник к действующему значению напряжения частоты 50 Гц. Таким образом, на выходе этого устройства образу" 30 ется постоянное напряжение, пропорциональное коэффициенту несинусоидальности напряжения контролируемой сети

В качестве блока 4 может применять,ся анализатор несинусоидальности 35 типа АН °

Датчик 5 тока фильтра и датчик 6 напряжения на конденсаторах измеряют полный ток (с учетом гармоник) фильтра и напряжение иа конденсаторах 2. Если ток фильтра превьиаает номинальный ток конденсаторов или напряжение на.них превышает допустимую величину 1,1 0, то сигналы с выхода этих датчиков приводят в действие блок 7, который регулирует величину напряжения, подводимого к пер.— вичной обмотке последовательного трансформатора (например, тиристорный ключ). При этом величина ЭДС вторичной обмотки последовательного трансформатора возрастает и напряжение на конденсаторах фильтра уменьшается, так как обмотки последовательного трансформатора включены встречно. Это приводит к уменьшению реактивной мощности фильтра на первой гармонике. Полный ток фильтра не превышает номинального тока конденсаторов.

Если ток высших гармоник в цепи резонансного фильтра уменьшился, то

ЭДС вторичной обмотки последовательного трансформатора уменьшается и реактивная мощность фильтра на .первой гармонике возрастает до такой величины, при которой полный ток с учетом высших гармоник не превыша-. ет номинального тока конденсаторов, а величина напряжения на них не превышает 1,1 Q .Такой регулируемый фильтр может примейяться в сочетании с нерегулируемыми резонансными фильтрами 8.