Компенсатор реактивной мощности

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования реактивной .мощности в электрических сетях. Цель изобретения - у.1еньн1ение высших SC гармоник в токе. Регулирование амплитуды генерируемого ко.мпенсатором реактивной мощности (КРМ) реактивного тока осуществляется путем изменения момента подачи открывающих импульсов на тиристоры 20 и 21, 21 и 41, 22 и 23, 22 и 42. В процессе работы КРМ MOHiHOCTb, расходуемая в цепи управляющего дросселя 24, поступает со стороны выпрямителя 25. а в neiHi сглаживающего дросселя 15 и дополнительного дросселя 43 пепосредстпенно - к питающей сети. В каждом нолуперподе ток фазы КРМ состоит из шести участков прямоуг ольной формы длите, ьностью до л/6 электрических радиан, расположенных в порядке , приближенном к синусоиде. Форма тока, генерируемого КРМ, и амплитуда напряжения на силовых эле.мептах определяется соотнон1ением числа витков плеч дополнительного дросселя 43. 3 ил. S (Л N3 N3 4 00 со со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (51) +

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3796044/24-07 (22) 02.10.84 (46) 15.04.86. Бюл. № 14 (71 ) Азербайджанский научно- иссл едовательский институт энергетики им. И. Г. Есьмана (72) Г. Б. Абдулов, М. М. Расулов, А. А. Гусейнов и Г. Ч. Аббасова (53) 621.316.72 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 983882, кл. Н 02 J 3/18, 1980.

Авторское свидетельство СССР № 1119120, кл. Н 02 J 3/18, 1983. (54) кОмпEнсАТОР РеАктиВнОЙ мощности (57) Изобретение относится к электротехнике и предназначено для регулирования реактивной мощности в электрических сетях.

Цель изобретения -- уменынепие высших

„„Я0„„1224899 д гармоник в токе. Регулирование амплитуды генерируемого компенсатором реактивной мощности (КРМ) реактивного тока осуществляется путем изменения момента подачи открывающих импульсов на тиристоры 20 и 21, 21 и 41, 22 и 23, 22 и 42. В процессе работы КРМ мощность, расходуемая в цепи управляющего дросселя 24, поступает со сто1DO IIhl ibbl iI1>ям н ез я 25, а l3 ilC lliI сг пажи B3 IOщего дросселя 5 и дополнительного дросселя 43 непосредственно — к питающей сети. В каждом полуперподе ток фазы КРМ состоит из шести участков прямоугол ьной форм ы дл ител ьн остью до л/6 электрических радиан, расположенных в порядке, приближенном к синусоиде. Форма тока, генерируемого КРМ, и амплитуда напряжения на силовых элементах определяется соотношением числа витков плеч дополнительного дросселя 43. 3 Н;1.

1224899

Изобретение относится к электротехнике, в частности к компенсаторам реактивной

Momности, и предназначено для регулирования реактивной могцности в электрических сетях.

Целью изобретения является уменьшение высших гармоник в токе.

На фиг. 1 приведена принципиальная схема компенсатора реактивной мощности (КРМ); на фиг. 2 и 3 — идеализированные временные диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу компенсатора.

Компенсатор реактивной мощности (фиг. 1) состоит из первого трехфазного тиристорного мостового преобразователя 1, образованного из тиристоров 2 — 7, второго трехфазного тиристорного мостсвого преобразователя 8, образованного из тнристоров

9 14, сглаживающего дросселя 15, коммутиручоших тиристоров 16, 17, конденсатора

18, включенного между замкнутым накоротко выходом постоянного тока основного трехфазного тиристорного мостового преобразователя 8 и общей точкой коммутирующих тиристоров 16, 17, однофазного тиристорного мостового преобразователя 19, образованного из тиристоров 20 — 23 и включенного на стороне переменного тока параллельно конденсатору 18, управляющего дросселя 24, выпрямителя 25, полярность которого согласована с полярностью однофазного тиристорного мостового преобразователя 19, первого дополнительного трехфазного тиристорного мостового преобразователя 26, образованного из тиристоров 27 — 32, второго дополнительного трехфазного тиристорного мостового преобразователя 33, образованного из тиристоров 34 — 39, дополнительного конденсатора 40,,включенного между общей точкой KOMMóòèðótoøèõ тиристоров 16, 17 и закороченным выходом постоянного тока дополнительного трехфазного тиристорного преобразователя 33, цепочки из двух дополнительных согласно последовательно соединенных управляющих тиристоров 41, 42, включенной согласно-параллельно входу постоянного тока однофазного тиристорного мостового п(еобразователя 19, дополнительного дросселя 43, включенного между короткозамкнутым выходом постоянного тока основного трехфазного тиристорного мостового преобразвателя 1 и короткозамкнутым выходом постоянного тока дополнител ьного трехфазного тиристорного мостового преобразователя 26. причем промежуточный отвод дополнительного дросселя 43 соединен со средней точкой сглаживающего дросселя 15.

На фиг. 1 обозначено: А, В, С фазы сети; (.(, (в, ((: — — фазные токи; (.пь — ток сглаживающего дросселя 15; i.: (— ток управляющего дросселя 24.

На фиг. 2 и 3 по осям обозначено: 44-фазные напряжения UA, (),, ) 4; 45 — ток фазы AiA; 46 — ток фазы B„ „47 — - ток фазы С;, 48 — напряжение н«конденсаторенакопителе 18 (его значения Ut(н Ut, а также напряжение сети U); 49 — - напряжение (а дополнительном конденс«:op(-накопителе 40 (его значения U» и /(,„а также напряжение сети U); 50 --- напряжение на сглаживающем t!to(-селе 15.

Форма тока, генерируемого КРМ, и амплутуда напряжения на силовых элементах определяется соотношением числа витков плеч дополнительного дросселя 43 — — Wbq и W», причем наилучшая форма тока и минимальная амплитуда напряжения на силовых элементх КРМ достиг«ется при — ":= 2,7. Поэтому принмаем Wt„= 0,73W;

Wt

Wq(, = 0,27W, где W — полное число витков дополнительного дросселя 43.

Устройство работает следую(цим образом.

К моменту времени ((тиристоры 2 7, 9- 14, 27- 32, 34- 39 заперты, ток сглаживающего дросселя 15 (»ь замыкается через коммутирующие тиристоры !6 и !7, напряжения 1.!х, и Ut(, соответственно на конденсаторе-tfa YollHT(., 18 и дополнитсльном конденсаторе-накопителе 40 равны своему максимальномv значению UA„. и отриц«тельны, чему соответствует полярность, указанная на ()) и г . 1 .

Е момент времени it (фи". 2, 3) подаются отпирающие импульсы на тиристоры 2, 9 и 27. При этом под действием напряжения ЛЬ = — U„,,— (0,27UA+0,735 с — Ь з) тиристоры 2, 9 и 27 откроются и возникнет коммутационный ток, замыкающHAcH по контуру: фаза В сети, тиристор 9, конденсаторнакопитель !8, участок замыкания тока— обгцая точка коммутируюп(их тиристоров

16, 17 и точка О сглаживающего дросселя

15, на котором ток будет протекать по двум

35 параллелbttûì ветвям: тиристор !6, участок ао дросселя 15; тиристор 17,.y«acTop oc дросселя 15; и участок цепи замыкания тока: точка l> фаза В сети. В результате этого коммутирующий тиристор 16, в котором ток снизится до нуля, закроется, а коммута4о ционный ток будет замыкаться tlo контуру: фазы В сети, тиристор 9, конденсатор-накопитель! 8, коммутирующий тиристор 17, участок со сглаживающего дросселя 15 и участок цепи замыкания тока-точка в дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: участок bL дополнительного дросселя 43, тиристор 27, фазы r и В сети; участок И дополнительного дросселя

43, тиристор 2, фазы А и В сети, причем ток фазы С будет при данном соотношении дополнительного дросселя 43 в 2,7- раза больше тока фазы А. Начнется перезарядка конденсатора-накопителя 18 и к моменту времени 4 е"o напряжение изменится до значения — --Ut,. В момент времени 4 подаются отпирающие импульсы на тиристоры 20, 21, которые под действием напряжения Ut, конденсатора-накопителя 18 откроются и в управляющем дросселе 24 возникнет ток, замыкающийся Ilo контуру: конденсатор-накопитель

1224899

18, тиристор 21, выпрямитель 25, управляющий дроссель 24, тиристор 20 и конденсатор-накопитель 18. При этом полный ток конденсатора-накопителя !8 будет равен сумме токов сглаживающего дросселя 15 и управляющего дросселя 24 ы4, и поэтому процесс перезарядки конденсатора-накопителя 18 ускорится. К моменту времени 4 напряжение конденсатора-накопителя 18 изменится от — U» до U» и ток управляюшего дросселя 24

Ыл, а следовательно, и тиристоров 20, 21 снизится до нуля, тиристоры 20, 21 закроются и за время t4 — tz напряжение конденсаторанакопителя 18 будет изменяться только под действием тока сглаживающего дросселя 15.

В момент времени /4, когда напряжение на конденсаторе-накопителе 18 достигнет значения (l»„„подается отпирающий импульс на коммутирующий тиристор 16, который под действием напряжения ЛУ =- — (U»,.„— — (0,27Ул+0,73Uc-Ua) откроется и в указанном выше контуре (фаза В сети, тиристор 9, конденсатор-накопитель 18, участок замыкания тока — общая точка коммутируюших тиристоров 16, 17 и точка О сглаживающего дросселя 15, на котором ток будет протекать по двум napaллельным ветвям: тиристор 16, участок ао дросселя 15; тиристор 17, участок ос дросселя 15; и участок цепи замыкания тока — точка b дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: участок

bL дополнительного дросселя 43, тиристор

27, фазы С и В сети и участок bk дополнительного дросселя 43, тиристор 2, фазы А и В сети) возникает ток уже другого направления, в результате чего ток в тиристорах

2, 9 и 27 снизится до нуля и они закроются, а ток сглаживаю пего дро .еля !5 замкнется через коммутирующие TèpècTîðû 16, 17.

В момент времени 4 подаются отпирающие импульсы на тиристоры 3, 28 и 34. При этом, под действием напряжения ЛУ =

= — (U»,„— (0,27Uc+0,73Uë — Us)) тиристоры

3, 28 и 34 откроются и возникнет коммутационный ток, замыкающийся по контуру: фаза В сети, тиристор 34, дополнительный конденсатор-накопитель 40, участок замыкания тока — общая точка коммутирующих тиристоров 16, 17 и точка О сглаживающего дросселя 15, на котором ток будет протекать по двум napaллельным ветвям: тиристор 16, участок ао дросселя 15; тиристор 17, участок ос дросселя 15; и участок цепи замыкания тока — точка О дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: участок дополнительного дросселя 43, тиристор 28, фазы А и В сети; участок И дополнительного дросселя 43, тиристор 3, фазы С и В сети, в результате чего ток в коммутируюшем тиристоре 16 снизится до нуля и он закроется, а ток будет замыкаться по контуру: фаза В сети, тиристор 34, дополнительный конденсаторнакопитель 40, коммутирующий тиристор 17, 5

55 участок со сглаживающего дросселя 15 и участок 1»епи замыкания тока — точка b дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям; участок b дополнительного дросселя 43, тиристор 28 фазы А и В сети; участок И дополнительного дросселя

43, тиристор 30, фазы С и В сети, причем ток фазы А будет при данном соотношении плеч дополнительного дросселя 43 в 2,7 раз больше тока фазы С. В момент времени /б, когда напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе 40 достигнет значения — U», подается отпираюший импульс на тиристоры 21, 41, которые под действием напряжения — U» открываются и в цепи управляющего дросселя 24 начинает протекать ток, замыкающийся по контуру: дополнительный конденсатор-накопитель 40, тиристор 21, выпрямитель 25, управляющий дроссель 24, тиристор 41, дополнительный конденсатор-накопитель 40.

При этом процесс перезарядки конденсатора-накопителя 40 ускоряется.

К моменту времени /-„когда напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе

40 достигнет значения U», ток управляющего дросселя 24, а следовательно, и тиристоров 21, 41 снизится до нуля и они закроются, а напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе 40 будет изменяться за время t — t-,. только под действием тока сглаживаюшего дросселя 15. В момент времени t>„ когда напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе 40 достигнет значения У»„„подается отпирающий импульс на коммутирующий тиристор 16, который под действием напряжения ЛУ =

= (С вЂ”,(0,27Uc+0,73U.> — /11)) откроется и в указанном выше контуре (фаза В сети, тиристор 34, дополнительный конденсаторнакопитель 40, участок замыкания тока общая точка коммутирующих тиристоров

16, 17 и точка О сглаживающего дросселя !5, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: тиристор 6, участок ао дросселя 15; тиристор 17, участок ос дросселя !5; и участок замыкания тока точка b дополнительного дросселя

43 фаз- В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: участок bL дополнительного дросселя 43, тиристор 28, фазы А и В сети и участок И дополнительного дросселя 43, тиристор 3, фазы С и В сети) возникнет коммутационный ток уже другого направления, в результате чего ток тиристоров 28 и 34 снизится до нуля и они закроются, а ток сглаживающего дросселя замкнется через ком мути руюшие ти р и сто ры 6, 17.

Регулирование амплитуды генерируемого КРМ реактивного тока осуществляется путем нзменения момента подачи открывающих импульсов на тиристоры 20 и 21, 21 и 41, 22 и 23, 22 и 42.

о!),((У>!Г< <<:)Г>(>РСГ(и<(

> . <

I fI), ! !, (/Г Л )

l I

« о +-, "а-." л -. - - :Г - -:

<г. >, г> <> (> - .< (1

<)><>г >

Б проис««« l!;ioOTI>l КРМ ч:,:.,Нц(:,, X<) (> (.м а Я 13 I ((!11! H pH В, lkl IO HL(i) (j>0<,",,!! поступает со сгороны (3hlilf)ячп(«.151 2 >.

В пени с(ли киваюп(сго:(рц((«.iki f, > 1, 1<ПОЛНИТЕ1ЬН(» Ц Ц>ОССС1Я »>. H(!1(>«Ð«.".(Гli("iHo — к питающей сеги.

КВК ВИ,I I IО ИЗ,(iiаГJ)с! М 311>! фазII hl < I ЦК(>13, в кажлоч !!олупериолс тцк фа:(ы (xl .3 (<к>сТОИТ ИЗ H(>«1 И > Чc!C ГКОБ HPH>1()3 I Ц 1ЬНОП фОР)1Ь((, IH I C,1Û!OCÒBIC> !O >Т/(» . IC K! PlfЧССКИХ радиан, расположенных в поря.(i(i,,!риблн>КЕННО М К СИ Н УСОИ;((. . (> CXC Ч(H 313(. C Hi; I 0

КРМ ток фазы в K;iжлом по,)3Н«риолс с<>сТОИТ TO„ П>КО ИЗ . (Б i X li f>5! V() > I (). l I I :>IX 3 ЧВС!K(>IS

ОДИ 11<1 КОБО И <1 М П. I HT3 (I>I;I,, I l i ГС,;! Н<)("Г ЬЮ Л, элсктрп IccKHx pH;(H;IH.

КО Э (1> ф И Ц И С Н 1 1 < l P 310 H H I(Й С H H iK с) С 1 С H

13 5,4 раза. (1Оэтц В сравн«чии с ilpoloтипом предложен:юс устрой« гlio по:313<)Г!51(т улучшить гармо:(ичс«кий с< ;51; г<ч(сриру«чцГО р(>H KTH B IIOI 0 Тока.

Б сравн«ИHИ с бпзOвы. f(РМ 13 Hр«ллс>жен(юй схеме КР)(!Нстцтh I .çxfcнсння I:аH P 5l iK C H H 51 H c1 С Г. 1 П (С 1 L P 0 ñ ñ c. I 51 Ч Б (.,1 k l ч и 13 <3 (Г с 51 13 > P а 3 а 11 ci l I Р 5 !iKCHH(HH СГ,IH>KHISclK)IHC)I I 3 НРБВЛЯ)ОП((< 1 . (()ОССС.1Я Х, ci Т<1К Ж(. HH K, )! («HC clTO Pc!:<. - П с!копителях снижается в 2,1 раза.

Всс ато при Возит к, хl<. Hhf(f«HH 10 >, (т;!НОВ, IC f1 НОЙ 7 CTHHO:3, ICHflOH XI OH! !lOCTlf KOH;KÍÑàòÎÐÎÂ-Hc!KOHHT(X!Ñé бО.Н«<СМ В 2 Р():3(!.

Кох!Ненсатор реактивной мц(пности, со, )ерж<)щий два трсхфаBHhlx тири«10phlx !ОсТОВЫХ ПРЕО6РаЗОВатЕЛЯ, В КЛЮЧС! НЫX HclPHЛ.(сльно на стороне иерем«иного гок;i, сг,<аЖ I ISH IO II(13 13 . (РОССЕ«! Ь, I(PI!01, IHcH0 послс<(оватсльно сослиьс!Н(ых ристцров, подкл(оч(иную параллельно сг, !а

>Ки()а!ОП(С (!Ч;.РОСС(., IK), KOfl 1CHC ITOP, !31„ li<) ((,ный чежг» замкнутым накор<7!Кц вы. олом !

<)стоя н но! О TOKH 0 (ИОГО из I p((фазн ы х тири«торных х)остовых преобразователей и обп(си точкой послетцват(,!Ьнц соединенных

1.и(>истцрОВ, пара,1,1е.ihHo котОрому Ho IK;lloчсп вхол перемени<>го тока отнофазного х!ост()во! ц тиристорного преобразователя, в I xone постоянного тока котор<но сое тинен с после.(ОБВТС!I ЬНО СОЕ.(иl!C II! Г! Рсl В)(Я К)(!(И М лроссслсм и исто IHHKO>1 HÎcTÎHHli()10 тока, 1О полярност:> котороl 0 согласована . полярность(0 о (но<()азного i i)p»cтор:юго мостовоГ 0 f P (. C) 0 f ) 1, Ч Т О, С 1(Е.(ЬК> < )IС Н ЬП1 H HH 15ЫС П!ИХ ГH () X1013 HK< КОХ(Н HcHTop снабжен 3!Зум)1,(он< IHHIC,(ьпычи

«1 f>C. Хфс) 3kl Ы М If 1 И P HCTOJ) H I>1 И М <7СТЦ!3!>1,111, I PCоцразователяъ!и, Вкл<цч HHi> чи на с!проне переменного тока параллельно ц"I»BHûì Гj)(Xфс)ЗНЫ 3! НРИСТОРНЬ»! 310< ТО(3!>!. . il Р !0<)РНЗова 1 (,1Я 31 И:3;-1 !<(КНХ ТЫ )П! fl;!KOРОТf((> HH C : 0рцнс постоянного тока, вгорой к.нонной

:,:>(хфазный тирист<>рнь(й 310«1<>(>й пр(цб « I < ) B c1 1 C >. 1 Ü Н а С T O p 0 H (I l i > (T 0 51 H H i > I: 7 ц К сl

<кн г н<)коротко, пр:! I(.:,I(-..; I, >потко КНХТЫХП! 15Ы. ц (с! (ПI I.(h .. 1 ", ci !I(. р>! Ц H 5 .(OIIÎ 1НИ1<, IBHhl<< . >, . <ЬI, ИРН\I <)(> II (,1,1()ю l <)Bы; il f)c 0(i f> I, . в i)Г)0 ! > I П X(j)<1 SH<)10 !1<РИ T() f>H(::; Н".; H f)(— )< ° Р !ЗОВа1< 1«! БК IK)>l(. H .IЦП,>, <.Г ..L" )Ñ, C, l l>, ПРОМСЖ3 TO HH>IH 13I>! X(),," . Ц(IHH(H СЦ СРЕ.П!«и тц IKOH С<, I I< - 1!,>HK,K(..(РОСС(, I ki, 3:(. Æ.(KOP01! Озс1:;, Х Н <"." Ь! I .Shl X< i i) 1 HΫГОЯН П )Го ТОКс! БТО<)ОГО . (); I<). I.l I! l (, I l>l I<>! () Гр(ХЗLS j)ci:3! I() Гц TI3 pH(Гор!50! <) 3! <>С I Oisi! . < > I I р(цбраао-!

3!11 (<,! 5i:! ОЦП! СИ ТО I KOH П < >СЛ С, (< П3» Г(. . I i>HO СО(;. 51,1(Hi!HIX If f)И«ТОРОВ В>K, . IOЧ(H .L(>II<>. IliliТЕ.1!>. и ! кцн,(спсHTOj), и к lsh!xoneó (н)cTOHHH010 тоKH цлпцфазного ги;>Hclцр (цго мое.0!3()l î пре0(, f) cl:ЗОВ<1 Г<>Г! Я СOI I cl« Hi>- I IH j) H. I, 1(., (Ьп() 110 (K, IK). > :.C Н<) 1((<110 f K. i>I X (OÃ, 1<1(HO HO(., IC, (013<1 I C, I!>I Ц C()<> 1И Н(I X Н Ра!3, 1511<>Hi И х 1H f) H("I (> j)OB, об н( I K (,ОТО Н Bl X

II0 .КГ(К)Ч H H К и )!)0 ÃK<»: H 1< Il \ I <>,I, ВЫХОЛХ

ПОСТОЯ.IHOI O I OKH В I Of)<)I Ц,;ОНО)1 НИТСЛ ЬНОГО (С тр(х(1>н.онат«. IH. (3НИИГ15!:ЗЬ к:.3 I!11, .)3 т«Га з(1Л 1 !(!,!;,!! B i> e

-Г 5 « 5 а л j ((If f < 1 1 а т (« т .

М -3;>, а: > л, J (j>i>eK) ><а>5 4