Способ управления тиристорным компенсатором реактивной мощности

 

Изобретение относится к электротехнике, а именно к средствам компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока, питающих нелинейные динамические нагрузки и способам управления ими. Цель - унификация оборудования, повышение точности компенсации и надежности. Определение фазового угла управления тиристорами первой тиристорно-реакторной группы осуществлено по реактивной мощности, измеренной в общей силовой цепи или цепях питания остальных n-1 тиристорно-реакторных групп, фильтро-компенсирующих цепей и нагрузки, а фазовый угол управления тиристорами каждой последующей i-той тиристорно-реакторной группы определяют по реактивной мощности, измеренной в общей силовой цепи или цепях питания всех последующих цепей и нагрузки, т. е. фазовый угол управления тиристорами каждой тиристорно-реакторной группы определяют из суммарной реактивной мощности соответствующих частей компенсатора и нагрузки, питаемых от сети автономно. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к средствам компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока, питающих нелинейные динамические нагрузки, и к способам управления ими. Цель изобретения - унификация оборудования, повышение точности компенсации и надежности. На фиг. 1 представлена однолинейная электрическая схема промышленной сети с устройством для реализации данного способа; на фиг. 2 - один из возможных случаев подключения нагрузки и компенсатора к общей шине питания. Устройство содержит подключенные к сети 1 параллельно нагрузке 2 силовые фильтры 3 (имеются в виду несколько фильтров, настроенных на различные резонансные частоты), состоящие из последовательно соединенных конденсаторов 4 и фильтровых реакторов 5 и n тиристорно-реакторных групп 6.1, 6.2, . . . , 6. n, каждая из которых состоит из соединенных в треугольник ветвей из последовательно включенных компенсирующего реактора 7 и встречно-параллельно соединенных тиристоров 8; n систем управления 9.1,9.2, . . . , 9. n, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных измерителя реактивной мощности, автоматического регулятора и устройства фазоимпульсного управления, выходы которого соединены с управляющими переходами соответствующей тиристорно-реакторной группы, датчик напряжения 10, соединенный выходом с первым входом каждой системы управления; n сумматоров 11.1, . . . , 11. n, выход каждого из которых соединен с вторым входом соответствующей системы управления 9.1,9.2, . . . , 9. n, датчик тока сети 12, выходом соединенный с суммирующим входом каждого сумматора 11.1,11.2, . . . , 11. n, n датчиков тока 13.1,13.2, . . . , 13. n, первый из которых 13.1 подключен входом к шинам питания первой 6.1 тиристорно-реакторной группы и выходом - к вычитающему входу первого сумматора 11.1, второй 13.2 подключен входом к общим шинам питания первой 6.1 и второй 6.2 тиристорно-реакторной групп и выходом - к вычитающему входу второго сумматора 11.2 и т. д. , и n-й 13. n подключен входом к общим шинам питания с первой 6.1 по n-й 6. n тиристорно-реакторных групп и выходом - к вычитающему входу n-го сумматора 11. n. Компенсатор работает следующим образом. Силовые фильтры 3, постоянно подключенные к сети 1, шунтируют токи высших гармоник нагрузки 2 и тиристорно-реакторных групп 6.1,6.2, . . . , 6. n в процессе их управления. Одновременно силовые фильтры являются источником реактивной мощности Q^ф. С помощью тиристорно-реакторных групп 6.1, 6.2, . . . , 6. n, являющихся потребителем реактивной мощности Q^L = Q₁^L + Q₂^L +. . . Q_n^L, в сети 1 реактивная мощность поддерживается на заданном ими нулевом уровне. Величина реактивной мощности каждой тиристорно-реакторной группы 6.1, 6.2, . . . , 6. n регулируется путем изменения фазового угла управления импульсов, поступающих на управляющие переходы тиристоров 8 с выходов соответствующей системы управления 9.1, 9.2, . . . , 9. n, на первый вход каждой из которых с выхода датчика напряжения 10 поступают сигналы, пропорциональные напряжению сети U_с, а на второй вход - с выхода соответствующего сумматора 11.1, 11.2, . . . , 11. n - сигнал, пропорциональный току измеряемого участка цепи iΣ_{1 (i}Σ₂ , . . . , iΣ_n ), причем iΣ₁ = i^o - i₁^L = i₂^L + i₃^L +. . . i_n^L + + i^ф + i^н, iΣ₂ = i^o - i₁^L - i₂^L = i₃^L + i₄^L + +. . . i_n^L + i^ф + i ^н, iΣ_n = i^c - i₁^L - i₂^L - . . . i_n^L = i^ф + i^н. Сумматоры 11.1, 11.2, . . . , 11. n формируют эти сигналы по входным сигналам тока сети i^с и токов i₁^L, i₂^L, . . . , i_n^L тиристорно-реакторных групп 6.1, 6.2, . . . , 6. n, поступающих с выходов датчиков тока 12 и 13.1, 13.2, . . . , 13. n. Система управления 9.1, 9.2, . . . , 9. n сигналы напряжения сети U_с и тока iΣ₁ (iΣ₂ , . . . , iΣ_n ) преобразует в соответствующее значение реактивной мощности QΣ₁ (QΣ₂ , . . . , QΣ_n), по которому вычисляет фазовый угол управления тиристорами 8 так, что для регулируемой тиристорно-реакторной группы 6(1), 6.2, . . . , 6. n с единичным статическим коэффициентом передачи ее мощность Q₁^L = -QΣ₁ (Q₂^L = -QΣ₂ , . . . , Q_n^L = -QΣ_n ), здесь QΣ₁ = -Q₂^L - Q₃^L -. . . Q_n^L + Q^ф - Q^н QΣ₂ = -Q₃^L - Q₄^L - . . . Q_n^L + Q^ф - Q^н,
. . . QΣ_n = Q^ф - Q^н, или для i-ой тиристорно-реакторной группы
Q_i^L = -QΣ_i ,
QΣ_i = -Q_i+1^L - Q_i+2^L - . . . Q_n^L + Q^ф - Q^н. Если значение Q_iΣносит индуктивный характер, то тиристоры 1-ой тиристорно-реакторной группы заперты, а при емкостном характере - отперты, причем тиристоры отперты полностью, если значение QΣ_i по абсолютной величине превышает максимальную мощность Q_i^L тиристорно-реакторной группы. В режиме холостого хода компенсатора, когда нагрузка 2 отключена, реактивная мощность тиристорно-реакторных групп 6.1, 6.2, . . . , 6. n компенсирует реактивную мощность фильтров 3. При подключении нагрузки 2 к сети 1 и увеличении ее мощности начинают последовательно с первой 6.1 по последнюю 6. n тиристорно-реакторной группы плавно запираться, т. е. компенсатор генерирует реактивную мощность, которая компенсирует потребляемую нагрузку. Так как каждая тиристорно-реакторная группа с соответствующей системой управления и датчиком тока является регулятором реактивной мощности той части силовой цепи, на которую подключены последующие тиристорно-реакторные группы, то вывод из работы любой тиристорно-реакторной группы не приводит к нарушению функционирования компенсатора. При этом обеспечивается высокая точность компенсации реактивной мощности, если мощность оставшихся в работе силовых частей компенсатора соответствует мощности нагрузки. Имеется возможность наращивания мощности компенсатора без доработки его составных частей. Для этого увеличивают емкостную и индуктивную части компенсатора путем подключения дополнительных силовых фильтров и тиристорно-реакторных групп, аналогично работающим. Схемное решение на фиг. 1 соответствует независимой установке компенсатора при его подключении к отдельной шине питания. На фиг. 2 показан один из возможных случаев подключения нагрузки и компенсатора к общей шине питания, что проще осуществляется непосредственно при проектировании общей схемы подключения. Отличие второго примера реализации (см. фиг. 2) от первого (см. фиг. 1) заключается в том, что в устройстве на фиг. 2 отсутствуют сумматоры 11.1, 11.2, . . . , 11. n, а вместо датчиков тока сети 12 и датчиков тока 13.1, 13.2, . . . , 13. n имеются датчики тока 14.1, 14.2, . . . , 14. n, подключенные непосредственно к той части силовых шин, через которые протекают необходимые для измерения значения токов iΣ₁, iΣ₂ , . . . , iΣ_n. Эти токовые сигналы могут быть измерены посредством других схемных решений без изменения сущности предлагаемого способа. (56) Патент США N 402861, кл. H 02 J 3/18, 1976. Патент Швеции N 395576, кл. Н 02 J 3/12, 1975.

Формула изобретения

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ КОМПЕНСАТОРОМ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, содержащим подключенные к сети параллельно нагрузке фильтрокомпенсирующие цепи и n тиристорно-реакторных групп, заключающийся в том, что регулирование реактивной мощности каждой тиристорно-реакторной группы осуществляют путем изменения фазового угла управления тиристорами в зависимости от величины измеренной реактивной мощности, отличающийся тем, что, с целью унификации оборудования, повышения точности компенсации и надежности, для первой тиристорно-реакторной группы фазовый угол управления тиристорами определяют путем измерения суммарной реактивной мощности остальных n - 1 тиристорно-реакторных групп, фильтрокомпенсирующих цепей и нагрузки, а для каждой последующей i-той тиристорно-реакторной группы фазовый угол управления тиристорами определяют путем измерения величины суммарной реактивной мощности всех последующих тиристорно-реакторных групп, фильтрокомпенсирующих цепей и нагрузки. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации при одновременном упрощении настройки, величину реактивной мощности первой тиристорно-реакторной группы регулируют с передаточным коэффициентом, равным единице, а последующих тиристорно-реакторных групп - с передаточным коэффициентом меньше единицы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 8-2000

Извещение опубликовано: 20.03.2000        

---