Способ управления мостовым тиристорным выключателем

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсировки мощности однои трехфазных конденсаторных батарей при снижении напряжения в промышленных и автономных системах электроснабжения. Цель - расширение функциональных возможностей мостового тиристорного выключателя. Мостовой тиристорный выключатель выполнен на полностью управляемых ключах переменного тока 1-4, подключающих конденсатор 5 к сети, через реактор 6 с индуктивным сопротивлением Хр. При этом частоту коммутации пар ключей устанавливают равной

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (5!)5 Н 02 J 3/18 ген

Ь

ГОСУДАР CTB E HHbl Й КОМИТ ЕТ

110 ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4666386/07 (22) 27.03.89 (46) 30.05.91. Бюл, N 20 (71) Институт электродинамики АН УССР (72) В. С, Федий и С. Л. Чередниченко (53) 621.316(088.8) (56) Жуков Л. A. и др. Дискретное быстродействующее регулирование мощности батарей стати геских конденсаторов с по/ мощью тиристорных выключателей, — Электричество, 1977, М 7. с. 68-71.

Заявка ФРГ М 2811751, кл. Н 02 J 3/18, 1979. (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОСТОВЫМ

ТИРИСТОРНЫМ ВЫКЛЮЧАТЕЛЕМ

Я2 1б53071 А1 (57) Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсировки мощности одно- и трехфазных конденсаторных батарей при снижении.напряжения в промышленных и автономных системах электроснабжения. Цель — расширение функциональных возможностей мостового тиристорного выключателя. Мостовой тиристорный выключатель выполнен на полностью управляемых ключах переменного тока 1 — 4, подключающих конденсатор 5 к сети, через реактор 6 с индуктивным сопротивлением Хр. При этом частоту коммутации пар ключей устанавливают равной

1653071 где v— й4 1

В1 кратность часдвойной частоте сети. Индуктивное сопротивление рактора выбирают в пределах г

Хс

Х (Хс

74Я +1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для форсировки мощности одно- и трехфазных конденсаторных батарей при снижении напряжения в промышленных и автономных 5 системах электроснабжения.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей мостового тиристорного выключателя, На фиг. 1 представлена схема мостового 10 тиристорного выключателя; на фиг. 2 и 3— диаграммы импульсов управления тири сторами в нормальном и форсировочном режимах, на фиг. 4 — график кратности форсировки реактивной мощности конденсэ- 15 торной батареи.

Нэ фиг. 1 представлена схема мостового тиристорного выключателя, выполненного на полностью управляемых ключах переменного тока 1-4, подключающих кон- 20 денсатор 5 к сети бесконечной или конечной (Хс О) мощности через реактор 6 с индуктивным сопрот)ивлением Хр, Импульсы управления тиристорами 1-4, входящими в состав ключей переменного тока, вырэбэ- 25 тываются в двух задающих генераторах 7 и

0 и через переключатель Q подаются на вход распределителя-формирователя 10 импульсов, а с его выхода — на управляющие электроды тиристоров 1-4, В систему уп- 30 равления выключателем входит также реле

11 форсировки.

Если напряжение в сети находится в допустимых пределах, то переключатель 9 находится в верхнем положении (фиг. 1), на 35 вход распределителя-формирователя 10 поступают импульсы управления от задающего генератора 7, частота которых равна частоте сети (Йу =- ()>> ), При поступлении команды "Пуск" эти импульсы (после уси- 40 ления в распределителе-формирователе) подаются на управляющие электроды тиристоров, находящихся в противоположных плечах схемы выключателя, Замыкание этих тиристоров происходит одновременно в мо- 45 мент равенства напряжения сети и напряжения на заряженном (обычно до Vm, где Ч— амплитуда напряжения сети) конденсаторе где Xc — индуктивное сопротивление питающей сети; X> — индуктивное сопротивление конденсаторной батареи; Хс — емкостное сопротивление конденсаторной батареи; S— дискретная переменная. 4 ил. 1 табл, 5. Так, например, если конденсатор 5 заряжен с полярностью, приведенной на фиг, 1, а напряжение сети имеет полярность, указанную без скобок, то импульсы управления подаются на тиристоры 1 и 2 (фиг. 2), в случае противоположной полярности (в скобах) — на тиристоры 3 и 4. Таким образом, при нормальном режиме напряжения в сети ток постоянно проводят только два ключа из четырех, При снижении напряжения в сети от реле 11 форсировки поступает сигнал на переключатель 9 и на вход распределителяформирователя 10 поступают импульсы управления удвоенной частоты Q> — — 2 он, которые затем подаются на тиристоры обоих пар ключей в соответствии с диаграммой на фиг. 3. Каждая пара ключей (например 1 и 2) проводит ток в течение 90 эл. град. (а t =90 ), затем она отключается, а ток конденсатора переводится на вторую пару ключей (3 и 4), которая через 90 эл. град. отключается и т.д. Таким образом, при предлагаемом способе управления в отличие от известного осуществляется поочередная коммутация каждой пары ключей, находящихся в противоположных плечах выключателя, с частотой, равной удвоенной частоте сети.

Гармонический анализ сетевого тока ключа при таком способе управления показал, что его основная гармоника I>> определяется выражением

) С ее р

Хс таты собственных колебаний в контуре, образованном индуктивностями сети вместе с реактором и емкостью конденсатора 5.

I — ток конденсатора 5 согласно известному способу управления тиристорным выключателем.

1653071

Из выражения (1) следует, что коэффициент форсировки конденсаторной батареи

5 по току

Кф = — =1 + — . cos — (2) !

11 4 v vm

1в р2 1 2 и для данной конденсаторной батареи Хо зависит только от относительного индуктивХсет 4 Х х, . ного сопРотивления цепи, которое входит в формулу для нахождения v

Требуемое значение числителя Хоег+Хр можно обеспечить путем выбора соответствующего сопротивления Хр, Для того, чтобы коэффициент форсировки

Кф был больше единицы, необходимо чтобы функция cos — в (2) была положительной, тр л

2 что может иметь место при изменении v в пределах 3-5; 7-9; 11-13 и т.д, или в общем виде от(4$-1) до(4$+1), где $=1, 2, 3, ...

В качестве примера рассмотрим. как определяется сопротивление Хр дополнительного реактора при S=1. Нижний предел этого сопротивления соответствует значению кратности частоты собственных колебаний v-5:

Отсюда — — а =0,04 или Хр=0.04ХрХсет + X

Хс

Хсет(4ЯрХс Хсет).

Верхний предел сопротивления реактора соответствует значению v =3:

1 у Хрря еХ

ХО.Отсюда — 0 =О, i1 или Х,=o, i 1Õ;

Хсет + Х

Хс — Хсет(11 Xc Хсет).

На фиг. 4 показана кривая изменения коэффициента форсировки относительного индуктивного сопротивления цепи. Максимальная форсировка (Кф=2, 3, 5) соответст. вует значению v =4 и4и сопротивлению реактора, равному 6,25 Хс — Хсет.

Пусть конденсаторная батарея 5 мощностью Q=1000 квар подключена к сети

Н=380 В сопротивлением 2 Ом.

V2

Сопротивление батареи равно ХО= —0 — =144,4 Ом, 380

1000 10

Для обеспечения режима максимальной форсировки сопротивление дополнительного реактора 6 должно составить

Хр= 0 144,4 — 2=7.025 Ом, Для сети бесконечной мощности (Хоет=О)

15 требуемое по условиям форсировки сопротивление (à следовательно, и установленная мощность реактора) больше, чем для сети конечной мощности.

В таблице приведены величины сопро20 тивления реактора 6 для других значений S, а также величины v и Хр, при которых коэф- фициент форсировки батареи максимален.

Формула изобретения

Способ управления мостовым тиристорным выключателем, выполненным на управляемых ключах переменного тока, одна диагональ которого подключена через pe. 3p актор к питающей сети, а вторая — к конденсаторной батарее, путем поочередной коммутации каждой пары ключей, находя-:, щихся в противоположных плечах выключателя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, частоту коммутации пар ключей устанавливают равной двойной частоте сети, а индуктивное сопротивление реактора выбирают в пределах

ХО а Хс Хое т4Я-р-1) гя р 40 1тт где Х0еТ индуктивное сопротивление питающей сети;

Xð — .индуктивное сопротивление конденсаторной батареи;

ХΠ— емкостное сопротивление конден50 саторной батареи;

S — дискретная переменная (S=1, 2, 3...).

1653071 ределы изменения

/4" 11 11/$ Хс

/1,23. „2,04/ $

/0,59„,0,82/$

/0,34...0,44/ $

/0,22...0,27/% Хс

/0,16...0;18/$

/0,11...0,13/о

/0,09...0,10/$

/0,07...0,08/ ф, /0,059...0,065/ (, . 2 1 г

Д ° ф иьрн, риж и ти

Фаз ..г

Я;2

3)3 Ф;4 илиею

7!>

I йули лть грорсиррдки ррактидноо иоцносчи(1лвг= r J х гт+хл

9 1О 11 хе ьИ4

6 7 В

Фиг. ii

Составитель ГДамская

Редактор Л.Пчолинская "". екред M.Mîðãåíòàë Корректор О.Кравцова

Заказ t777 Тираж 338 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул.Гагарина, 101