Способ управления компенсатором реактивной мощности

 

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах компенсации реактивной мощности. Цель - увеличение ресурса компенсатора за счет снижения перегрузок его элементов по напряжению и току при отключении рпошчателя. Отключение от сети 1 конденсаторной батареи 4 с помощью выключателя 2 сопровождается сверхтоками и перенапряжениями, которые сокращают ресурс компенсатора и могут привести к пробою вентилей 5, на которые воздействуют повышенные напряжения . Это вызвано тем, что к контактам выключателя 2 на время его коммутации прикладывается напряжение, равное двойной амплитуде напряжения сети 1„ В режиме, предшествующем отключению , угол управления вентилями 5 определяется значением сигналов на выходе автоматического регулятора в соответствии с заданным законом регулирования , например, по отклонению напряжения в сети 1. После поступления на управляющий вход привода 3 команды извне на отключение выключателя 2 установка угла управления производится в момент прекращения тока в цепи выключателя 2 либо в момент появления разности напряжений на его контактах. 3 з.п. ф-лы, 8 ил. о 9 (Л о ел 4ь СО СО

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СООИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU,„, 3654919

А1 (51)5 Н 02 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

И АBTGPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Фиг.!

ГОсудАРстВенный НОмитет

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4698079/07 (22) 06.04.89 (46) 07.06.91. Бюл. 1 .- 21 (71) Всесоюзный научно-исследовательский институт электроэнергетики (72) Л.П.Обязуев, В.И.Кочкин, В.ВЛишта и О.Е.Сальников (53) 621. 316 (088. 8) (36) Солодухо Л.И. Состояние и перспективы внедрения в электропривод статических компенсаторов реакгивной мощности. Информэлектро, 1982, с.29. рис.29б.

Сиротинский Л.И. Техника высоких напряжений. ч.3, ГЭИ, 1952, и 5.2. (54) СПОСОБ УПРЛВЛЕНИЯ КОМПЕНСЛТОPON РЕЛКТИВНОЙ М01ЧНОСТИ (57) Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах компенсации реактивной мощности. Цель — увеличение ресурса компенсатора за счет снижения перегрузок его элементов по напряжению и току при отключении

2 включателя. Отключение от сети 1 конденсаторной батареи 4 с помощью выключателя 2 сопровождается сверхтоками и перенапряжениями, которые сокращают ресурс компенсатора и могут привести к пробою вентилей 5, на которые воздействуют повьппенные напряжения. Это вызвано тем, что к контактам выключателя 2 па время его коммутации прикладывается напряжение. равное двойной амплитуде напряжения сети 1. В режиме, предшествующем отключению, угол управления вентилямн 5

Ф определяется значением сигналов на вы-. ходе автоматического регулятора в соответствии с заданным законом регулирования, например, по отклонению напряжения в сети 1. После поступления на управляющий вход привода 3 команды извне на отключение выключателя 2 установка угла управления производится в момент прекращения тока в цепи выключателя 2 либо в момент появления разности напряжений на его контактах. 3 э.п. ф-лы, 8 ил.

1654919

Изобретение относится к области ,электротехники и может быть использовано в устройствах компенсации реактивной мощности.

Цель изобретения — увеличение реСурса компепсатора за счет снижения

Перегрузок его элементов по напряже Нию и току при отключении выключателя.

На фиг.1 показана схема одной фазы (СТК) статических тиристорных компенсаторов; па фиг.2 — рабочая схема замещения; на фиг.3 — диаграмма тока и напряжений в схеме при отключеМии СТК от сети с выключенными вентилями; на фиг.4 — диаграмма токов и

«напряжений в схеме СТК при его отключении от сети с включенными вентилями; »а фиг. 5-8 — функциональные схе-20 мы устройств, осуществляющих предлагаемый способ управления.

На фиг.1 показана схема одной из фаз СТК, подключенного к сети 1переМенного напряжения через выключатель .2 с приводом 3, имеющим управляющий вход. CTK содерхсит конденсаторную

1 батарею 4,, параллельно которой через встречно-параллельно соединенные управляемые вентили 5 подключен индук- 30 тивньп| элемент 6. Индуктивный элемент

6 может бьггь выполнен в виде реактора, трансформатора-реактора, комбинации реактор — трансформатор и т.п.

На фиг.2 дана расчетная схема замеще- . ния для процесса отключения СТК от сети переменного тока. На схеме введены следующие обозначения 1 = Е„„х

x sin g — ЭДС сети 1 переменного тока; Е„ - амплитуда ЭДС сети rpe Я вЂ” 40 круговая частота ЭДС сети; с — время;

i — ток фазы СТК; ic — ток конденсаторной батареи 4; iL, — ток индуктивного элемента 6; Хсь — реактивное сопротивление элемента б; Х вЂ” реактив" ное сопротивление конденсаторной баf тареи 4; U - напряжение на выключателе 2; Пс — напряжение на конденсаторной батарее 4.

Устройства (фиг.5-7) содержат автоматический регулятор 7, соединенный через переключатель 8 с входом системы 9 импульсно-фазового управления, выход которой соединен с управляющими входами вентилей 5 непосредственно либо через ключ IO. Второй вход переключателя 8 подключен к .выходу блока 11 установки угла управления в режиме отключения. Управ.ляющий вход переключателя 8 соединен с выходом элемента 12 времени либо через первьп« элемент IE 13 с выходом датчика 14 наличия тока, включенного последовательно с выключателем 2, либо с выходом датчика 15 разности напряжений, входы которого присоединены к выводам выключателя 2.

Управляющий вход ключа 10 соединен с выходом элемента И 16, первый вход которого соединен с управляющим входом привода 3, а второй вход либо через элемент HE 17 присоединен к выходу элемента 12 времени или датчи ка 15 разности напряжений либо непосредственно к выходу датчика 14 наличия тока.

Способ управления CTK заключается в следующем.

Отключение от сети 1 конденсаторной батареи 4 с помощью выключателя 2 сопровождается сверхтоками и перенапряжениями, которые сокращают ресурс

СТК и могут привести к пробою вентилей 5, на которые воздействуют повышенные напряжения. Это вызвано тем, чго к контактам выключателя 2 на вреМя его коммутации прикладывается напряжение, равное двойной амплитуде напряжения сети 1. Это напряжение может привести к повторным пробоям межконтактного промежутка выключателя 2.

Предотвратить повторные пробои можно путем снижения напряжения, прикладываемого к контактам выключателя 2 на время его коммутации.

Из диаграммы на фиг.3 виден механизм образования напряжения на кон/ тактах выключателя 2 (U ) при отключении СТК с закрытыми вентилями 5. !

Процесс отключения CTK с заданным углом включения вентилей 5 иллюстрируется диаграммой на фиг.4. Перед о гключением выключателя 2 вентили 5 заперты, через вьпслючатель 2 протекает ток конденсаторной батареи 4 (" = дс). Обрыв тока в выключателе 2 происходит в момент снижения тока, до нулевого значения (9 g,), напряжение на конденсаторной батарее 4 в этот момент равно U =- Е„„ и сохраняс ется неизменным дО момента включения вентилей 5 (8 =- 9 ). В момент времени 9,2 включается один иэ вентилей 5, для которого напряжение является положительньм. В схеме происходит колебательный перезаряд конденсаторной

1654919

2л

Ы

О Д

Посл»

5 веденшм и

= — — О, 1.С, о

Uc - Uñ совяс со где

2 с °

И

То батареи 4 через Х, и вентиль 5. Напряжение на конденсаторной батарее 4 без учета активных сопротивлений элементов схемы изменяется по следующему закону (следует из анализа расчетной схемы замещения на фиг,2).

БСO = E " напряжение на конденсаторной батарее 4 в момент включения вентиля 5 (момент g<); — собственно частота колебательного контура, образованного конденсаторной батареей и индуктивным элементом 6 (L - индуктивность элемента 6 СТК, С вЂ” емкость конденсатора батареи 4).

Представим собственную частоту колебательного контура в виде

Xñ

63 =Ы о

Тогда для напряжения на батарее 4 можно записать

xñ

U Е сов †- ° - 8°, с m

X) Здесь отсчет времени ведется с момента включения вентиля 5, т.е. с момента 9 02

Напряжение на выключателе 2 равно разности напряжений на конденсаторной батарее 4 и ЭДС сети 1 (фиг.2) Анализируя механизм образования

Ug (фиг.4), МОЕНо увидеть, что его амплитуда минимальна в режиме, когда

ЭДС сети 1 и основная гармоника напряжения на конденсаторной батарее

4 синфазны. Условием такого режима является совпадение моментов перехода через нулевое значение ЭДС сети и напряжение Vc (момент &э на фиг.4).

Это, как следует из анализируемой диаграммы, наступает при где P> — угол включения вентиля 5; — период собственных колебаний колебательного контура. преобразований с учетои присоотношений получим

Н а диаг раииах (фиг . 3 и 4 ) штриховкой показана напряжение, прикладываемое к выключателю 2 при отключении СТК от сети 1. Из диаграмм видно, что управление СТК при отключении от сети 1 по предлагаемому алг< ритму дает значительное снижение напряжения на выключателе 2, что практически исключает возникновение повторных пробоев межконтактного промежутка выключателя 2.

Приведенные рассуждения основаны на том, что ток выключателя 2 ебры" вается в момент времени g 8> . Это происходит в том случае, когда через выключатель 2 до иоиепта его отключения протекал реактивный ток значительной величины, иначе обрыв тока может произойти в другой момент. Например, СТ1 может работать с углами включения вентилей 5, обеспечиваюци30 ми ток индуктивного элемента 6, соизмеримый по величине с током конденсаторной батареи 4. В этом режиме ток выключателя 2 близок к нулю и его обрыв при коммутации выключателя 2 может произойти в произвольный момент, что не позволит обеспечить требуемый алгоритм отключения СТК. Поэтому до момента отключения выключателя 2 блокируют импульсы управления вентилями 5 с теи, чтобы при отключении выключателя 2 через него протекал значительный реактивный ток (ток конденсаторной батареи 4) и обрыв тока произошел при переходе напряжения сети через амплитудное значение.

Время срабатывания выключателя 2 может составлять несколько периодов. Поэтому удобно осуществлять блокирование импульсов управления вентилями 5 с момента подачи команды на отключение выключателя 2 до момента прекращения тока через выключатель

2. За время срабатывания выключателя

2 ток через него успевает достичь требуемого значения. Иоиент обрыва тока через выключатель 2 можно фиксировать как путем измерения тока че1654919 рез выключатель 2, так и путем измере.ния напряжения на выключателе 2.

Устройства, осуществляющие предлаГаемый способ управления, работают следующим образом.

В режиме, предшествующем отключению, угол управления вентилями 5 определяется значением сигналов на выходе автоматического регулятора 7 в соответствии с заданным законом

4 регулирования (например, по отключению напряжения в сети i). После поступления на управляющий вход приво, да 3 команды извне на отключение выключателя 2 установка угла управления от блока 11 производится с помощью переключателя 8 через время, реализуемое в элементе 12 (фиг.5 и 6) в момент прекращения тока в цепи выключателя 2 (фиг.7), либо в моv мент появления разности напряжении н его контактах (фиг.8).

Выдержка времени элемента 12 устанавливается несколько меньшей, неж ли время отключения выключателя 2 с приводом 3, определяемое по их техническим данным либо опытным путем.

Предварительное блокирование

- nysxbcoo управления производится с момента поступления команды на отключение до окончания выдержки времени элемента 12 (фиг.б), до момента прекращения тока в цепи выключа35 теля 2 (фиг.7) либо до момента поя оления разности напряжения на его контактах (фиг.8). (Формула из обретения

1. Способ управления компенсатором реактивной мощности, содержащим в каждой фазе выключатель и паралдельно включенные конденсаторную батарею и цепь из последовательно соединенных индуктивного элемента и встречно-параллельно включенных управляемых вентилей, при котором в нормальном режиме вентили включают с частотой сети, угол управления вентилями поддерживают в функции параметра сети, а при отсоединении от сети производят отключение выключателя, отличающийся тем, что, с целью увеличения ресурса компенсатора за счет снижения перегрузок его элементов по току и напряжению при отключении выключателя не позже момента разрыва тока, через него устанавливают угол управления вентилями, определяемый по соотношению где — угол управления вентилями, о отсчитываемый до момента включения вентиля до момента перехода мгновенного значения напряжения сети через нулевое значение;

Q — круговая частота напряжения сети; !. — индуктивность индуктивного элемента;

С вЂ” емкость конденсаторной батареи.

2. Способ по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что блокируют импульсы управления вентилями в интервале времени с момента подачи команды на отключение выключателя до момента разрыва тока через выключатель, 3. Способ по п.1, о т л и ч аю шийся тем, что измеряют ток через выключатель и блокируют импульсы управления вентилями в интервале времени с момента подачи команды на отключение выключателя до момента прекращения тока через выключатель.

4. Способ по п.1, о т. л и ч а— ю шийся тем, что измеряют напряжение на контактах выключателя и блокируют импульсы управления вентилями в интервале времени с момента подачи команды на отключение выключателя до момента появления напряже- ния на контактах выключателя.

16S4939

f6549f9

1654919

4М Я

Составитель Г. Дамская

Редактор А.Ландор Техред И.Дидык Корректор C-Шекмар

Закай 1956 Тираж 337 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

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