Способ управления мощностью магнитно-вентильного реактора

 

Способ относится к области электроэнергетики и может быть использован для управления магнитно-вентильным реактором с предельным насыщением, состоящим из группы однофазных модулей. Цель - снижение уровня нелинейных искажений в потребляемом токе. В способе управления реактивной мощностью группы реакторов, заключающемся в синхронном регулировании всех К реакторов одновременно при наборе мощности реактором каждый п-й однофазный модуль фазы магнитно-вен- . тильного реактора вводят в работу после того, как (n-l) однофазный модуль достигнет полупредельного насыщения, и управление этими фазными модулями осуществляют одновременно ло достижения (п-1)-м однофазным модулем предельного насыщения, а п-м однофазным модулем полупредельного насыщения, при этом управление (n-l)-M однофазным модулем прекращают и он находится в номинальном режиме, а в работу вводят (п-^О-й однофазный модуль, управление которым осуществляют совместно с п-м одно фазным модулем, при достижении К однофазными модулями предельного насыщения регулирование прекращают, а при сбросе мощности реактором (К-1)-м однофазным модулем управляют совмест но с К-м однофазным модулем до дости- .жения им полупредельного насыщения, а (К-!)-м и (К-2)-м однофазными модулями управляют при достижении К-м однофазным модулем мощности холостого хода и при достижении К однофазными модулями мощности холостого хода управление прекращают. 2 ил.i(Л^осо4^О 05

(5g)g H 0l F 29/14

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И (ЛНРЦТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21)- "769227107 (22) 29. 09.89 (46) 30.01.92. Бюл. М 4 (71) Алма-Атинский энергетический институт, Производственное обьединение "Ральwe электропередачи" и Всесоюзный госурарственный проектно-изыскательский и научно-исслеровательский институт "Энергосетьпроект" (72) А.И.Брянцев, F.H,Áðîäîâîé, B.Â.Èëüèíè÷Hèí и Г.А.Славин (53) 621.316,925(088.8) (56) Электротехнический справочник.

T. III кн. I, И;: Энергоиздат, 1982, с.,179, 202, 207, Либкинд М.С. Подмагничивание силовых трансформаторов постоянным током с целью регулирования потребляемой ими реактивной мощности. Сб.:

Исследования и пуско-наладочные ра-. боты на электропередаче 400 кВ, "Волжская ГЭС им,В.И.Ленина, И.:

Госэнвргоиэдат, 1959.

Брянцев А.M. Подмагничиваемые ферромагнитные устройства с предельным насыщением участков магнитной системы,- Электричество, 1986, 1 2. °

Паперно Л.Б. Проектирование устройства релейной защиты на бесконтактных элементах. И.: Высшая школа, 1979.

Овчаренко Н.И. Полупроводниковые элементы автоматических устройств энергосистем. И,: Энергоиздат, 1981 ° (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МОЩНОСТЬЮ

МАГНИТНО-ВЕНТИЛЬНОГО РЕАКТОРА (57) Способ относится к области элекSU„„1709406 A 1

2 троэнергетики и может быть использован для управления магнитно-вентильным реактором с предельным насыщением, состоящим из группы однофазных модулей. Цель - снижение уровня нелинейных искажений в потребляемом токе.

В способе управления реактивной мощностью группы реакторов, заключающемся в синхронном регулировании всех К реакторов одновременно при наборе мощности реактором каждый и-й однофаэный модуль фазы магнитно-вентильного реактора вводят в работу после того, как (и-1) однофазный модуль достигнет полупредельного насыщения, и управление этими фаэ- а ными модулями осуществляют одновременно до достимении (о-1)-м однофез- (/) ным модулем предельного насыщения, а и-м олнофазным модулем полупре дельного насыщения, при этом управление (и-1)-м однофаэным модулем прекращают и он находится в номинальном режиме, а в работу вводят (ит1)-й однофазный модуль, управление которым осущес гвляют совместно с и-м однофаэным модулем, при достижении К однофазными модулями предельного насыщения регулирование прекращают, а при сбросе мощности реактопом (К-1)-м 4 однофазным модулем управляют совмест Ж но с К-м однофазным модулем ро дости,жения им полупредельного насыщения, а (К-1)-м и (К-2)-м орнофазными морулями управляют при достижении К-м орнофазным модулем мощности холостого хода и при достижении К однофазными модулями мощности холостого хора управление прекращают. 2 ил.

1У0Э4

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для управления магнитно-вентильным реактором с предельным насыщением, состоящим иэ группы однофазных модулей, Известен способ управления мощностью группы однофазных шунтовых реак торов, осуществляющийся путем пооче- 1О редного подключения модулей к электрической сети в зависимости от ее режима работы, Недостатком данного способа является ступенчатость регулирования, Степень регулирования равна мощности однофаэного модуля.

Известен способ управления двух групп ферромагнитных устройств, сос" тоящих из шести однофазных трансфор- 20 маторов. Управление осуществляется подмагничиеанием магнитопроводов с целью регулирования реактивной мощности. Подмагничиваются одновременно есе магнитопроводы двух групп 25 что связано с тем, что одна трансформаторная группа не может быть поставлена в режим подмагничивания и кроме того, при таком управлении обеспечивается минимум потерь активной З0 мощности всего устройства в целом, так как потери активной мощности определяются потерями в стали и металле обмоток, значение которых возрастает при подмагничивании.

Недостатком данного способа является повышенный уровень нелинейных искажений в рабочем токе.

Целью изобретения является снижение уровня нелинейных искажений в потребляемом токе.

Поставленная цель достигается тем, что в способе управления реактивной мощностью группы реакторов, эаключаюцимися в синхронном регулиро- g5 вании всех К реакторов одновременно при наборе мощности реактором, каждый и-ый однофазный модуль магнитно-вентильного реактора вводят в работу после того, как (n-1)-й однофазный модуль достигнет полупредельного насыщения, и управление этими фазными модулями осуществляют одновременно до достижения (n-1)-м однофазным модулем предельного насыщения, а 55 п-го однофазного модуля полупредельного насыщения, при этом управление (п-1)-м орнофазным модулем прекращают и он находится В номинальном ре»

06

Л жиме, а в работу вводят (и+1)-й однофазный модуль, управление которым осуществляют совместно с и-ым однофаэным модулем, при достижении К-однофаэным модулем предельного насыщения регулирование прекращают, а при сбросе мощности реактором (К-1) -м однофаэным модулем управляют совмест но с К-ым однофазным модулем до достижения им полупредельного насыщения, а (К-1) и (К-2) однофазными модулями управляют при достижении К-м однофазным модулем мощности холостого хода и при достижении К однофазными модулями мощности холостого хода управление прекращают.

Положительный эффект в части снижения коэффициента гармоник в рабочем токе фазы реактора достигается эа счет того, что при различных режимах насыщения (полупредельное, предельное) высшие гармонические кратные имеют фазовый сдвиг 180 (фиг.l)

На фиг.1 изображена кривая I> = .

f ° (Qp) при работе "n" и "n+1" моду- лей, на фиг,2 - блок-схема устройства, реализующего способ.

Зависимость (фиг.l) выбрана потому, что третья гармоника является наибольшей по значению по сравнению с

5,7... Характер этой зависимости таков, что при наборе мощности фаэным модулем от д до Q = 0,5 ()нон(Q =

0,5 Гном соответствтует полупредельному насыщению) третья гармоника положительная, а при наборе мощности с Q = 0 ° 5 Q»„ llo Q = Оном (О = чньм соответствует предельному насыщению) третья гармоника отрицательна. Общий вид зависимости близок к синусоидекривая О ). При наборе мощности последующим фаэным модулем с Q

0,5 Q н „ (кривая "а"3, а предыдущим модулем с Q = 0,5 Q>> до Q =

= Ян м (кривая "б") е суммарном токе третья гармоника будет изменяться по кривой "в") иэ которой видно,что абсолютное значение третьей гармоники уменьшилось в три раза. Такой режим нарушается только при работе первого фаэного модуля при наборе мощности с „до 0,5 0 »м. Из этого следует, что предлагаемый способ позволит уменьшить не только относительное значение высших гармонических, но и абсолютное значение гармонических, имеющих наибольшее значение. Устройства, работающие с насыщенной

1709406 магнитной цепью, имеют значительно меньшие потери в стали при подмагничивании.

На блок-схеме (фиг.2) показаны мс.о- 5 дули 1 фазы магнитно-вентильного реактора, блоки управления тиристорами с регуляторами (БУТ) 2 постоянного тока, сумматоры 3, двухпороговые блоки 4 сравнения (БС) нормального ре-10 жима, двухпороговый блок 5 сравнения форсировочного режима, блок 6 преобразования входного сигнала, Перед вводом устройства в работу на двухпороговых блоках сравнения выставляются соответствующие уставки

1 граничные значения которых определяются следующим образом. ,Лля изменения потребляемой мощности однофазным модулем от О = О„ .ку или Q = Qy до Q = 0,5 Q„ напряжение на входе БУТ должно измениться от 0 до 5U, а для изменения потребляемой мощности от О = 0,5 Онрм до

Q = Q н „напряжение на входе БУТ должно измениться от KU до 2 АБ, Тогда при К-фазных модулей, вклюто ченных параллельно в одной фазе реактора, уставки будут иметь следующее значение

Нижний предел

Верхний предел U

Uq = 2 ИУ

П4. = Э Ьи

Уь=4ХБ и „= (К+1) hU

I U =0

U5 = ДП

III U = 2 М1

К . И,„„= (К-1) ДЦ сэ ! Управляющее напряжение на выходе дуль. С этого момента времени будет блока управления для изменения мощ- иметь место. уменьшение значения трености фазы реактора от XX до номиналь .тьей гармонической в суммарном токе ного значения должно изменяться в фазы реактора. При tJg q равном пределах от 0 до (К -1) ЬИ gp . 2 gU 1-фазный модуль достигнет преУстройство, реализующее данный дельного насыщения а 2-фазный моУ способ, работает следующим образом. дуль - полупредельного насыщения.

При отсутствии входного сигнала Дальнейшее .увеличение U приве иа входе блока 6 преобразования вход- дет к набору мощности 2- и 3-фазного сигнала, на выходах сумматоров З5 ными модулями, причем первый фазный

3 также сигнал отсутствует (равен модуль, достигнув предельного насынулю или отрицателен), БУТ 2 не вы- щения, остается в этом режиме рабодает управляющих импульсов и фазные ты, который соответствует его номимодули I, П, III»...K работают в нальной мощности.

П и 6 режиме холостого хода. 4р Последовательность набора мощи о-. ри поступлении сигнала на блок 6 сти последующими фаэными модулями преобразования входного сигнала, он аналогична. При 11, равно К+1)Д11, преобразуется,и поступает на входы все однофаэные модули находятся в всех блоков сравнения. Если входной номинальном режиме. П ри увеличении сигнал изменяется и возрастает, на- 45 Б ы„ свыше (К+1)М срабатывает двухпример, по линеиному закону, БС 4 пороговый блок форсировочного режимодуля 1 на выходе имеет сигнал, npo-, ма 5 и с его выхода напряжение поступорциональный (равный) входному. пает на вход всех сумматоров и фазные

Этот сигнал поступает на сумматор 3 модули одновременно набирают мощность модуля 1 и далее к БУТ 2, который 50 свыше номинальной, т.е. в этом слусогласно изменению напряжения управ-,чае порог срабатывани БС 5 tJ я 7 ления на входе изменяет углы откры- = (К+1)Ь!1. тия тиристоров регулятора постоянно- Рля ограничения форсировочного го тока этого фазного модуля и он режима действует вторая установка набирает мощность. При цв с бло- >5, Up. Если U»> И, фазные модули не ка преобразования входного сигнала,. набирают мощности. Значение уставки равном И 1 однофазный модуль дости- Ua определяется форсировочными возгает полупредельного насыщения и да- можностями фазных модулей. При уменьлее вступает в работу 2-фазный мо- шении входного сигнала работа систе1709406

4 мы управления в целом совместно с фазными модулями происходит в обратном порядке.

Предлагаемый способ по сравнению с прототипом позволяет уменьшить и относительные значения высших гармонических в суммарном токе Фазы магнитно-вентильного реактора, обеспечив при этом уровень нелинейных искаже- 10 ний ниже 53. Возможность уменьшения абсолютного значения высших гармонических, имеющих наибольшую величину, показывает на его явное преимущество

Iïî сравнению с существующими.

l5

Та ким обра зом, предлагаемый спо соб управления мощностью магнитно-вентильного реактора позволяет снизить значения высших гармонических в рабочем токе и исключить нежелательные gg ,явления как Феррорезонанс на высших гармониках, искажение сетевого направ" ления высшими гармониками.

Формула и зоб ретения, Способ управления мощностью магнитно-вентильного реактора, состоящее из

К однофазных модулей в каждой фазе, заключающийся в синхронном регулировании мощности всех К однофазных моду Ю лей, отличающийся тем, что, с целью снижения уровня нелинейных искажений в рабочем токе при наборе мощности реактором, каждый и-й однофазный модуль Фазы магнитновентильного реактора вводят в работу после того, как (и-1)-й однофазный .модуль достигнет полупредельного насыщения, и управление этими модулями осуществляют одновременно до достижения (n-1)-м однофазным модулем предельного насыщения, а n-ro однофазного модуля - полупредельного насыщения, при этом управление (n-1)-м однофазным модулем прекращают и он находится в номинальном режиме, а в ра-. боту вводят (n+1) -й однофазный модуль, управление которым осуществляют совместно с и-м однофазным модулем, при достижении К-м однофазным модулем предельного насыщения регулирование прекращают, а при сбросе мощности реактором, {К-1) -м однофазным модулем управляют совместно с К-м модулем до достижения им полупредельиого насыщения, а (К-1)-м и (K-2)-м модулями управляют при достижении К-м однофазным модулем холостого хода и при достижении К-ми однофазными модулями мощности холостого хода управление прекращают.

1709406

Составитель Е. Бродовой

Техред М,Моргентал Корректор M ° Càì oÐCKà

Редактор С.Лисина

Заказ 788 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

11 3035, Москва; Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Эфтою ВВ

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