Компенсатор реактивной энергии

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности работы контакторов и повышение быстродействия компенсации реактивной энергии. Компенсатор (1) реактивной энергии для трехфазной сети (4), имеющей первую фазу (6), вторую фазу (7) и третью фазу (8), содержит набор (24) конденсаторов (С1, С2, С3), по меньшей мере два электромеханических контактора (СТ1, СТ2), электрически соединенных с набором (24) конденсаторов (С1, С2, С3), при этом каждый контактор (СТ1, СТ2) содержит по меньшей мере один входной силовой контакт (18) и по меньшей мере один выходной силовой контакт (20), при этом электрический ток может проходить между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) в замкнутом положении контактора (СТ1, СТ2), при этом первый контактор (СТ1) выполнен с возможностью соединения с первой фазой (Ph1) и второй контактор (СТ2) выполнен с возможностью соединения с третьей фазой (Ph3), средства (33) измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) по меньшей мере одного электромеханического контактора (СТ1, СТ2) и средства (36, 38) управления электромеханическими контакторами (СТ1, СТ2) согласно заранее определенному закону управления. Закон управления включает в себя замыкание соответствующего электромеханического контактора (СТ1, СТ2) при, по существу, нулевом напряжении (UAC, UBD) между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) и размыкание соответствующего электромеханического контактора (СТ1, СТ2) при, по существу, минимальном значении энергии конденсатора или конденсаторов (С1, С2, С3), с которыми соединен упомянутый контактор (СТ1, СТ2). 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

Настоящее изобретение относится к компенсатору реактивной энергии для трехфазной сети, имеющей первую фазу, вторую фазу и третью фазу. Компенсатор в соответствии с изобретением содержит набор конденсатора(ов), по меньшей мере, два электромеханических контактора, электрически соединенных с набором конденсатора(ов), при этом каждый контактор содержит, по меньшей мере, один входной силовой контакт и, по меньшей мере, один выходной силовой контакт, при этом электрический ток может проходить между входным и выходным силовыми контактами в замкнутом положении контактора, при этом первый контактор выполнен с возможностью соединения с первой фазой, и второй контактор выполнен с возможностью соединения с третьей фазой, средства измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами, по меньшей мере, одного электромеханического контактора и средства управления электромеханическими контакторами согласно заранее определенному закону управления.

ПРЕДШЕСТВУЮЩИЙ УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Известны компенсаторы реактивной энергии, содержащие электромеханические контакторы со вспомогательными средствами предварительного подключения сопротивления для ограничения пика тока при включении контакторов, то есть в момент, когда контактор начинает пропускать ток.

Однако закон управления электромеханическими контакторами является асинхронным, и включение контакторов может произойти, когда напряжение на контактах контактора является максимальным. В этом случае компенсатор должен выдерживать очень большие пики тока, которые оказывают очень сильное влияние, и это решение, хотя и является относительно недорогим, может со временем обнаруживать недостатки, которые сказываются на его надежности. Кроме того, время разрядки конденсаторов при помощи резисторов разрядки является существенным, хотя по нормативу не должно превышать одну минуту, и это решение не обеспечивает активной компенсации реактивной энергии, такой как компенсация с разрядкой набора конденсаторов за несколько десятков миллисекунд.

КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ СУЩНОСТИ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задачей изобретения является предложение компенсатора реактивной энергии, позволяющего снизить риски повреждения электромеханических контакторов и одновременно обеспечивающего намного более быструю компенсацию реактивной энергии, то есть компенсацию с разрядкой набора конденсаторов за несколько десятков мс.

В связи с этим объектом изобретения является компенсатор реактивной энергии вышеуказанного типа, отличающийся тем, что закон управления включает в себя замыкание соответствующего электромеханического контактора при, по существу, нулевом напряжении между входным и выходным силовыми контактами и размыкание электромеханического контактора при, по существу, минимальном значении энергии конденсатора или конденсаторов, с которыми соединен контактор.

Согласно другим предпочтительным аспектам изобретения, компенсатор реактивной энергии имеет один или несколько следующих отличительных признаков, взятых отдельно или в любых технически возможных комбинациях:

- средства измерения выполнены с возможностью измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами первого контактора, с одной стороны, и второго контактора, с другой стороны, и замыкание соответствующего контактора определено на основании напряжения, измеренного между входным и выходным силовыми контактами этого контактора;

- средства измерения выполнены с возможностью измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами первого контактора, и замыкание первого контактора определено на основании напряжения, измеренного этими средствами измерения, при этом замыкание второго контактора определено в зависимости от замыкания первого контактора с заранее определенным смещением во времени между замыканием первого контактора и замыканием второго контактора;

- трехфазное напряжение сети является периодическим, и заранее определенное временное смещение, по существу, равно четверти периода трехфазного напряжения;

- компенсатор реактивной энергии содержит точно два электромеханических контактора;

- набор конденсаторов включает в себя три конденсатора, расположенные согласно конфигурации треугольником, при этом первый конденсатор подключен между первой и второй фазами, второй конденсатор подключен между второй и третьей фазами, и третий конденсатор подключен между первой и третьей фазами;

- условия размыкания первого контактора для получения минимального значения энергии, имеющейся в конденсаторах, отвечают следующему уравнению:

U31-U12=0,

где U31 обозначает напряжение на контактах третьего конденсатора и U12 обозначает напряжение на контактах первого конденсатора;

- условия размыкания второго контактора для получения минимального значения энергии, имеющейся в конденсаторах, отвечают следующему уравнению:

U31-U23=0,

где U31 обозначает напряжение на контактах третьего конденсатора и U23 обозначает напряжение на контактах второго конденсатора;

- компенсатор энергии содержит три контактора, каждый из которых выполнен с возможностью электрического соединения с соответствующей фазой сети;

- замыкание каждого контактора соответствует нулевому напряжению между входным и выходным силовыми контактами с учетом первого допуска, при этом предпочтительно первый допуск равен плюс или минус 800 мкс;

- размыкание каждого контактора соответствует, с учетом второго допуска, минимальному значению энергии конденсатора или конденсаторов, с которыми соединен упомянутый контактор, при этом предпочтительно второй допуск равен плюс или минус 500 мкс;

- средства управления контакторами выполнены с возможностью передачи командных сигналов на контакторы, и средства управления дополнительно содержат средства согласования по времени передачи командных сигналов в зависимости от измерения времени переключения каждого из контакторов.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Эти отличительные признаки и преимущества изобретения будут более очевидны из нижеследующего описания, представленного исключительно в качестве неограничительного примера, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

фиг. 1 - электрическая схема компенсатора реактивной энергии, в соответствии с изобретением, при этом компенсатор реактивной энергии содержит набор конденсаторов и два электромеханических контактора, электрически соединенных с набором конденсаторов;

фиг. 2 - кривые, характеризующие изменение во времени напряжений на контактах конденсаторов компенсатора, показанного на фиг. 1, во время последовательного размыкания двух контакторов;

фиг. 3 - кривые, характеризующие изменение во времени напряжения и тока на контактах конденсатора и напряжений между входным и выходным силовыми контактами двух контакторов во время последовательного размыкания двух контакторов;

фиг. 4 - кривые, характеризующие изменение во времени напряжения и тока на контактах конденсатора и напряжений между входным и выходным силовыми контактами двух контакторов во время последовательного замыкания двух контакторов.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ВОПЛОЩЕНИЯ

Показанные на фиг. 1 компенсатор 1 реактивной энергии и электрическая нагрузка 2 электрически соединены с переменной сетью 4, при этом переменная сеть 4 получает питание от генератора 5 переменного напряжения и содержит несколько проводов фазы 6, 7, 8. В примере выполнения, представленном на фиг. 1, переменная сеть 4 является трехфазной сетью и содержит первый провод фазы 6, второй провод фазы 7 и третий провод фазы 8. Трехфазное напряжение переменной сети 4 является периодическим. Частота сети равна, например, 50 Гц или 60 Гц, и период трехфазного напряжения в этом случае равен 20 мс или 16,67 мс.

Компенсатор 1 реактивной энергии соединен с первым 6, вторым 7 и соответственно третьим 8 проводами первым электрическим соединением 9, вторым электрическим соединением 10 и соответственно третьим электрическим соединением 11. В дальнейшем тексте описания первое электрическое соединение 9, соединенное с первым проводом фазы 6, соответствует первой фазе, обозначенной Ph1, второе электрическое соединение 10, соединенное со вторым проводом фазы 7, соответствует второй фазе, обозначенной Ph2, и третье электрическое соединение 11, соединенное с третьим проводом фазы 8, соответствует третьей фазе, обозначенной Ph3.

Компенсатор 1 реактивной энергии содержит трехфазный выключатель 12, содержащий первый 14, второй 15 и третий 15 модули выключения, соответственно соединенные с первой, второй и третьей фазами. В варианте компенсатор реактивной энергии содержит три отдельных выключателя, при этом каждый из них соединен с соответствующей фазой из первой, второй и третьей фаз.

Дополнительно и факультативно компенсатор 1 реактивной энергии содержит также непоказанные первую катушку индуктивности, вторую катушку индуктивности и третью катушку индуктивности, соответственно связанные с первой, второй и третьей фазами и последовательно соединенные соответственно с первым 14, вторым 15 и третьим 16 модулями выключения.

Компенсатор 1 реактивной энергии содержит первый электромеханический контактор СТ1, последовательно соединенный с первым модулем 14 выключения. Буквами А и С обозначены концы первого электромеханического контактора СТ1, при этом конец А соединен с первым модулем 14 выключения.

Компенсатор 1 реактивной энергии содержит второй электромеханический контактор СТ2, последовательно соединенный с третьим модулем 16 выключения. Буквами В и D обозначены концы второго электромеханического контактора СТ2, при этом конец В соединен с третьим модулем 16 выключения.

Первый и второй электромеханические контакторы СТ1, СТ2 содержат, каждый, по меньшей мере, один входной силовой контакт 18, по меньшей мере, один выходной силовой контакт 20 и, по меньшей мере, один непоказанный подвижный контакт. Как известно, подвижный контакт выполнен с возможностью перемещения между замкнутым положением контактора СТ1, СТ2, в котором подвижный контакт соприкасается с соответствующими входным и выходным силовыми контактами 18, 20 и обеспечивает прохождение тока между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 в двух направлениях, и разомкнутым положением контактора СТ1, СТ2, в котором подвижный контакт отходит от соответствующих входного и выходного силовых контактов 18, 20, и ток не может проходить между входным и выходным силовыми контактами 18, 20.

Первый и второй электромеханические контакторы СТ1, СТ2 содержат, каждый, контакт 22 управления соответствующим подвижным контактом или подвижными контактами между замкнутым и разомкнутыми положениями.

В примере выполнения, показанном на фиг. 1, первый и второй электромеханические контакторы СТ1, СТ2 содержат, каждый, три входных силовых контакта 18, три выходных силовых контакта 20 и непоказанные три подвижных контакта. Подвижные контакты контакторов СТ1, СТ2 применяют параллельно для минимизации нагревов и с целью уменьшения размеров компенсатора. Иначе говоря, с одной стороны, три входных силовых контакта 18 соединены между собой на конце А, соответственно В, и соединены с соответствующим модулем 14, 16 выключения, и, с другой стороны, три выходных силовых контакта 20 соединены между собой на конце С, соответственно D, при этом тремя подвижными контактами можно управлять одновременно.

Компенсатор 1 реактивной энергии содержит также набор 24 конденсаторов. В примере выполнения, показанном на фиг. 1, набор 24 конденсаторов расположен согласно конфигурации треугольника, при этом каждая из вершин E, F, G треугольника соответствует соответствующей фазе Ph1, Ph2, Ph3.

Дополнительно и факультативно компенсатор 1 реактивной энергии содержит также набор непоказанных резисторов разрядки, при этом каждый резистор разрядки параллельно соединен с соответствующим конденсатором набора 24 конденсаторов.

Компенсатор 1 реактивной энергии содержит также узел мониторинга 28, содержащий память 20 и процессор 32, связанный с памятью 30, и средства 33 измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами 18, 20, по меньшей мере, одного электромеханического контактора СТ1, СТ2.

Набор 24 включает в себя первый конденсатор С1, подключенный между первой фазой Ph1 и второй фазой Ph2, второй конденсатор С2, подключенный между второй фазой Ph2 и третьей фазой Ph3, и третий конденсатор С3, подключенный между третьей фазой Ph3 и первой фазой Ph1. Иначе говоря, один конец первого конденсатора С1 соединен с вершиной Е, которая, в свою очередь, соединена с концом С первого контактора СТ1, связанным с первой фазой Ph1, а другой конец первого конденсатора С1 соединен с вершиной F, которая, в свою очередь, соединена с второй катушкой 20 индуктивности, связанной с второй фазой Ph2. Один конец второго конденсатора С2 соединен с вершиной F, а другой конец второго конденсатора С2 соединен с вершиной G, которая, в свою очередь, соединена с концом D второго контактора СТ2, связанным с третьей фазой Ph3. Наконец, один конец третьего конденсатора С3 соединен с вершиной G, а другой конец третьего конденсатора С3 соединен с вершиной Е.

Напряжение на контактах первого конденсатора С1 обозначено U12, напряжение на контактах второго конденсатора С2 обозначено U23 и напряжение на контактах третьего конденсатора С3 обозначено U31, как показано на фиг. 1.

Память 30 выполнена с возможностью записи и хранения программы 34 измерения первого напряжения UAC между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 первого контактора СТ1 и второго напряжения UBD между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 второго контактора СТ2.

Память 30 выполнена также с возможностью хранения первой программы 36 управления первым контактором СТ1 согласно заранее определенному закону управления, а также второй программы 38 управления вторым контактором СТ2 согласно заранее определенному закону управления. Первая и вторая программы 36, 38 управления образуют средства управления электромеханическими контакторами СТ1, СТ2 согласно заранее определенному закону управления и через контакты 22 управления. В варианте средства 36, 38 управления выполнены в виде специальной интегральной схемы или же в виде программируемой логической схемы. Средства управления позволяют получать относительно стабильные значения времени замыкания и размыкания, мало чувствительные к изменениям напряжения и температуры. Средства управления осуществляют также вычисление значений времени замыкания и размыкания.

Средства 33 измерения содержат программу 34 измерения и, например, резистивные мосты 40, 42, при этом первый резистивный мост 40 выполнен с возможностью передачи первого сигнала, характеризующего напряжение между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 первого контактора СТ1, в программу 36 измерения, и второй резистивный мост 42 выполнен с возможностью передачи второго сигнала, характеризующего напряжение между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 второго контактора СТ2, в программу 36 измерения.

В варианте средства 33 измерения выполнены с возможностью измерения только напряжения UAC между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 первого контактора СТ1, и замыкание первого контактора СТ1 определяют на основании напряжения UAC, измеренного средствами 33 измерения, при этом замыкание второго контактора СТ2 определяют в зависимости от замыкания первого контактора СТ1 с заранее определенным смещением во времени между замыканием первого контактора СТ1 и замыканием второго контактора СТ2.

Например, заранее определенное смещение во времени, по существу, равно четверти периода трехфазного напряжения.

Средства 36, 38 управления выполнены с возможностью передачи командных сигналов размыкания и замыкания на контакт 22 управления соответственно первого СТ1 и второго СТ2 контакторов, согласно заранее определенному закону управления.

Заранее определенный закон управления включает в себя замыкание соответствующего электромеханического контактора СТ1, СТ2 при, по существу, нулевом напряжении между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 и размыкание соответствующего электромеханического контактора СТ1, СТ2 при, по существу, минимальном значении энергии конденсаторов С1, С2, С3, с которыми соединен упомянутый контактор СТ1, СТ2, при этом минимальное значение энергии, запасенной в конденсаторах С1, С2, С3, получают в конце операции размыкания.

Средства 36, 38 управления дополнительно содержат средства согласования по времени передачи командных сигналов в зависимости от измерения времени переключения каждого из контакторов СТ1, СТ2. Согласование по времени передачи сигналов осуществляют, например, при помощи скользящего среднего значения. Скользящее среднее значение позволяет учитывать медленные изменения значений времени замыкания и размыкания.

Далее следует описание работы размыкания первого и второго электромеханических контакторов СТ1, СТ2 со ссылками на графики на фиг. 2 и 3, полученные, соответственно, посредством моделирования и на основании реальных измерений.

На фиг. 2 показано соответствующее изменение во времени напряжений U12, U23, U31 на контактах первого С1, второго С2 и третьего С3 конденсаторов набора 24 во время размыкания первого и второго электромеханических контакторов СТ1, СТ2.

На фиг. 2 напряжения U12, U23, U31 на контактах конденсаторов С1, С2, С3 являются синусоидальными с одинаковой амплитудой и со сдвигом фазы с углом 2хπ/3, что само по себе известно. В момент t0, показанный на фиг. 2, напряжение U31, измеренное средствами 33 измерения является, по существу, нулевым. Первая программа 36 управления осуществляет размыкание первого контактора СТ1 в момент t1, затем вторая программа 38 управления осуществляет размыкание второго контактора СТ2 в момент t2. Первая и вторая программы 36, 38 управления передают командные сигналы размыкания первого контактора СТ1 и, соответственно, второго контактора СТ2 перед моментами t1 и, соответственно, t2, чтобы учитывать продолжительность переключения контакторов СТ1, СТ2. Иначе говоря, моменты t1 и, соответственно, t2 соответствуют моментам, в которые первый контактор СТ1 и, соответственно, второй контактор СТ2 являются действительно разомкнутыми. Команду на размыкание контакторов СТ1, СТ2 подают для разрядки конденсаторов С1, С2, С3. После размыкания двух контакторов СТ1 и СТ2 каждое из напряжений U12, U23, U31 на контактах конденсаторов С1, С2, С3 является нулевым.

На фиг. 2 конденсаторы С1, С2, С3 разряжаются примерно за 6,67 мс с момента обнаружения прохождения через ноль одного из напряжений U12, U23, U31 на контактах конденсаторов С1, С2, С3, если частота сети равна 50 Гц. Это время разрядки конденсаторов составляет примерно 5,5 мс, если частота сети равна 60 Гц.

Условия размыкания первого контактора СТ1 для получения минимального значения энергии, запасенной в конденсаторах, с которыми связан первый контактор СТ1, отвечают, например, следующему уравнению [1]:

U31-U12=0 [1],

то есть, когда U31=U12, что проверяется в момент t1 в примере выполнения, показанном на фиг. 2.

Точно так же, условия размыкания второго контактора СТ2 для получения минимального значения энергии, запасенной в конденсаторах, с которыми связан второй контактор СТ2, отвечают, например, следующему уравнению [2]:

U31-U23=0 [2],

то есть, когда U31=U23, что проверяется в момент t2 в примере выполнения, показанном на фиг. 2.

На фиг. 3 для измеренных значений представлен другой пример размыкания контакторов СТ1, СТ2, когда напряжение, измеренное средствами 33 измерения на контактах конденсатора является, по существу, нулевым. В момент t’0 напряжение Ucapa, соответствующее напряжению U12, U23, U31 на контактах соответствующего конденсатора С1, С2, С3, является, по существу, нулевым. В момент t’1 второй контактор СТ2 размыкается. Затем, после сдвига фазы на π/2, то есть после смещения во времени, по существу, равного четверти периода трехфазного напряжения сети 4, первый контактор СТ1 размыкается в момент t’2. Если частота напряжения сети 4 равна 50 Гц, сдвиг фазы π/2 соответствует времени 5 мс между размыканием второго контактора СТ2 и первого контактора СТ1. После момента t’2 кривые напряжения, соответственно, обозначенные UCT1 и UCT2, между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 первого и второго контакторов СТ1 и СТ2 имеют, по существу, одинаковую амплитуду, следовательно, переключение контакторов СТ1, СТ2 действительно произошло при разряженных конденсаторах С1, С2, С3.

Размыкание каждого соответствующего контактора СТ1, СТ2 соответствует допуску, предпочтительно, равному плюс или минус 500 мс, в момент t1, t2, когда значение энергии конденсаторов С1, С2, С3, к которым подключены контакторы СТ1, СТ2, является минимальным в конце операции размыкания.

На фиг. 3 конденсаторы С1, С2, С3 разряжаются примерно за 6,67 мс с момента обнаружения прохождения через ноль напряжения Ucapa, если частота сети равна 50 Гц. Это время разрядки конденсаторов составляет примерно 5,5 мс, если частота сети равна 60 Гц.

Далее со ссылками на фиг. 4 следует описание работы замыкания контакторов СТ1, СТ2.

Аналогично фиг. 3, на фиг. 4 показано изменение напряжений UCT1, UCT2 между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 контакторов СТ1, СТ2, а также напряжения Ucapa и силы тока Icapa на контактах конденсатора С1, С2, С3.

До момента t3, показанного на фиг. 4, напряжения UCT1, UCT2 являются синусоидальными, имеют одинаковую амплитуду и смещены по фазе на угол 2хπ/3, что само по себе известно.

В момент t3 напряжение UCT2 является, по существу, нулевым, и программа 36 управления заранее подала команду на замыкание второго контактора СТ2, чтобы оно действительно произошло в этот момент t3. При этом, начиная с этого момента t3, появляется ток Icapa.

Точно так же, в момент t4 напряжение UCT1 является, по существу, нулевым, и программа 36 управления заранее подала команду на замыкание первого контактора СТ1, чтобы оно действительно произошло в этот момент t4. Таким образом, замыкание первого контактора СТ1 соответствует переходу из однофазного режима в трехфазный режим.

Перед замыканием первого и второго контакторов СТ, СТ2 напряжение Ucapa и ток Icapa являются нулевыми. После их размыкания напряжение Ucapa и ток Icapa являются нулевыми.

Замыкание каждого соответствующего контактора СТ1, СТ2 соответствует, с учетом допуска, предпочтительно равного плюс или минус 800 мс, моменту t3, t4, когда значение напряжения UCT1, UCT2 между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 соответствующего контактора СТ1, СТ2 является нулевым.

Первая и вторая программы 36, 38 управления передают командные сигналы размыкания и замыкания соответствующих контакторов СТ1, СТ2 и в течение времени учитывают время переключения каждого из контакторов СТ1, СТ2 в ходе их различных фаз размыкания и замыкания.

В варианте измеряют только напряжение UAC между входным и выходным силовыми контактами 18, 20 первого контактора СТ1, при этом замыкание первого контактора СТ1 определяют на основании напряжения UAC, измеренного средствами 33 измерения, с прохождением этого напряжения UAC через ноль, и замыкание второго контактора СТ2 определяют в зависимости от замыкания первого контактора СТ1 с заранее определенным смещением во времени между замыканием первого контактора СТ1 и замыканием второго контактора СТ2. Заранее определенное временное смещение, по существу, равно, например, четверти периода трехфазного напряжения.

Согласно другому, непоказанному варианту выполнения, компенсатор 1 реактивной энергии содержит три контактора, при этом каждый контактор электрически соединен с одной из соответствующих фаз Ph1, Ph2, Ph3.

Одну среди первой, второй и третьей фаз Ph1, Ph2, Ph3 в первую очередь подключают к набору 24 конденсаторов посредством замыкания соответствующего контактора среди трех контакторов, причем это соединение осуществляют в любой момент, учитывая, что соединение происходит, когда на уровне входного и выходного силовых контактов 18, 20 соответствующего контактора нет никакого тока (холостое соединение).

Затем с набором 24 конденсаторов соединяют две другие фазы среди первой, второй и третьей фаз Ph1, Ph2, Ph3 посредством замыкания двух других соответствующих контакторов, при этом правило управления этими двумя другими контакторами аналогично правилу, описанному для предыдущего варианта выполнения, в котором компенсатор реактивной энергии содержит только два контактора.

Затем производят размыкание двух других соответствующих контакторов, согласно закону управления, аналогичному закону, который было описан для предыдущего варианта выполнения, в котором компенсатор реактивной энергии содержит только два контактора, чтобы получить минимальное значение энергии, запасенной в конденсаторах, с которыми соединены два других контактора.

Наконец, контактор, который был замкнут первым из трех контакторов, размыкают, причем это размыкание осуществляют в любой момент после размыкания двух других контакторов, учитывая, что размыкание происходит, когда на уровне входного и выходного силовых контактов 18, 20 соответствующего контактора нет никакого тока (холостое разъединение).

В этом варианте выполнения отказ одного из трех контакторов, в результате которого происходит блокировка неисправного контактора в положении замыкания, то есть спайка подвижного контакта или подвижных контактов в замкнутом положении контактора, не приводит к выходу из строя компенсатора 1 реактивной энергии, поскольку, если ухудшение работы происходит в описанном выше случае, два других контактора остаются в рабочем состоянии.

Компенсатор 1, в соответствии с изобретением, позволяет снизить риски выхода из строя первого и второго электромеханических контакторов СТ1, СТ2 и одновременно обеспечивает быструю компенсацию реактивной энергии, то есть компенсацию с разрядкой набора 24 конденсаторов С1, С2, С3 за несколько десятков мс.

Компенсатор 1, в соответствии с изобретением, позволяет также отказаться от применения катушек индуктивности, то есть от электромагнитных катушек, соответственно, связанных с первой, второй и третьей фазами и последовательно соединенных, соответственно, с первым 14, вторым 15 и третьим 16 модулями включения.

1. Компенсатор (1) реактивной энергии для трехфазной сети (4), имеющей первую фазу (6), вторую фазу (7) и третью фазу (8), при этом компенсатор (1) содержит:

набор (24) конденсаторов (С1, С2, С3),

по меньшей мере два электромеханических контактора (СТ1, СТ2), электрически соединенных с набором (24) конденсаторов (С1, С2, С3), при этом каждый контактор (СТ1, СТ2) содержит по меньшей мере один входной силовой контакт (18) и по меньшей мере один выходной силовой контакт (20), при этом электрический ток может проходить между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) в замкнутом положении контактора (СТ1, СТ2), при этом первый контактор (СТ1) выполнен с возможностью соединения с первой фазой (Ph1) и второй контактор (СТ2) выполнен с возможностью соединения с третьей фазой (Ph3),

средства (33) измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) по меньшей мере одного электромеханического контактора (СТ1, СТ2) и

средства (36, 38) управления электромеханическими контакторами (СТ1, СТ2) согласно заранее определенному закону управления,

отличающийся тем, что закон управления включает в себя замыкание соответствующего электромеханического контактора (СТ1, СТ2) при нулевом напряжении (UAC, UBD) между его входным и выходным силовыми контактами (18, 20) и размыкание соответствующего электромеханического контактора (СТ1, СТ2) при минимальном значении энергии конденсатора или конденсаторов (С1, С2, С3), с которыми соединен упомянутый контактор (СТ1, СТ2),

при этом средства (33) измерения выполнены с возможностью измерения только напряжения (UAC) между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) первого контактора (СТ1),

замыкание первого контактора (СТ1) определено на основании напряжения (UAC), измеренного этими средствами (33) измерения, и

замыкание второго контактора (СТ2) определено в зависимости от замыкания первого контактора (СТ1) с заранее определенным смещением во времени между замыканием первого контактора (СТ1) и замыканием второго контактора (СТ2).

2. Компенсатор (1) реактивной энергии по п. 1, отличающийся тем, что средства (33) измерения выполнены с возможностью измерения напряжения (UAC) между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) первого контактора (СТ1), с одной стороны, и второго контактора (СТ2), с другой стороны, и тем, что замыкание соответствующего контактора (СТ1, СТ2) определено на основании напряжения (UAC, UBD), измеренного между входным и выходным силовыми контактами (18, 20) этого контактора (СТ1, СТ2).

3. Компенсатор (1) реактивной энергии по п. 1, отличающийся тем, что трехфазное напряжение сети является периодическим и заранее определенное временное смещение, по существу, равно четверти периода трехфазного напряжения.

4. Компенсатор (1) реактивной энергии по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что содержит два электромеханических контактора (СТ1, СТ2).

5. Компенсатор (1) реактивной энергии по п. 1, отличающийся тем, что набор (24) конденсаторов (С1, С2, С3) включает в себя три конденсатора (С1, С2, С3), расположенные согласно треугольной конфигурации, при этом первый конденсатор (С1) подключен между первой (Ph1) и второй (Ph2) фазами, второй конденсатор (С2) подключен между второй (Ph2) и третьей (Ph3) фазами и третий конденсатор (С3) подключен между первой (Ph1) и третьей (Ph3) фазами.

6. Компенсатор (1) реактивной энергии по п. 5, отличающийся тем, что условия размыкания первого контактора (СТ1) для получения минимального значения энергии, запасенной в конденсаторах (С1, С2, С3), отвечают следующему уравнению:

U31-U12=0,

где U31 обозначает напряжение на контактах третьего конденсатора (С3) и U12 обозначает напряжение на контактах первого конденсатора (С1).

7. Компенсатор (1) реактивной энергии по п. 5, отличающийся тем, что условия размыкания второго контактора (СТ2) для получения минимального значения энергии, запасенной в конденсаторах (С1, С2, С3), отвечают следующему уравнению:

U31-U23=0,

где U31 обозначает напряжение на контактах третьего конденсатора (С3) и U23 обозначает напряжение на контактах второго конденсатора (С2).

8. Компенсатор (1) реактивной энергии по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что содержит три контактора (СТ1, СТ2), каждый из которых выполнен с возможностью электрического соединения с соответствующей фазой (Ph1, Ph2, Ph3) сети (4).

9. Компенсатор реактивной энергии по п. 1, отличающийся тем, что замыкание каждого контактора (СТ1, СТ2) соответствует нулевому напряжению между его входным и выходным силовыми контактами (18, 20) с учетом первого допуска, при этом предпочтительно первый допуск равен плюс или минус 800 мкс.

10. Компенсатор (1) реактивной энергии по п. 1, отличающийся тем, что размыкание каждого контактора (СТ1, СТ2) соответствует, с учетом второго допуска, минимальному значению энергии, запасенной в конденсаторе или конденсаторах (С1, С2, С3), с которыми соединен упомянутый контактор (СТ1, СТ2), при этом предпочтительно второй допуск равен плюс или минус 500 мкс.

11. Компенсатор (1) реактивной энергии по п. 1, отличающийся тем, что средства (36, 38) управления контакторами (СТ1, СТ2) выполнены с возможностью передачи командных сигналов на контакторы (СТ1, СТ2) и средства (36, 38) управления дополнительно содержат средства согласования по времени передачи командных сигналов в зависимости от измерения времени переключения каждого из контакторов (СТ1, СТ2).



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к системам электроснабжения электрических железных дорог переменного тока, в частности, к устройствам компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки и фильтрации высших гармоник тока и напряжения в тяговой сети, то есть к фильтрокомпенсирующим устройствам (ФКУ).

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности настройки на любой заданный режим компенсации при любых высокочастотных помехах и искажениях.

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение потерь мощности путем эффективного регулирования мощности тиристорных фильтрокомпенсирующих установок (ФКУт) с резонансными фильтрами на посту секционирования и тяговых подстанциях межподстанционной зоны.

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение потерь мощности путем эффективного регулирования мощности тиристорных фильтрокомпенсирующих установок (ФКУт) с резонансными фильтрами на посту секционирования и тяговых подстанциях межподстанционной зоны.

Использование – в области электротехники. Технический результат – ограничение токов короткого замыкания, уменьшение потерь реактивной мощности и обеспечение питания собственных нужд.

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано для управления источниками реактивной мощности в энергосистемах. Технический результат - обеспечение высокого качества электроэнергии при управлении управляемым шунтирующим реактором.

Использование: в области электротехники. Технический результат – снижение уровня изоляции грозозащитных тросов и величины протекающих в них токов.

Изобретение относится к области электроэнергетики и может быть использовано для контроля запасов и предотвращения нарушений устойчивости узлов нагрузки электрической сети с асинхронными электродвигателями.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в автономных трехфазных электроэнергетических сетях. Технический результат заключается в снижении высших гармонических составляющих в контролируемых точках энергетической системы, а также в снижении массогабаритных показателей активного электрического фильтра.

Изобретение относится к области металлургии и может быть использовано для подачи электрического питания в электродуговую печь, содержащую по меньшей мере один электрод.

Изобретение касается способа для определения момента времени переключения электрического переключающего прибора с промежутком (1) прерывателя, расположенного между первым участком (2) линии, нагруженным возбуждающим напряжением (4), и вторым участком (3) линии, образующим колебательный контур после процесса выключения переключающего прибора.

Изобретение относится к способу и устройству для определения момента коммутации электрического коммутационного аппарата с размыкающим промежутком, который расположен между нагруженным питающим напряжением первым участком линии и вторым участком линии, образующим после процесса выключения коммутационного аппарата колебательный контур.

Изобретение относится к электронному коммутатору. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в моделирующих установках для исследования переходных процессов. .

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах отключения тока. Технический результат - увеличение надежности и упрощение способа изготовления.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение надежности работы контакторов и повышение быстродействия компенсации реактивной энергии. Компенсатор реактивной энергии для трехфазной сети, имеющей первую фазу, вторую фазу и третью фазу, содержит набор конденсаторов, по меньшей мере два электромеханических контактора, электрически соединенных с набором конденсаторов, при этом каждый контактор содержит по меньшей мере один входной силовой контакт и по меньшей мере один выходной силовой контакт, при этом электрический ток может проходить между входным и выходным силовыми контактами в замкнутом положении контактора, при этом первый контактор выполнен с возможностью соединения с первой фазой и второй контактор выполнен с возможностью соединения с третьей фазой, средства измерения напряжения между входным и выходным силовыми контактами по меньшей мере одного электромеханического контактора и средства управления электромеханическими контакторами согласно заранее определенному закону управления. Закон управления включает в себя замыкание соответствующего электромеханического контактора при, по существу, нулевом напряжении между входным и выходным силовыми контактами и размыкание соответствующего электромеханического контактора при, по существу, минимальном значении энергии конденсатора или конденсаторов, с которыми соединен упомянутый контактор. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

Наверх