Устройство для коммутации конденсаторов в сети переменного тока

 

ОПИСА

ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. с (22) Заявлено 21.11.75 (21) 2191223/07 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 30.09.77. Бюллетень № 36

Дата опубликования описания 07.09.77 (51) 1 Кл. - Н 02J 3/18

Государственный комитет

Совета Министров СССР ло делам изобретений и открытий (53) УДК 621.3 054.42 (088.8) (72) Авторы изобретения

Р. К. Контаутас и А. В. Билявичюс (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ КОНДЕНСАТОРОВ

В СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к области распределения электрической энергии, а именно к регулированию реактивной мощности в сетях, и может быть использовано на предприятиях, потребляющих электрическую энергию.

Известное устройство для коммутации конденсаторов содержит между фазами сети включенную группу конденсаторов с контакторно-коммутационной аппаратурой. При помощи устройства реактивную мощность возможно регулировать только дискретно. Кроме того, использование группы конденсаторов и контакторно-коммутационной аппаратуры делает устройство громоздким (1).

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению является устройство для коммутации конденсаторов в сети перемен ного тока, которое содержит встречно параллельно включенные тиристоры, снабженные блоком принудительной коммутации. Упомянутый блок принудительной коммутации содержит трансформатор, вторичная обмотка которого подключена параллельно к упомянутому конденсатору, а первичная обмотка через конденсатор соединена со встречно параллельно включенными тиристорами. К каждому из тиристоров согласно подключен источник тока (2).

Недостатком известного устройства является низкий КПД из-за нагревания вторичной обмотки трансформатора при протекании через нее постоянной составляющей тока конденсатора. Постоянная составляющая возникает из-за несимметричности временной диаграммы напряжения конденсатора, обуславливаемой недостаточной симметрией управления тиристорамп устройства. Кроме этого, КПД уменьшается из-за разряжения конденсатора через вторичную обмотку трансформатора в

10 промежутке времени, когда конденсатор отключен от сети. Известное устройство также отличается громоздкостью конструкции, обу.славливаемой наличием трансформатора и источников постоянного тока.

15 Цель изобретения — повышение КПД устройства.

Для этого в устройстве для коммутации конденсаторов в сети переменного тока с помощью встречно параллельно включенных

20 тиристров, снабженных блоком принудитсльной коммутации, указанный блок принудительнои коммутации содержит дроссель, включенный между тиристорами и одной из фаз сети, и мост, в два соседних плеча которого встречно включены тиристоры, а в остальные — конденсаторы, в одну диагональ моста согласно последовательно включены диоды, причем каждый из них включен согласно тиристору прилежащего плеча моста, а вторая диагональ подключена к указанно574817

65 му дроссслю, нри этом общая точка указанных диодов подключена к другой фазе сстн.

Такое устройство позволяет получить повышенный КПД и менее громоздкую конструкцию.

С целью возможности использования вентилей более низкого класса напряжений то чка соединения диодов подключена к шине сети через конденсатор. Благодаря такому подключению на диоды и тнристоры блока принудительной коммутации подается напряжение, амплитуда которого значительно меньше амплитуды линейного напряжения. Кроме того, в случае ошибочного включения тиристоров блока принудительной коммутации, когда направление напряжения сети согласно направлению включения тиристора, в блоке принудительной коммутации не возникает ток короткого замыкания и диод с тиристором нс выходят из строя.

На фиг. 1 изображена принципиальп".ÿ электрическая схема устройства; на фиг. 2— временные диаграммы напряжения сети, напряжения на конденсаторе, тока черсз конденсатор и тока через дроссель.

Устройство для коммутации конденсаторов в сети переменного тока содержит между фазами сети включенный конденсатор 1 и последовательно к нему подключенные встречно параллельно сосдинснныс тиристоры 2 и 3.

Эти тиристоры соединены с фазой сети через дроссель 4, который включен в одну диагональ моста, в виде которого выполнен блок принудительной коммутации. В другую диагональ моста согласно последовательно включены диоды 5, 6, а точка их соединения подключена к другой фазе сети через конденсатор 7. В два соседних плеча моста встречно включены тиристоры 8, 9, а в остальные плечи включены конденсаторы 10 и 11.

Устройство работает следующим образом.

gIo момента времени t< (фиг. 2), когда, например, на шинах сети направление напряжения соответствует изображенному на фиг. 1 без скобок, тиристор 2 открыт, конденсатор

10 заряжен, а конденсаторы 1, 7 и 11 продолжают заряжаться (направление заряда конденсаторов 1 и 7 показано на фиг. 1 без скобок). В момент времени t< открывают тиристор 8. Напряжение конденсатора 10 прикладывается к дросселю 4. Оно противоположно по направлению напряжению сети и компенсирует падение напряжения в цепи сеть— конденсатор 1 — тиристор 2 — дроссель 4.

Благодаря индуктивности дросселя 4 разряд конденсатора 10 задерживается на время, необходимое для восстановления запирающих свойств тиристора 2. В связи с этим тиристор

2 гасится. В промежуток времени t< — t конденсатор 1 отключен от сети, и напряжение на нем остается неизменным (фиг. 2). В момент времени 4 при равенстве напряжения сети (/се, и напряжения на конденсаторе 1

U, включают тиристор 3, вследствие чего

50 конденсатор 1 снова подключается к шинам сети и создаст ток l „, протекающий в есть.

В момент времени 4 напряжение сети U«„a тем самым н напряжение на кондснсаторе 1

U,, уменьшается до О, а ток,, через конденсатор 1, протекающий в ссть, достигает максимального значения. С этого момента начинают заря каться конденсаторы 1, 7 и 10 (направление напряжения на шинах ссти показано на фиг. 1 и скобках). Заряд конденсаторов 7 и 10 происходит чствсрть периода напряжения сети. В момент времени tr, открывают тиристор 9. Напряхксние конденсатора 11 прикладывается к дроссслю 4 и аналогично моменту времени t< происходит гашение тиристора 3, а тем самым и отключение конденсатора 1 от сети. В момент времени /„при равенстве напряжений U«, и U,, открывают тиристор 2, вследствие чего снова подключают конденсатор 1 к сети. В момент времени 4 напряжение сети У«,, а тем самым и напряжение на конденсаторе 1 U „уменьшается до О, а ток 1,, через конденсатор 1, протекаюгций в сеть, достигает максимального значения. С этого момента начинают заряжаться конденсаторы 1, 7 и 11 (направление напряжения на конденсаторах 1 и 7, а также направление напряжения сети показано на фиг.

1 бсз скобок). Устройство возвращается в состояние, в котором находилось до момента времени 4ь Описанные процессы повторяются каждый период напряжения сети.

Подбором моментов времени включения и гашения тиристоров 2 и 3 регулируют промежуток врсмени, когда конденсатор 1 подключен к сети, а тем самым и среднее значение тока через конденсатор 1, протекающего в сеть. В связи с этим происходит регулирова ие реактивной мощности в сетях.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом обладает повышенным КПД, так как конденсатор блока принудительной KQMмутации во время работы подключается к тиристорам непосредственно, а не через трансформатор, наличие которого вызывает значительные потери.

Кроме того, схема устройства является мепее громоздкой, так как отсутствуют трансформатор и источники постоянного тока.

Формула изобретения

1. Устройство для коммутации конденсаторов в сети переменного тока с помощью встречно параллельно включенных тиристоров, снабженных блоком принудительной коммутации, отличающееся тем, что, с целью говышения КПД, указанный блок принудительной коммутации содержит дроссель, включенный между тиристорами и одной из фаз сети, и мост, в два соседних плеча которого встречно включены тиристоры, а в остальные — конденсаторы, в одну диагональ моста согласно последовательно включены ди574817 оды, причем каждый из них включен согласно тиристору прилежащего плеча моста, вторая диагональ моста подключена и указанному дросселю, при этом общая точка указанных диодов подключена к другой фазе сети.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью обеспечения возможности использования вентилей более низкого класса напряжений, точка соединения диодов подключена к шине сети через конденсатор.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Ильяшов В. П. Автоматическое регулиро5 ванне мощности конденсаторных установок.

М-Л., «Энергия», 1966.

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 275212, кл. Н 02J 3/18, 1970.

3. Авторское свидетельство СССР ¹ 389626, 1О кл. Н 02J 3/18, 1970.

Составитель Л. Дементьева

Редактор Е. Дайч Техред А. Камышникова Корректор Т. Добровольская

Заказ 2148/14 Изд. № 78! Тираж 917

НПО Государственного комитета Совета Министров ССС1з по делам изобретений и открытий

1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2

Подписное