Устройство для регулирования реак-тивной мощности b сетях переменноготока

 

ОПИCAnHE

ИЗОБРЕТЕНЙЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<1>824365 фф" (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 100779 (21) 2796261/24-07 51 „К„з

Н 02 Л 3/18 с присоединением заявки N9

Государствеииый комитет

СССР по делам изобретений и открытий (23) Приоритет

Опубликовано 2304,81. Бюллетень Йо 15 (53) УДК 621. 316. .925(088.8) Дата опубликования описания 230481

< Зйт :;.:, 1. : 4 нтаутас н, I э4 г.!.. (72) Авторы изобретения

A В. Билявичюс, П. К. Гребликас и P. (71) Заявитель

Виль нюсское территориальное управлени водопровода и канализации (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТИВНОЙ

МОЩНОСТИ В СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

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

Известно устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник . реактивной мощности, включенный между фазами сети и состОящий иэ последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных тиристоров, и формирователь импуль- сов, включающий последовательно со- т5 единенные конденсатор и встречнопараллельно включенные тиристоры (1) .

Недостатком известного устройства является низкий КПД устройства из-за избыточных коммутационных по- 20 терь при средних и особенно малых углах регулирования, так как закон изменения коммутационной энергии формирователя импульсов не соответствует закону изменения прерываемого тока источника реактивной мощности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, ЗО содержащее источник реактивной мощности, включенный между зажимами фаз сети и состоящий из последовательно соединенных конденсатора и .встречнопараллельно включенных тиристоров и формирователя запоминающих импульсов,, включающего тиристор и цепочку, включенную параллельно упбмянутым тиристорам источника и состоящую из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, свободная обкладка которого подключена к фазе сети, к которой подключены тиристоры упомянутого источника |2j..

Недостатком известного устройства является низкий КПД из-за невозможности -регулирования. напряжения конденсатора формирователя запирающих импульсов При изменении рабочей точки источника. В известном устройотве амплитуда напряжения на конденсаторе формирователя импульсов во всем диапазоне регулирования неизменна, а ток конденсатора источника изменяется от max до О, т.е. по закону косинуса.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования

824365 сеть

40. В момент времени t подают упЪ равляющий импульс тиристору 10 и конденсатор 9 заряжается через тиристор

45 10, дроссель 8 до моментного значения напряжения сети (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках) и тиристор 10 гасится. В момент времени t„ напряжение на конденсаторе 3, а тем самым и напряжение сети

U уменьшается до О,,а ток i<> чеСети рез конденсатор 3, протекающий в сеть, достигает максимального значения.

В промежуток времени t+- - конденсатор 3 заряжается от сети через тиристор 4 (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках).

65 реактивной мощности в сетях перемен-ного тока, содержащем источник реактивной мощности, состоящий из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных тиристоров и предназначенный для включения между зажймами фаз сети, и формирователь запирающих импульсов, состоящий иэ первого тиристора и последовательно соединенных второго тиристора, дросселя и конденсатора формирователя, подключенных параллельно тиристорам источника реактивной мощности, формирователь запирающих импульсов снабжен дополнительными встречно-параллельно включенными тиристорами, одна Общая точка кото-, рых присоединена к зажимам фазы сети, к которой подключен конденсатор источника реактивной мощности, а вторая общая точка подключена к точке соединения второго тиристора и дросселя, причем первый и второй тиристоры соединены встречно-параллельно.

Предлагаемое устройство позволяет получить повышенный КПД, так как наличие дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров позволяет плавно (в диапазоне от О до

U сети) регулировать величину на»>а> пряжения конденсатора формирователя импульсов в зависимости от рабочей точки источника реактивной мощности. . На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма напряжения U сети,,на фиг. 3 — то же, напряжения U з на конденсаторе источника реактивной мощности; на фиг. 4 — то >ке, напря:кения 0 на конденсатлре формирователя импульсов; на фиг. 5 — то же, тока с через конденсатор источника реактивной мощности.

5 l0

Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях пе. еменного тока (фиг. 1) содер>кит источник

1 реактивной мощности и формирователь

2 запирающих импульсов. Источник 1 реактивной мощности включен между фазами сети и состоит из последова- тельно соединенных конденсатора 3 и встречно-параллельно включенных тиристоров 4 и 5.

Формирователь 2 запирающих импульсов состоит из двух цепочек, одна иэ которых содержит встречно-параллельно включенные тиристоры 6 и

7; последовательно которым включен дроссель 8 и конденсатор 9. Одна цейочка подключена параллельно тиристорам 4 и 5 источника 1 так, что конденсатор 9 соединен с фазой сети, к которой подключены тиристоры 4 и 5, а тиристоры 6 и 7 подключены между конденсатором 3 и тиристорами 4 -и 5.

Другая цепочка состоит из встречнопараллельно включенных тиристоров

10 и 11, один конец которых подключен к фазе сети, к которой подключен конденсатор 3 источника 1, а другой, конец подключен между дросселем 8 и тиристорами 6 и 7.

Устройство работает следующим образом.

До момента времени t„ когда, например, на шинах сети направление напряжения соответствует изображенному на фиг. 1,тиристор 5 открыт и, конденсатор 3 заряжается от сети (направление заряда конденсатора 3 показано на фиг. 1 без скобо> ). Конденсатор 9 заря>кон.

В момент времени подают откры1 вающий импульс тиристеру. 6 и открывают его. Конденсатор 9 разряжается через тиристор 5, тиристор 6, дроссель 8 и через параллельную цепь: сеть, конденсатор 3,. тиристор 6 и дроссель 8. Конденсатор 9, разряжаясь частично через конденсатор З,подзаряжает его до Ut- > 0 и, и в этот момент времени к тйристору 5.прикладывается обратное напряжение смещения. Если этот интервал времени больше интервала, необходимого для восстановления запирающих свойств тиристора 5, что обеспечивается подбором емкости конденсатора 9, тиристор 5 гасится. Дроссель 8 при этом

"ограничивает — . В промежуток времеО ни t - t конденсатор 3 отключен от

2. сети и напряжение на нем остается практически неизменным (фиг. 2).

В момент времени t> при равенстве напряжения сети U и и напряжения

U на конденсаторе 3 и при наличии

Сз открывающего импульса включается тири.:тор 4, вследствие чего конденсатор 3 разряжается через тиристор

4 и создает ток, протекающий в сь

В момент времени t годают импульс тиристору 7 и конденсатор 9 .разряжается через дроссель 8, тиристор 7, конденсатор 3 и через параллельную цепь: дроссель 8, тиристор 7 и тиристор 4. К тиристору 4 прикладывается обратное напряжение смещения и он гасится.

824365

В промежуток времени t -с конденсатор 3 отключен от сети и напряжение на нем остается неизменным.

В момент времени t при равенстве напряжения сети U в „ и напряжения на конденсаторе 3. и при наличии открывающего импульса включается тиристор 5, вследствие чего, конденсатор

3 разряжается через тиристор 5,и создает ток i протекающий в сеть.

В момент времени с подают импульс тиристору 11 и конденсатор 9 заряжается через дроссель 8 и тиристор

11 до моментного значения напряжения сети.

В момент времени t . напряжение сети 0„ „, а тем самым и напряжение

Мти на койденсаторе 3 0 з уменьшается до О, а ток через конденсатор 3, протекающий в сеть, достигает максимального значения.

Устройство возвращается в состоЯ- 2Q ние, в котором находилось до момента времени t . Описанные процессы повторяются каждый период напряжения сети.

Для нормальной работы источника 1 необходимо регулировать фазу заряда конденсатор 9, т.е.. фазу отпирающих импульсов, подаваемых на тиристоры

10 и 11. Соо-ветственно фазе заряда конденсатора 9 необходимо регулировать и фазу разряда конденсатора

9, т.е. фазу отпирающих импульсов, подаваемых на тиристоры 7 и 6.

Для управления тиристорами 7 и 6 можно использовать соответственные импульсы управления тиристоров 10 и

11, задержанные на 90

Снабжение формирователя запирающих импульсов дополнительными встречно-параллельно включенными тиристорами, с помощью которых овеспечива- 49 ют плавное фазно-импульсное регулирование напряжения конденсатора фор мирователя запирающих импульсов соответственно моментному значению прерываемого тока конденсатора источника, которое изменяется по закону косинуса в диапазоне регулирования, позволяет уменьшить коммутационные потери и тем самым повысить КПД устройства.

Формула изобретения

Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник реактивной мощности, .состоящий иэ последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных тиристоров и предназначенный для включения между зажимами фаэ сети, и формирователь запирающих импульсов, состоящий из первого тиристора и последовательно соединенных второго тиристора, дросселя и конденсатора формирователя, подключенных параллельно тиристорам источника реактивной мощности, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения КПД устройства, формирователь запирающих импульсов снабжен дополнительными встречно-параллельно включенными тпристорами, одна общая точка которых присоединена к зажимам фазы сети, к которой подключен кондейсатор источника реактивной мощности, а вторая общая точка подключена к точке соединения второго тиристора и дросселя, причем первый и второй тиристоры соедннены встречнопараллельно.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2584237/24-0Т, кл. Н 02 J 3/18, 1978.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 605289, кл. н 02 J 3/18, 1973.

Составитель Г. Дамская

Редактор И. Николайчук Техред A Бабинец Корректор Н. Швыдкая

Заказ 2140/79 Тираж б75,- ПОдписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4