Устройство для компенсации реактивной мощности

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ РБАКТИВНСЙ1 МОЩНОСТИ, содержащее конденсаторную батарею, параллельно Которой подключен реактор, соединенный последовательно с тиристорным клкпом, причем управляющие электроды тиристоров соединены с системой,Фазного регулирования, а также блок фильтрации нечетных высших гармоник,тока , включаяишй L-C-фильтр, отличающееся тем, что, с целью повышения экономичности, реактор выполнен из двух последовательно включенных частей, в об1чую точку которых подключен ь-й-Фильтр, йастроенный. на третью гармонику тока. 2. Устройство по п. 1, о т л и- $ чающееся тем, что последова-1 тельно включенные части реактора // индуктивно связаны и соединены встречно.

(292 а»

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

М522 Н 02 2 3 18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 2717372/24-07 ., (22 ) 05.01 ° 79 (46) 23.11.83. Бюл. Р 43 (72) Д. И. Азарьев, И. В. Белоусов, С. Д. Лизунов, Л. A. Мастрюков, В. В. Порудоминский и В. И. Языков (71) Ордена Октябрьской Революции

Всесоюзный государственный проектноизыскательский и научно-исследовательский институт энергетических си. стем и электрических сетей "Энергосетьпроект"

I (53) 621. 316. 761(088. 8) (56) 1. Патент CI22A 9 3969978, НКИ 323-102,.опублик. 15.06 ° 76.

2. К. Konttinen, et . al., РазФ

static compensator for transmission

lines and industry, Electrical Review 202, У 25, 30 June, fig 5 ° (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, содержащее конденсаторную батарею, параллельно которой подключен реактор, соединенный последовательно с тиристорным ключом, причем управляющие электроды тирнсторов соединены с системой,@aaного регулирования, а также блок филь- трации нечетных высших гармоник,то.ка, включающий ?;C-фильтр, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повьпжния экономичности, реактор выполнен из двух последовательно включенных частей, в общую точку которых подключен @ С фильтр, Настроенный; на,третью гармонику тока.

2. Устройство по и. 1, о т л и- s ч а ю щ е е с я тем, что последова.тельно включенные части реактора индуктивно связаны и соединены встречно.

858524

Изобретение относится к .электротехнике и может быть использовано в статических компенсаторах с повышенным быстродействием и независимым пофазным регулированием реактивной мощности.

Типичная схема вентильного статического компенсатора содержит кон-, денсаторную батарею, параллельно которой подключен реактор, содиненный последовательно с тиристорными венти-10 лями, включенными между собой встречно-параллельно и снабженными системой фазного регулирования. Однако фазное регулирование моментов включения тиристорных вентилей приводит к появ-15 леяию высших гармоник тока, зависящих от угла регулирования вентилей.

Наибольшей величины достигают третья, чятая и седьмая гармоники тока, амплитуды которых соответственно равны 13,8, 5 и 2,5В от амплитуды тока основной частоты, замеренной при полностью открытых вентилях.

Известна схема статического компенсатора, в которой с целью компен.сации третьей армоникй тока реакторы трех фаэ, подразделенные на два, с включенными между ними тиристорными вентилями, соединены в треугольник, а с целью компенсации пятой и седьмой гармоник тока параллельно каждой фазе устройства дополнительно подключены фильтры L-С f1) .

Недостаток этой схемы заключается в том, что в общем случае, если .нагрузки трех фаз не сбалансированы, .З5 компенсация токов третьей гармоники может нарушиться.

Для этого общего случая известная схема компенсации, в которой конденсаторная батарея, включенная парал- "0 лельно управляемому реактору, представляет собой группу фильтров Ь-С высших гармоник, обеспечивая не только выдачу необходимой реактивной мощности, но и Фильтрацию указанных 45 выше гармоник тока I2) .

Недостатком этой схемы является необходимость изготовления нескольких Фильтровых реакторов и увеличения установленной мощности конденсаторной батареи для компенсации потерь реактивной мощности в фильтровых реакторах.

Целью изобретения является повышение экономичности.

Поставленная цель достигается в устройстве для компенсации реактивной мощности, содержащем конденсаторную батарею, параллельно которой подключен реактор, соединенный последовательно <с тиристорным ключом, причем управляющие электроды тиристоров соединены с системой фазного регулирования, а также блок фильтра- ции нечетных высших гармоник тока, включающий Ь-С-фильтр, благодаря то

1 му, что реактор. выполнен из двух последовательно включенных частей, в общую точку которых подключен

L-С-фильтр, настроенный на третью гармонику тока. .При этом последовательно соединенные части реактора индуктивно связаны и соединены встречно.

На фиг. 1 изображена схема устроЯства для компенсации реактивной мощности на подстанции переменного тока, в котором управляемый реактор выполнен из двух последовательно включенных частей; на фиг. 2 — то же, реакторы индуктивно связаны/ на фиг. 3 вЂ, линия электропередачи переменного тока с управляемым реактором, подключенным к линии, и шунтовой конденсаторной батареей, установленной на подстанции,на фиг.4 то же, управляемый реактор подключен к линии через промежуточный трансформатор.

На Фиг. 1 к шинам 1 подстанции переменного тока присоединен. автотрансформатор 2, к вторичной обмотке которого подключено устройство для компенсации реактивной мощности

-содержащее шунтовую конденсаторную батарею 3 и параллельную цепь управляемого реактора, включающую соединенные последовательно части 4 и 5 и тиристорный ключ б, образованный встречно-параллельно включенными тицисторными вентилями с системой 7 фазного регулирования. В общую точ:ку частей,4 и 5 реактора подключен;

<фильтр Ь-С 3-ей гармоники тока, включающий последовательную цепочку из конденсаторов.8 и фильтрового реактора 9.

На,фиг. 2 части 4 и 5 реактора индуктивно связаны, что позволяет при их встречном включении и определенном соотношении индуктивностей и взаимной индуктивности между частями реактора исключить необходимость применения фильтрового реактора 9 при сохранении филвтрующих свойств цепи, включающей только конденсаторы 8. При соответствующей конструкции часты 4 и 5 реактора также могут быть объединены в один реактор.

На фиг. 3 управляемый реактор непосредственно подключен к линии 10 электропередачи переменноГо тока, присоединенной к шинам 1 подстанции через выключатель 11, причем конденсаторная батарея 3 установлена как обычно на подстанции. На фиг. 4 управляемый реактор подключен к линии 10 электропередачи через промежуточный трансформатор 12.

Устройство работает следующим образом.

Когда тиристорный ключ б полностью закрыт, устройство выдает в

858524

3 энергосистему полную реактивную мощность конденсаторной батареи 3 и большую часть установленной мощности Фильтровых конденсаторов 8.

Когда ткристорный ключ б полностьв открыт, реактивные мощности конденсаторной батареи 3 и реактивов 4 к 5 взаимно компенсируются. В промежуточных точках моменты включения ти-. ристорного ключа б регулируются по фазе, т.е. в течение каждого полупериода основной частоты включение тиристоров под действием системы 7 управления происходит с запаздыванием на регулируемый угол a(относительно амплитуды напряжения, чем и достигается регулирование тока через части реактора 4 и 5. При увеличении угла регулирования происходит уменьшение как амплитуды, так и длительности протекания тока через части реактора 4 и 5, т.е. Уменьшается эффективное. значение тока управляемого реактора, а следовательно, и его реактивная мощность.

При открытых тиристорах реакто-. ры 4 и 5 образуют делитель напряжения, к которому подключен фильтр третьей гармоники L-С, включающий конденсаторы 8 и Фильтровой реактор 9. Такое подключение позволяет в отличие от схемы прототипа уменьшить напряжение на фильтровых конденсаторах 8 и тем самым уменьшить мощность. частей реактора 4 и 5 и исключить наложение максимумов первой и третьей гармоник тока в цепи

Фильтра, поскольку напряжение в общей точке частей реактора изменяется в зависимости от угла регулирования тиристоров и эффективное значение тока третьей гармоники достигает максимума в то время, когда

I ток основной частоты уцравляемого реактора равен примерно половине номинального. При запертых тиристорах, когда напряжение в общей точке частей реактора 4 и 5 становится

5 максимальным и хрответственно возрастает до максимального ток основной частоты в цепи фильтра 8 и 9, высшие гармоники в токе отсутствувт.

Таким образом подключение фильтра

10 L-C в общую точку реакторов позволяет существенно уменьшить мощность силовых и фильтрового реактора 3-ей гармоники и соответственно потери мощности и энергии в устройстве.

35 Части реактора 4 и 5 с конденсаторами 8 и фильтровым реактором 9 образуют низкочастотный Т-образный

Фильтр, эффективно ограничивающий содержание токов высших -гармоник

20 пятой, седьмой и более высокого порядка в рабочем токе устройства.

Таким образом, предлагаемое ттодклвчение фильтра Ь-С, настроенного на, третьв.гармонику тока, позволяет

25 отказаться от пркменейия дополнитель- ных фильтров пятой и седьмой гармоник и широкополосного фильтра высших гармоник.

Дополнктельным важным преимущест- вом данной"схемы является ее .нечувствительность с точки зрения .Фильтрующих свойств к разбросу параметров и .изменению частоты в энергосистеме.

Указанное свойство позволяет не прибегать к подстройке фильтра в процессе .эксплуатации.

Экономический эффект данного предложения складывается..из экономии ус1 тановленной мощности силовых и Филь-. тровых реакторов к конденсаторной

40 батареи, а также потерь мощности и энергии.

858524

Составитель Л. Дементьева

Редактор Е. Зубиетова Техред M.Tenep корректор,O. Билак

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

Заказ 10854ЯЗ Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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