Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Сееэ Советских

Социалистических

Реслублин (ii)904100 (6l ) Дополнительное к-авт. саид-ву (22) Заявлено 25.06.80 (21) 2943853/24-07 с присоединением заявки М (23) Приоритет (53)М. Кл.

Н 02. J 3/18

- (Ьеуаврствакный квмктет

СССР ав лавам кзабретеикй к открытий

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень М 5.

Дата опубликования описания 07.02.82 (53) УДК 621.3.054, .42 (088.8) А. В. Билявичюс

Я J

Ъ

Т, з

)-; /

/, :„Д-сЗ

Внльнюсское территориальное управление водопровода и канализации (72) Автор изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

В СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, 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 из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных тиристоров, и формирователь запирающих импульсов, включающий тирнстор и цепочку, включенную параллельно упомянутым тиристорам и состоящую из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, свободная обкладка которого подключена к фазе сети, к которой подключены тиристоры упомянутого источника (1) .

Недостаток известного устройства - низкий КПД из-за невозможности регулирования напряжения конденсатора формирователя запирающих импульсов ири изменении рабочей точки источника.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник реактивной мощности, включенный между двумя фазами сети и состоящий из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных основных тиристоров, и формирова- . тель запирающих импульсов, содержащий цепочку из последовательно соединенных встречно-параллельно включенных коммутационных тиристоров, дросселя и коммутационного конденсатора, вывод которого иодключен к фазе сети, к которой подключены основные тиристоры, а вывод тиристоров цепочки подключен к фазе сети, к которой подключены основные и встречно-параллельно . включенные дополнительные тиристоры (21 .

Недостатками известного устройства являются дополнительное генерирование высших гармоник в сеть прй импульсном дозаряде коммутационного конденсатора формирователя импульсов, а также сложность схемы управления.

904100

Цель изобретения — уменьшение искажений напряжения в сети.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник реактивной мощности, включенный между двумя фазами сети и выполненный из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных основных тиристоров, и формирователь запирающих им- tO пульсов, включающий цепочку из последовательно соединенных встречно-параллельно включенных коммутационных тиристоров, дросселя и коммутационного конденсатора, один из выводов которого подключен к фазе сети, к которой подключены основные тиристоры и встречно-параллельно включенные дополнительные тиристоры, дополнительно снабжено трансформатором, один вывод вторичной обмотки которого подключен к общей точке коммутационных тиристоров и дросселя упомянутой цепочки, а другой вывод подсоединен к выводу дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров, не подсоединенному к сети, а первичная обмотка трансформатора подключена к фазам сети, к которым не подключен источник реактивной мощности, На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 — временная диаграмма линей ного напряжения сети UA, на фиг. 3 — то же, фазового напряжения U и управляющих импульсов дополнительных тиристоров Ut q

01,, на фиг. 4 — то же, напряжения на конденсаторе 0оь, на фиг. 5 — то же, 3$ напряжения на дополнительных тиристорах

0», U»1 на фиг. 6 — то же, напряжения на коммутационном конденсаторе U

Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока (фиг. 1) содержит источник 1 реактивной мощности и формирователь 2 запирающих импульсов. Источник 1 реактивной мощности включен между фазами сети АВ и состоит иэ после4$ довательно соединенных конденсатора 3 и встречно-параллельно включенных основных тиристоров 4 и 5. Формирователь 2 запирающих импульсов состоит из двух цепочек, одна из которых содержит встречно-параллельно включенные коммутационные тиристоры 6 и 7, последовательно которым включен дроссель 8 и коммутационный конденсатор 9. Описанная цепочка подключена параллельно основным тиристорам 4 и 5 источника 1, так что коммутационный конденсатор 9 соединен с фазой сети 8, к которой подключены основные тиристоры 4 и 5, а коммутационные тиристоры 6 и 7 подключены к общей точке конденсатора 3 и основных тиристоров 4 и 5. Лругая цепочка состоит из трансформатора 10 и встречно-параллельно включенных лоиолнительно тиристоров ll и 12. Первичная обмотка

13 трансформатора 10 подключена к фазному напряжению сети ОС. Олин конец вторичной обмотки 14 подключен к общей точке коммутационных тиристоров 6 и 7 и дросселя 8, а другой конец через дополнительные тиристоры 11 и 12 .— к фазе сети В.

Устройство работает следующим образом.

До момента времени t, когда, например, на шинах сети направление напряжения соответствует изображенному на фиг. 1 (без скобок), основной тиристор 5 открыт и конденсатор 3 заряжается от сети, коммутационный конденсатор 9 разряжается через дополнительный тиристор 12. В момент времени tt пода. ют открывающий импульс коммутационному тиристору 6 и его открывают, коммутационный конденсатор 9 разряжается через основной тиристор 5, коммутационный тиристор 6, дроссель 8 и через параллельную цепь сеть-конденсатор 3 - коммутационный тиристор 6дроссель 8. Коммутационный конденсатор 9 разряжается и в некотором интервале времени к основному тиристору 5 прикладывается обратное напряжение смещения. Подбором емкости (напряжения) коммутационного конденсатора 9 этот интервал времени устанавливают больше интервала, необходимого для восстановления запирающих свойств основного тиристора 5 и он гасится. Лроссель 8 ири этом ограничивает изменение Ж- через ти4.Т, ристоры 5 и 6. Коммутационйыи.конденсатор

9 во время коммутационного процесса перезаряжается (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках). При этом энергия, скопленная в трансформаторе, дозаряжает коммутационный конденсатор 9, и дополнительный тиристор 12 гасится.

В промежуток времени tt — tq напряжение коммутационного конденсатора 9 постоянное.

К дополнительному тиристору 12 приложено обратное напряжение смещения. В момент времени tz при наличии открывающего импульса управления и ири положительном анодном напряжении дополнительный тиристор 12 открывается, подключая коммутационный конденсатор 9 ко вторичной обмотке 14 трансформатора 10.

В момент времени t ири равенстве напряжения сети 0д и напряжения на конденсаторе 3 и при наличии открывающего импульса, включается основной тиристор 4, вследствие чего конденсатор 3 разряжается через основной тиристор 4 и создает ток, протекающий в сеть. В момент времени t4 закрывается дополнительный тнрмстор 12, 1S

slS

5 9 открывается дополнительный тиристор 11. В промежуток времени t4 — t> конденсатор 3 заряжается от сети через основной тиристор 4 (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках). В момент времени tq подают открываюгций импульс к коммутационному тиристору 7 и коммутационный конденсатор

9 разряжается через дроссель 8, коммутационный тиристор 7, основной тиристор 4. К основному тиристору 4 прикладывается обратное напряжение смещения, и он гасится.

Коммутационный конденсатор 9 во время коммутационного процесса перезаряжается (направление напряжения показано на фиг. 1 без скобок), дополнительный тиристор 11, выключается.

В промежуток времени t< — t6 напряжение коммутационного конденсатора 9 постоянно, к дополнительному тиристору 11 приложено обратное напряжение смещения. В момент времеяи t6 при положительном анодном напряжении и при наличии открывающего импульса дополнительный тиристор ll открывается, подключая коммутационный конденсатор 9 ко вторичной обмотке 14 трансформатора 10. В промежуток времени т,— t> конденсатор 3 отключен от сети и напряжение на нем остается неизменным. В момент времени t7 при равенстве напряжения сети 0 . и напряжения на конденсаторе 3 и при наличии открывающего импульса включается основной тиристор 5, вследствие чего конденсатор 3 разряжается через основной тиристор

5 и создает ток, протекающий в сеть. В момент времени ts напряжение сети 0д,, а тем самым и напряжение на конденсаторе 3 уменьшается цо О, а напряжение на коммутационном конденсаторе 9 достигает максимального значения. Закрывается дополнительный тиристор 11, открывается дополнительный тиристор 12. Устройство возвращается в состоя иие, в котором находилось до момента времени tt. Описанные процессы повторяются в каждый период напряжения сети.

Снабжение формирователя 2 запираюгдих импульсов трансформатором 10, питающее напр

0 жение которого на 90 опережает напряжение силовой цепи, и управление дополнительными тиристорами 1 1 и 12 синусоидальным напряжением (фиг. 3) позволяют автоматически, 04100 6 плавно, независимо от скорости регулирования регулировать напряжение коммутирующего конденсатора 9 соответственно коммутируемому силовому току без дополнительного искажения напряжения сети. Схема устройства обеспечивает экономичную двухтактную,работу формирователя импульсов, без излишнего обмена энергии с сетью. Кроме того, предлагаемое устройство проще, надежнее и дешевле

10 известного..

Формула изобретения

Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник .реактивной мощности, включенный между двумя фазами сети и состоящий из пОследовательно соединенных: конденсатора и встречно-параллельно включенных основных тиристоров, и формирователь запирающих импульсов, содержащий цепочку из последовательно соединенных встречно-параллельно включенных коммутационных тиристоров, дросселя и коммутационного конденсатора, один вывод которого подсоединен к фазе сети, к которой подключены основные и

30 встречно-параллельно включенные тиристоры, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения искажений напряжения сети, формирователь запирающих импульсов снабжен трансформатором, один вывод вторичной обмотки которого подключен к общей точке

35 коммутационных тиристоров и дросселя упомянутой цепочки, а другой вывод подсоединен к выводу дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров, не подсоединенному к сети, а первичная обмотка транс40 форматора подключена к фазам сети, к которым не подключен источник реактивной мощности.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство ГССР Ь 605289, кл. Н 02 0 3/18, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР по заявке М 2796261/24-07, кл. Н 02 3 3/18, 1979.

904100

Редактор И. Михеева

Составитель Л; Дементьева

Техред М. Гергель

Заказ 148/42 Тираж бб9

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открьггий

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

Филиал ППП "Патент", r. У город, ул. Проектнаи, 4

Корректор Г Назарова

Подписное