CS198709B1

CS198709B1 - Wiring for reactive power compensation in networks

Info

Publication number: CS198709B1
Application number: CS203078A
Authority: CS
Inventors: Jaroslav Macat; Miloslav Vinduska; Jaroslav Sladecek
Original assignee: Jaroslav Macat; Miloslav Vinduska; Jaroslav Sladecek
Priority date: 1978-03-30
Filing date: 1978-03-30
Publication date: 1980-06-30

Abstract

Zapojení pro kompenzaci jalového výkonu v sítích pomocí kompenzačního kondenzátoru. Indukčnost zapojená v sérii se součástkou citlivou na změnu napětí na svorky spotřebiče tvoří dekompenzační případně stabilizační impedanoi. Část této indukčnost! v sérii s kapacitou kompenzačního kondenzátoru tvoří nejméně jeden sériový rezonanční obvod k potlačení vyšších harmonických, vznikajících spínáním v sítích. Část blíže indukčncstl paralelně s kapacitou kompenzačního kondenzátoru tvoří paralelní rezonanční obvod laděný na kmitočet napájecího napětí. Zapojení umožňuje přímé přepínání kompenzačního kondenzátoru na rozvodnou sít a plynulou regulaci jalového výkonu při současně filtraci rušivých vyšších harmonických. V případě předřadníku výbojky slučuje provedení vlastností tří součástek dosud vyráběných jednotlivě - tlumivky, kondenzátoru a zádrže signálu hromadného dálkového ovládání.Connection for compensation of reactive power in networks using a compensation capacitor. Inductance connected in series with a component sensitive to voltage changes at the terminals of the consumer forms a decompensation or stabilization impedance. Part of this inductance! in series with the capacitance of the compensation capacitor forms at least one series resonant circuit to suppress higher harmonics arising from switching in networks. Part of the closer inductance parallel with the capacitance of the compensation capacitor forms a parallel resonant circuit tuned to the frequency of the supply voltage. The connection allows direct switching of the compensation capacitor to the distribution network and continuous regulation of reactive power while simultaneously filtering disturbing higher harmonics. In the case of a discharge lamp ballast, the design combines the properties of three components previously manufactured individually - a choke, a capacitor and a signal retainer for mass remote control.

Description

Vynález se týká zapojení pro kompenzaci jalového výkonu v sítích pomocí kompenzačního kondenzátořu.The invention relates to a circuit for compensating reactive power in networks by means of a compensating capacitor.

Zapojení kompenzačního kondenzátoru, který je obvykle vytvořen baterií kondensátorů ovládaných spínači podle stavu v síti, paralelně ke svorkám spotřebiče, je známé* Jako spínačů se nyní používá řízených polovodičových součástek, zejména tyristorů. Protože přímé připojení řízení polovodičové součástky ke kompenzačnímu kondensátoru není vzhledem k proudévýa nárazům při nabíjení a vybíjení kondenzátoru možné, zapojuje se do série s řízenou polovodičovou součástkou, například tyristorem, indukčnost, již je však třeba přizpůsobit kompenzační kondenzátor*The connection of a compensating capacitor, which is usually formed by a battery of capacitors controlled by switches according to the network condition, parallel to the terminals of the appliance, is known. Controlled semiconductor devices, in particular thyristors, are now used as switches. Since the direct connection of the semiconductor component control to the compensation capacitor is not possible due to the current surges during charging and discharging of the capacitor, the inductance is connected in series with the controlled semiconductor component, for example a thyristor, but the compensation capacitor has to be adjusted *

Podobně nelze přímo do sítě zapojit výbojku, vzhledem k její proměnné impedanci závislé na pracovním stavu, tj. velmi malé při zapálení výboje, rostoucí potom až do ustálené hodnoty* Proto se výbojce předřazuje impedance, kterou z důvodů co nejmenšíeh činných ztrát tvoří induktivní reaktanoe* X tomu se používá tlumivky se železným jádrem* Její jalový výkon je nutno opět kompenzovat přídavným kondenzátořem* Tento tzv* předřadník výbojkového osvětlení sestávající z tlumivky a kondenzátoru má však další nevýhodu v tom, že pro signály tónových kmitočtů, používaných v systému hromadného dálkového ovládání, představuje kondenzátor zkrat, v němž by byl signál pohlcen. Proto je nutné signály tónových kmitočtů blokovat pomooí tzv* zádrže signálu hromadného dálkového ovládání*Similarly, the lamp cannot be connected directly to the mains due to its variable state-dependent impedance, ie very small when the lamp is ignited, then increasing to a steady state * Therefore, the lamp is preceded by an impedance that inductive reactanoes form X this uses an iron core choke * Its reactive power has to be compensated again by an additional capacitor * This so-called * discharge lamp ballast consisting of a choke and a capacitor has the further disadvantage that for tone frequency signals used in a mass remote control system, the capacitor represents a short circuit in which the signal would be absorbed. Therefore, it is necessary to block the tone frequency signals using the so-called * mass remote control signal holders *

Používáním polovodičových součástek v sítích vznikají zejména u měničů velkých výkonů rušivé harmonické kmity, které je nutno také filtrovat» Děje se tak síťovými filtry tvořenými sériovým zapojením kondenzátoru a vzduchové tlumivky.The use of semiconductor devices in networks results in disturbing harmonic oscillations, especially in the case of large power converters, which must also be filtered »This is done by the line filters consisting of a series connection of a capacitor and an air choke.

Tyto nutné úpravy ke kompenzaci jalového výkonu v sítích vyžadují skladbu velkého počtu součástek, narůstá zejména počet a velikost tlumivek a kondensátorů, zvyšuji se výrobní i montážní náklady a úpravy vyžadují větší umísťovaci prostory.These necessary adjustments to compensate for reactive power in networks require a large number of components to be assembled, in particular the number and size of chokes and capacitors is increasing, manufacturing and assembly costs are increased, and adjustments require greater space.

Vynález směřuje k zmírnění vpředu uvedených nedostatků, čehož se podle podstaty vynálezu dosáhlo tím, že indukčnost zapojená v sérii ee součástkou citlivou na změna napětí na svorky spotřebiče tvoří dekompenzační případně stabilizační impedanci, přičemž alespoň část této indukčnosti v sérii s kapacitou nebo dílčí kapaoitou kompenzačního kondenzátoru tvoří nejméně jeden sériový rezonanční obvod k potlačení vyšších harmonických, vznikajících spínáním v sítích, zatímco alespoň část téže indukčnosti paralelně s kapacitou nebo dílčí kapacitou kompenzačního kondenzátoru tvoří alespoň jeden paralelní rezonanční obvod laděný na kmitočet napájecího napští*The invention aims to alleviate the above-mentioned drawbacks, which according to the invention is achieved in that the inductance connected in series by a voltage sensitive component to the consumer terminals forms a decompensation or stabilization impedance, at least a part of this inductance in series with a capacitor or capacitance forms at least one series resonant circuit to suppress the higher harmonics generated by mains switching, while at least a part of the same inductance parallel to the capacitor or capacitor capacitance is at least one parallel resonant circuit tuned to the supply voltage frequency *

Příklady zapojení podle vynálezu jeou dále popsány a vysvětleny s pomooí výkresů, kde je na t obr· 1 zapojení výbojky a předřadníkem ke kompenzaci jalového výkon*·Examples of wiring according to the invention are further described and explained with reference to the drawings, in which Fig. 1 shows the connection of a lamp and a ballast for compensating reactive power.

Obr· 2 zapojení tyristorů k regulaci kompenzace jalového výkonu· obr· 3 provedení zapojení fóliovým vinutím· obr. 4 fóliové vinutí v rozvinutém stavu·Fig. 2 wiring of thyristors for regulation of reactive power compensation · Fig. 3 design of foil winding · Fig. 4 foil winding in unfolded state ·

Na obr· 1 je znázorněno zapojení výbojky podle vynálezu, kde indukčnost LI, L2. 13 je Impedanci předřadníku výbojky· označené jeho součástky P citlivé na změnu napětí· Poloviny z částí indukčnosti LI, L8 v sérii s kapacitou C kompenzačního kondenzátem tvoří sériový rezonanční obvod· jehož účelem je potlačit harmonické kmity vznikající spínáním v sítích· zatímco ostatní části indukčnosti IjL, L2, L3 připojené paralelně ke kapacitě C kompenzačního kondensátora tvoří paralelní rezonanční obvod laděný na kmitočet napájecího zdroje·Fig. 1 shows the lamp circuit according to the invention, wherein the inductance L1, L2. 13 is the lamp ballast impedance · marked its voltage-sensitive P components · Half of the inductance parts L1, L8 in series with capacitance compensation capacitor C form a series resonant circuit · designed to suppress harmonic oscillations due to switching in networks · while other inductance parts IjL , L2, L3 connected in parallel to the capacitance C of the compensating capacitor form a parallel resonant circuit tuned to the power supply frequency ·

Na obr* 2 je znázorněno zapojení tyristorů jakou součástky P citlivé na změnu napětí· Na svorky neznázorněného spotřebiče, například motoru· je zapojena indukčnost LI, L2, 13 tak, že tvoří impedanci k ochraně tyristorů při nabíjení a vybíjeni kompenzačního kondenzátoru* Spojení části indukčnosti LI, respektive L2. v sérii s dílčí kapaeitou Cl, respektive C2 kompenzačního kondenzátoru, tvoří dva sériové rezonanční obvody laděné k potlačení vyšších harmonických vznikajícíoh spínáním v sítích· Zapojením částí indukčnosti LI, L3« respektive L2, L3« paralelně k dílčím kapacitám 02, respektive Cl kompenzačního kondenzátoru, jsou vytvořeny dva-paralelní rezonanční obvodv laděné na kmitočet napájecího napětí** 2 shows the connection of thyristors as voltage-sensitive components P · Inductors L1, L2, 13 are connected to the terminals of an appliance (not shown), such as a motor, forming an impedance to protect the thyristors when charging and discharging the capacitor L1 and L2, respectively. in series with the capacitance capacitance C1 or C2 respectively of the capacitor, the two series resonant circuits are tuned to suppress the higher harmonics caused by switching in the mains by connecting the inductance portions L1, L3 «and L2, L3« parallel to the capacitance capacitors 02 and C1 respectively. two-parallel resonant circuits are created in tuned to the supply voltage frequency *

K provedení zapojení podle vynálezu bylo s výhodou použito fóliové vinutí na cívce T, jak je vyznačeno na obr· 3· fóliové vinutí sestává ze dvou nestejně dlouhých na sebe navinutých dielektrikem oddělených elektrovodných fólií· Začátek AI kratší fólie je v sérii se součástkou P citlivou na změnu napětí epojen s koncem B2 delší fólie· Konec A2 kratší fólie a začátek Bl delší fólie tvoří vstupní svorky* V případě předřadníku výbojky je uvnitř cívky T na obr· 3 neznázorněné magneticky vodivé jádro·Preferably, a foil winding on the coil T as shown in Fig. 3 has been used to carry out the wiring according to the invention. · The foil winding consists of two unequally long stacked dielectric-separated conducting foils · The beginning of the shorter foil AI is in series with voltage change connected with the end B2 of the longer foil · The end A2 of the shorter foil and the beginning B1 of the longer foil form the input terminals * In the case of the lamp ballast, the magnetically conductive core (not shown) is shown in Fig.

Zapojení je lépe patrné z rozvinutého tvaru cívky T vyznačeného na obr* 4· Vytvoření částí idnukčností LI, L2. L3 a kapacit C, Cl, 02 kompenzačního kondenzátem je na obr· 4 patrné·The engagement is better evident from the developed shape of the coil T shown in Fig. 4. L3 and capacitance C, Cl, 02 with compensating condensate is shown in Fig. 4

Parametry fóliového vinuti jsou voleny tak, aby při plně vodivém stavu součástky P citlivé na změnu napětí, například řízené polovodičové součástky, byly části indukčnosti LI až L3 s kapacitou C, respektive dílčími kapacitami Cl, C2 kompenzačního kondenzátoru v paralelní rezonanci vzhledem ke kmitočtu hapáječího napětí, zatímco části indukčnosti LI, L2 byly s kapacitou C, respektive dílčími kapacitami Cl, G2 kompenzačního kondenzátoru v sériové rezonanci pro kmitočty ručivýoh vyšších harmonických vznikajících při spínání v sítích*The parameters of the foil winding are selected such that, under the fully conductive state of the voltage-sensitive component P, for example controlled semiconductor components, the inductance portions L1 to L3 with capacitance C and capacitor capacitance capacitance capacitance capacitance capacitance capacitances C1, C2 respectively. , while the inductance portions L1, L2 were with capacitance C and partial capacitances C1, G2 of the compensating capacitor in series resonance for the frequencies of the higher harmonics in the mains *

Zapojení podle vynálezu umožňuje přímé přepínání kompenzačního kondenzátem na rozvodnou βίΐ a plynulou regulaci jalového výkonu při současné filtraci raČi3 vých vyšších harmonických. V případě předřadníku výbojky slučuje provedení vlastností tří součástek dosud vyráběných jednotlivě* a to tlumivky* kondensátoru a zádrže signálu, hromadného dálkového ovládání·The circuitry according to the invention allows direct switching of the compensating condensate to the βίΐ distribution and continuous regulation of the reactive power while simultaneously filtering the higher harmonics. In the case of the lamp ballast, the performance of the three components manufactured so far * individually, namely the chokes * of the capacitor and the signal retainer, combines the mass remote control ·

Claims

SUBJECT OF THE INVENTION

1 «Reactive power compensation circuitry in networks with a compensating capacitor connected in parallel to an appliance * controlled by a voltage-sensitive component * such as a controlled semiconductor component» and with a series resonant circuit to suppress the higher harmonic oscillations generated by network switching * (L1 to L3) connected in series with the voltage-sensitive component (P) of the consumer terminals forming decamping or stabilizing impedance, at least a part of this inductance (L1, L2) in series with capacitance (C) or partial capacitance (Cl, 02) the compensating capacitor constitutes at least one series resonant circuit for suppressing higher harmonics arising from switching in networks, while at least a part of the same inductance (LI to I> 3) by parallel β capacitance (0) of the capacitor capacitance (C1, 02) parallel resonant circuit tuned to the supply voltage frequency,

Wiring for reactive power compensation in networks according to claim 1, characterized in that the capacitance (C) and the partial capacitances (C1, C2) of the compensating capacitor and the inductance (L1 to L3) are formed by winding unequally long dielectric separated conductive foils on the coil. mutually conductively connected so that the start (AI) of the shorter foil is connected in series with the voltage-sensitive component (s) to the end (32) of the longer conductor foil,

3. The reactive power compensation circuit in the networks according to claim 1 and 2, characterized in that the voltage-sensitive component (P) is a lamp.