CS200732B1 - Elektrické zapojení samočinného statického kompenzátoru - Google Patents

Description

Vynález ee týká elektrického zapojeni samočinného statického kompenzátoru, zejména pro tyristorové měniče, jejichž jalový výkon má být vykompenzován a které jsou vybaveny filtry pro pátou, sedmou a jedenáctou harmonickou.

Jsou známy samočinné statická kompenzátory, užívajíc! sériovou kombinaci střídavého vinutí transduktoru s pomocným kondenzétorem, paralelně připojenou na přípojnice k hlavnímu kondenzátoru. Transduktory pro tyto účely musí mít speciální konstrukci se ěesti sloupky magnetického obvodu a s několika vinutími a jejich stejnosměrný budicí proud je ovládán regulátorem cos , resp. regulátorem jalové složky proudu. Toto zařízení je složité a pro speciální konstrukci transduktoru i nákladné.

Dále Jaou známy statické kompenzátory, u nichž je k přípojnicím přes tyristorový spínač' ovládaný regulátorem cos ý* nabo jalové složky proudu připínán kompenzační kondenzátor. I tato zařízení jsou věak komplikovaná a nákladná z důvodu nutného velkého výkonu tyristorového spínače s filtračního zařízení potřebného k odstranění nežádoucí silné vlnitosti proudu, připadne napětí, způsobené tímto tyristorovým spínačem.

Kromě uvedených soustav statických kompenzátorů je známa i kompenzační soustava pracující jako stabilizátor napětí a využívající opět sériové kombinace pomocného kondenzátoru, avšak s tlumivkou s přirozeným sycením, přičemž tato sériové kombinace je připojena na pří00 732

2ΠΠ 732 pojnice paralelně k hlavnímu kondensátoru. Vzhledem k nutnému vysokému magnetickému sycení železa tlumivky měla by tato tlumivka ve svém magnetizačním proudu značně vyvinuté liché harmonické, z nichž by zvláště vynikaly liché hemonické dělitelné třemi, tj. třetí, devátá a patnáctá. Aby od těchto nebezpečných složek magnetizačniho proudu nedocházelo k deformaci napětí na impendacích sítě, jaou v nutném trojfázovém uspořádání pracovní vinutí tří jednofázových dílčích tlumivek zapojena do trojúhelníku. V případě, že by tato vinutí byla zapojena do hvězdy, musely by být věechúy jednofázové dílčí tlumivky vybaveny pomocným vinutím, vzájemně zapojeným do trojúhelníku, aby byly utlumeny magnetické toky lichých harmonických dělitelných třemi, které by ee objevily při vnucené magnetisaci, která by nutně nastala u zapojeni do hvězdy. Aby v případě použití trejfázové tlumivky s obvyklý nesymetrický uspořádáním magnetického obvodu jádrového typu, která je zapojena do hvězdy, nebyly odebírány ze sítě liché složky magnetizačniho proudu dělitelné třemi, musela by tato trojfázová tlumivka mít opět pomocné vinutí zapojené do trojúhelníku, což Je nutné také proto, aby ee utlumily magnetické toky dané rozdílnými magnetizačnimi proudy krajních eloupků magnetického obvodu proti sloupku střednímu při zapojení pracovního vinutí do hvězdy.

Také se pro tyto statické kompenzátory s přirozeně sycenými tlumivkami používá zvláštních konstrukcí tlumivek, které mají devět eloupků magnetického obvodu a několik různě zapojených vinutí, takže neodebírají ze sítě vůbec vyěěí harmonické. Takové uspořádání tlumivky s přirozeným sycením, které je známé pod názvem treble-tripler” je pak rovněž značně složité.

U uvedených známých zapojení je pro vykompenzováni zbytkové reaktance jednofázových díl čích tlumivek za účelem získání velmi tvrdé charakteristiky kompenzátoru nutné vytvořit sériovou kombinaci každé fáze jednofázové dílčí tlumivky s pomocným kondenzátorem.

To ale vyžaduje, aby každá fáze pomocného kondénzátoru měla vyvedeny dvě svorky, aby bylo možné řadit tři dílčí sériové kombinace do trojúhelníku. Běžné trojfázové kondensátory pro vysoké napětí, používané pro kompenzaci cos f se zapojují do trojúhelníku proto, aby jejich fázové kapacity mohly být jenom třetinové oproti fázovým kapacitám při zapojení do hvězdy. Tyto kondensátory mají však vyvedeny pouze tři svorky místo nutných šesti svorek.

Tyto nevýhody jsou odstraněny elektrickým zapojením samočinného statického kompenzátoru podle vynálezu, jehož podstatou je, že tři sériové kombinace, z nichž každá sestává z jedné jednofázové dílčí tlumivky a primárního vinutí jednofázováho dílčího proudového transformátoru, jsou zapojeny navzájem do trojúhelníku a sekundární vinutí jednofázových dílčích proudových transformátorů jsou zapojena vzájemně do hvězdy a připojena na trojfázový pomocný kondensátor se třemi svorkami. Tři uvedené sériové kombinace jednofázové dílčí tlumivky a primárního vinutí jednofázového dílčího proudového transformátoru, které jaou navzájem zapojené do trojúhelníku, jsou přes přípojnice paralelně připojeny k hlavnímu trojfázovému kondenzátoru a ke třem trojfázovým filtrům pro pátou, sedmou a jedenáctou harmonickou.

Sériové kombinace mohou však být zapojeny i do hvězdy, ale v tomto případě musí mít každá jednofázové dílčí tlumivka ještě jedno pomocné vinutí. Tato pomocná vinuti jsou vzájemně zapojena do trojúhelníku. V této úpravě mohou být sekundární vinuti jednofázových díl200 732 čích proudových transformátorů zapojena bud do hvězdy nebo do trojúhelníku.

Elektrické zapojení samočinného statického kompenzátoru podle vynálezu je jednoduché a spolehlivé. Umožňuje použití pomocného kondenzátoru se třemi svorkami v zapojení do trojúhelníku nebo do hvězdy a vzhledem k jednofázovým dílčím proudovým transformátorům, které převádějí na primární stranu skutečnou kapacitu pomocného kondenzátoru ee čtvercem závitového převodu, může být skutečná kapacita pomocného trojfázového kondenzátoru menši oproti případu jeho přímého zařazení s jednorázovou dílčí tlumivkou.

Elektrické zapojení podle vynálezu nepožaduje na síti dodávku proudu lichých harmonických dělitelných třemi, neboi v uvažovaných zapojeních tyto proudy v přívodech ze sítě vymizí. Zapojení nepožaduje ani dodávku lichých harmonických nedělitelných třemi ze sítě, která je podmíněna přirozenými vlastnostmi magnetických obvodů jednorázových dílčích tlumivek, protože trojfázové filtry, např. tyristorového měniče, tomu brání. To znamená, že pro správnou funkci jednorázových dílčích tlumivek jsou nutné lichá harmonické dodávány z těchto filtrů mleto ze sítě.

Na připojeném výkresu jsou na obr. 1 a 2 znázorněna příkladná elektrická zapojeni samočinného statického kompenzátoru podle vynálezu. Diagram na obr. 3 vyjadřuje charakteristiky jednotlivých součásti samočinného statického kompenzátoru a vysvětluje i jeho funkci.

Na obr. 1 je trojfázové nakresleno zapojeni samočinného statického kompenzátoru, kde sériové kombinace každé jednofázové dílčí tlumivky 1 a primárního vinutí 2 každého jednofázového dílčího proudového transformátoru jsou vzájemně zapojeny do trojúhelníku. Sekundární vinutí 4 jednofázových dílčích proudových transformátorů jsou navzájem zapojena do hvězdy a připojena na pomocný trojfázový kondenzátor 5, který je zapojen do trojúhelníku. Uvedené sériové kombinace jsou připojeny na jednotlivé fáze pomocí přípojnic 10, k nimž je zároveň připojen i hlavni trojfázový kondenzátor 6, zapojený do trojúhelníku. Dále jsou k přípojnicím 10 připojeny tři trojfázové filtry 7, 8, 9, z nichž jeden je vyladěn pro pátou harmonickou, druhý pro sedmou harmonickou a třetí pro jedenáctou harmonickou. Tyto trojfázové filtry jeou vytvořeny jako sériové rezonanční obvody, sestávající například z trejfázavé tlumivky a trojfázového kondenzátoru, zapojeného do trojúhelníku.

Na obr. 2 je trojfázově nakresleno schéma, kde sériové kombinace každé jednofázové dílčí tlumivky 1 a primárního vinutí 2 každého jednofázového dílčího proudového transformátoru jsou navzájem zapojeny do hvězdy. V tomto případě musí mít každá jednofázové dílčí tlumivka 1 ještě jedno pomocné vinutí 3, které je s pomocnými vinutími 3 ostatních jednofázových dílčích tlumivek 1 vzájemně zapojeno do trojúhelníku. V této úpravě mohou být sekundární vinutí 4 jednofázových dílčích proudových transformátorů zapojena buí do hvězdy nebo do trojúhelníku.

Funkce zapojení je vysvětlena charakteristikami jeho jednotlivých součástí v diagramu na obr. 3 takto:

Charakteristika 20, tj. U = f /Ij/ značí závislost napětí U jednofázové dílčí tlumivky 1 na jejím proudu 1^. Přesycená větev této charakteristiky svírá s osou proudu 1^ úhel °< .

Charakteristika 30, tj. U_p = f /I_L/ značí závislost napětí U_p primárního vinutí 2 jed200 732 nofázového dílčího proudového transformátoru na jeho primárním proudu pro případ,že sekundární vinutí 4 jednofázového dílčího proudového transformátoru je připojeno na pomocný kondenzátor 2· Charakteristika 30 svírá s osou proudu úhel -& . Při vhodná volbě závitového převodu jednorázového dílčího proudového transformátoru a vhodné volbě kapacity pomocného trojfázového kondenzátoru 5 je možné dosílit, že . Pak dochází téměř k vykompenzování zbytkové reaktance jednorázové dílčí tlumivky 1 a výsledná charakteristika sériové kombinace jednofázové dílčí tlumivky 1 a primárního vinutí 2 je dána křivkou 40, tj.

U - U_p = f /i_L/.

Charakteristika 50, tj. U_c = f /Iq/ je závislost napětí Uq hlavního trojfázového kondensátoru 6 na jeho proudu Ι_β.

Charakteristika 60 je výslednou charakteristikou statického kompenzátoru, danou vektorovým součtem proudů L a I_c, které jsou vzájemně v opozici, tj. rozdílem charakteristiky 50 a charakteristiky 40. Sekundární vinutí 4 jednorázového dílčího proudového transformátoru v jednotlivých fázích sériových kombinací, tj. jednofázové dílčí tlumivky 1 a primárního vinutí 2 jednorázového dílčího proudového transformátoru, jsou na obr. 1 vzájemně zapojena do hvězdy, neboí uvedené sériové kombinace jsou protékány proudy lichých harmonických dělitelných třemi a v případě, že by sekundární vinutí 4 jednorázových dílčích proudových transformátorů byla spojena do trojúhelníku, vyvinuly by se v něm proudy těchto harmonických a tepelně by sekundární vinutí 4 zbytečně namáhaly.

Jednorázový dílčí proudový transformátor s primárním vinutím 2 a sekundárním vinutím 4 je kapacitně zatížen pomocným trojfázovým kondenzátorem 5, takže se na své primární straně chová jako kondenzátor o kapacitě p . C_p, kde p je závitový převod sekundárního vinutí 4 k primárnímu vinutí 2 jednofázového dílčího proudového transformátoru a kde je skutečná fázová kapacita pomocného kondenzátoru 2» transfigurovaná do spojení hvězda ze skutečného spojení do trojúhelníku. Jednorázový dílčí proudový transformátor tedy umožňuje použití meněí kapacity pomocného kondenzátoru 2« než kdyby kondenzátor 5 byl přímo zařazen do série s jednorázovou dílčí tlumivkou 1 a kdyby musel mít dvě svorky pro každou svou fázi.

Trojfázové filtry 7, 8, 9, vytvořené jako sériové rezonanční obvody, paralelně připojené na přípojnice 10, jsou vyladěny pro pátou, sedmou a jedenáctou harmomickou a jsou to například filtry nezakresleného tyristorového měniče, jehož jalový výkon má být samočinným etstickým kompenzátorem vykompenzován. Tyto trojfázové filtry 7, 8, 9 dodávají magnetizačnímu proudu jednorázových dílčích tlumivek 1 potřebné uvedené harmonické, takže je od nich odlehčena sil, která je připojena k přípojnicím 10.

Claims (3)

1. Elektrické zapojení samočinného statického kompenzátoru, sestávající ze tří jednorázových dílčích tlumivek, tří jednorázových dílčích proudových transformátorů, hlavního trojfázového kondenzátoru, pomocného trojfázového kondenzátoru a tří trojfázových filtrů pro pátou, sedmou a jedenáctou harmonickou, vyznačené tím, že tři sériové kombinace jednofázové dílčí tlumivky /1/ a primárního vinutí /2/ jednofázového dílčího proudového transformáto200 732 ru Jaou zapojeny navzájem do trojúhelníku a sekundární vinutí /4/ jednofázových dílčích proudových transformátorů jaou zapojena vzájemně do hvězdy a připojena na trojfázový pomocný kondenzátor /5/ se třemi svorkami, přičemž tři sériové kombinace jednofázová dílčí tlumivky /1/ a primárního vinutí /2/ jednofázového dílčího proudového transformátoru navzájem zapojené do trojúhelníku'jsou přes přípojnice /10/ paralelně připojeny k hlavnímu trojfázovému kondenzátoru /6/ a ke třem trojfázovým filtrům /7, 8, 9/ pro pátou, sedmou a jedenáctou harmonickou.

2. Elektrické zapojení podle bodu 1, vyznačené tím, že tři sériové kombinace jednofázové dílčí tlumivky /1/ a primárního vinutí /2/ jednofázového dílčího proudového transformátoru jsou zapojeny navzájem do hvězdy, přičemž pomocná vinutí /3/ každé jednofázové dílčí tlumivky /1/ jsou vzájemně zapojena do trojúhelníku.

3. Elektrické zapojení podle bodu 2, vyznačené tím, že sekundární vinutí /4/ jednofázových dílčích proudových transformátorů jsou vzájemně zapojena do trojúhelníku.