RU1556498C

RU1556498C - Способ управления тиристорным компенсатором реактивной мощности

Info

Publication number: RU1556498C
Authority: RU
Inventors: А.Л. Шитов; В.А. Пономарев
Original assignee: УкрНИИ силовой электроники "Преобразователь"
Priority date: 1987-12-07
Filing date: 1987-12-07
Publication date: 1994-05-30

Abstract

Изобретение относится к электротехнике, а именно к средствам компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока, питающих нелинейные динамические нагрузки и способам управления ими. Цель - унификация оборудования, повышение точности компенсации и надежности. Определение фазового угла управления тиристорами первой тиристорно-реакторной группы осуществлено по реактивной мощности, измеренной в общей силовой цепи или цепях питания остальных n-1 тиристорно-реакторных групп, фильтро-компенсирующих цепей и нагрузки, а фазовый угол управления тиристорами каждой последующей i-той тиристорно-реакторной группы определяют по реактивной мощности, измеренной в общей силовой цепи или цепях питания всех последующих цепей и нагрузки, т. е. фазовый угол управления тиристорами каждой тиристорно-реакторной группы определяют из суммарной реактивной мощности соответствующих частей компенсатора и нагрузки, питаемых от сети автономно. 2 ил.

Description

Изобретение относится к электротехнике, а именно к средствам компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока, питающих нелинейные динамические нагрузки, и к способам управления ими.

Цель изобретения - унификация оборудования, повышение точности компенсации и надежности.

На фиг. 1 представлена однолинейная электрическая схема промышленной сети с устройством для реализации данного способа; на фиг. 2 - один из возможных случаев подключения нагрузки и компенсатора к общей шине питания.

Устройство содержит подключенные к сети 1 параллельно нагрузке 2 силовые фильтры 3 (имеются в виду несколько фильтров, настроенных на различные резонансные частоты), состоящие из последовательно соединенных конденсаторов 4 и фильтровых реакторов 5 и n тиристорно-реакторных групп 6.1, 6.2, . . . , 6. n, каждая из которых состоит из соединенных в треугольник ветвей из последовательно включенных компенсирующего реактора 7 и встречно-параллельно соединенных тиристоров 8; n систем управления 9.1,9.2, . . . , 9. n, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных измерителя реактивной мощности, автоматического регулятора и устройства фазоимпульсного управления, выходы которого соединены с управляющими переходами соответствующей тиристорно-реакторной группы, датчик напряжения 10, соединенный выходом с первым входом каждой системы управления; n сумматоров 11.1, . . . , 11. n, выход каждого из которых соединен с вторым входом соответствующей системы управления 9.1,9.2, . . . , 9. n, датчик тока сети 12, выходом соединенный с суммирующим входом каждого сумматора 11.1,11.2, . . . , 11. n, n датчиков тока 13.1,13.2, . . . , 13. n, первый из которых 13.1 подключен входом к шинам питания первой 6.1 тиристорно-реакторной группы и выходом - к вычитающему входу первого сумматора 11.1, второй 13.2 подключен входом к общим шинам питания первой 6.1 и второй 6.2 тиристорно-реакторной групп и выходом - к вычитающему входу второго сумматора 11.2 и т. д. , и n-й 13. n подключен входом к общим шинам питания с первой 6.1 по n-й 6. n тиристорно-реакторных групп и выходом - к вычитающему входу n-го сумматора 11. n.

Компенсатор работает следующим образом.

Силовые фильтры 3, постоянно подключенные к сети 1, шунтируют токи высших гармоник нагрузки 2 и тиристорно-реакторных групп 6.1,6.2, . . . , 6. n в процессе их управления. Одновременно силовые фильтры являются источником реактивной мощности Q^ф. С помощью тиристорно-реакторных групп 6.1, 6.2, . . . , 6. n, являющихся потребителем реактивной мощности Q^L = Q₁ ^L + Q₂ ^L +. . . Q_n ^L, в сети 1 реактивная мощность поддерживается на заданном ими нулевом уровне. Величина реактивной мощности каждой тиристорно-реакторной группы 6.1, 6.2, . . . , 6. n регулируется путем изменения фазового угла управления импульсов, поступающих на управляющие переходы тиристоров 8 с выходов соответствующей системы управления 9.1, 9.2, . . . , 9. n, на первый вход каждой из которых с выхода датчика напряжения 10 поступают сигналы, пропорциональные напряжению сети U_с, а на второй вход - с выхода соответствующего сумматора 11.1, 11.2, . . . , 11. n - сигнал, пропорциональный току измеряемого участка цепи i^Σ ₁ _(iΣ₂ , . . . , i^Σ _n ), причем
i^Σ ₁ = i^o - i₁ ^L = i₂ ^L + i₃ ^L +. . . i_n ^L +
+ i^ф + i^н,
i^Σ ₂ = i^o - i₁ ^L - i₂ ^L = i₃ ^L + i₄ ^L +
+. . . i_n ^L + i^ф + i ^н,
i^Σ _n = i^c - i₁ ^L - i₂ ^L - . . . i_n ^L = i^ф + i^н.

Сумматоры 11.1, 11.2, . . . , 11. n формируют эти сигналы по входным сигналам тока сети i^с и токов i₁ ^L, i₂ ^L, . . . , i_n ^L тиристорно-реакторных групп 6.1, 6.2, . . . , 6. n, поступающих с выходов датчиков тока 12 и 13.1, 13.2, . . . , 13. n.

Система управления 9.1, 9.2, . . . , 9. n сигналы напряжения сети U_с и тока i^Σ ₁ (i^Σ ₂ , . . . , i^Σ _n ) преобразует в соответствующее значение реактивной мощности Q^Σ ₁ (Q^Σ ₂ , . . . , Q^Σ _n), по которому вычисляет фазовый угол управления тиристорами 8 так, что для регулируемой тиристорно-реакторной группы 6(1), 6.2, . . . , 6. n с единичным статическим коэффициентом передачи ее мощность
Q₁ ^L = -Q^Σ ₁ (Q₂ ^L = -Q^Σ ₂ , . . . , Q_n ^L = -Q^Σ _n ),
здесь
Q^Σ ₁ = -Q₂ ^L - Q₃ ^L -. . . Q_n ^L + Q^ф - Q^н
Q^Σ ₂ = -Q₃ ^L - Q₄ ^L - . . . Q_n ^L + Q^ф - Q^н,
. . .

Q^Σ _n = Q^ф - Q^н, или для i-ой тиристорно-реакторной группы
Q_i ^L = -Q^Σ _i ,
Q^Σ _i = -Q_i+1 ^L - Q_i+2 ^L - . . . Q_n ^L + Q^ф - Q^н.

Если значение Q_i ^Σносит индуктивный характер, то тиристоры 1-ой тиристорно-реакторной группы заперты, а при емкостном характере - отперты, причем тиристоры отперты полностью, если значение Q^Σ _i по абсолютной величине превышает максимальную мощность Q_i ^L тиристорно-реакторной группы.

В режиме холостого хода компенсатора, когда нагрузка 2 отключена, реактивная мощность тиристорно-реакторных групп 6.1, 6.2, . . . , 6. n компенсирует реактивную мощность фильтров 3. При подключении нагрузки 2 к сети 1 и увеличении ее мощности начинают последовательно с первой 6.1 по последнюю 6. n тиристорно-реакторной группы плавно запираться, т. е. компенсатор генерирует реактивную мощность, которая компенсирует потребляемую нагрузку.

Так как каждая тиристорно-реакторная группа с соответствующей системой управления и датчиком тока является регулятором реактивной мощности той части силовой цепи, на которую подключены последующие тиристорно-реакторные группы, то вывод из работы любой тиристорно-реакторной группы не приводит к нарушению функционирования компенсатора. При этом обеспечивается высокая точность компенсации реактивной мощности, если мощность оставшихся в работе силовых частей компенсатора соответствует мощности нагрузки.

Имеется возможность наращивания мощности компенсатора без доработки его составных частей. Для этого увеличивают емкостную и индуктивную части компенсатора путем подключения дополнительных силовых фильтров и тиристорно-реакторных групп, аналогично работающим.

Схемное решение на фиг. 1 соответствует независимой установке компенсатора при его подключении к отдельной шине питания. На фиг. 2 показан один из возможных случаев подключения нагрузки и компенсатора к общей шине питания, что проще осуществляется непосредственно при проектировании общей схемы подключения. Отличие второго примера реализации (см. фиг. 2) от первого (см. фиг. 1) заключается в том, что в устройстве на фиг. 2 отсутствуют сумматоры 11.1, 11.2, . . . , 11. n, а вместо датчиков тока сети 12 и датчиков тока 13.1, 13.2, . . . , 13. n имеются датчики тока 14.1, 14.2, . . . , 14. n, подключенные непосредственно к той части силовых шин, через которые протекают необходимые для измерения значения токов i^Σ ₁, i^Σ ₂ , . . . , i^Σ _n.

Эти токовые сигналы могут быть измерены посредством других схемных решений без изменения сущности предлагаемого способа. (56) Патент США N 402861, кл. H 02 J 3/18, 1976.

Патент Швеции N 395576, кл. Н 02 J 3/12, 1975.

Claims

1. СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТИРИСТОРНЫМ КОМПЕНСАТОРОМ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, содержащим подключенные к сети параллельно нагрузке фильтрокомпенсирующие цепи и n тиристорно-реакторных групп, заключающийся в том, что регулирование реактивной мощности каждой тиристорно-реакторной группы осуществляют путем изменения фазового угла управления тиристорами в зависимости от величины измеренной реактивной мощности, отличающийся тем, что, с целью унификации оборудования, повышения точности компенсации и надежности, для первой тиристорно-реакторной группы фазовый угол управления тиристорами определяют путем измерения суммарной реактивной мощности остальных n - 1 тиристорно-реакторных групп, фильтрокомпенсирующих цепей и нагрузки, а для каждой последующей i-той тиристорно-реакторной группы фазовый угол управления тиристорами определяют путем измерения величины суммарной реактивной мощности всех последующих тиристорно-реакторных групп, фильтрокомпенсирующих цепей и нагрузки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью повышения точности компенсации при одновременном упрощении настройки, величину реактивной мощности первой тиристорно-реакторной группы регулируют с передаточным коэффициентом, равным единице, а последующих тиристорно-реакторных групп - с передаточным коэффициентом меньше единицы.