RU2031511C1 - Компенсатор реактивной мощности - Google Patents
Компенсатор реактивной мощности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2031511C1 RU2031511C1 SU5040501A RU2031511C1 RU 2031511 C1 RU2031511 C1 RU 2031511C1 SU 5040501 A SU5040501 A SU 5040501A RU 2031511 C1 RU2031511 C1 RU 2031511C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- voltage
- inverter
- network
- reactive power
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Использование: компенсация реактивной мощности с обеспечением стабильности напряжения трехфазной сети. Сущность изобретения: в трансформаторно - тиристорный компенсатор реактивной мощности, содержащий трехфазный двухобмоточный вольтодобавочный трансформатор и трехфазный преобразователь амплитуды и фазы напряжения, выполненный на основе инвертора и выпрямителя, дополнительно введена система управления фазой выходного напряжения инвертора дополнительного канала для широтно - импульсного регулирования амплитуды этого напряжения. 3 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности к энергетической электронике, и может быть использовано для компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения трехфазной сети.
Известен компенсатор реактивной мощности [1], содержащий трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети через блок конденсаторов, а вторичная обмотка - к тиристорному выпрямителю, нагруженному на индуктивность.
Недостатками устройства являются ограниченные функциональные возможности, а именно узкий диапазон регулирования реактивной мощности и нестабильности выходного напряжения. Необходимость ограничения диапазона и неполное в связи с этим использование устройства вызвано тем, что при глубоком регулировании посредством выпрямителя возникают большие искажения компенсационной составляющей тока и недопустимые отклонения напряжения нагрузки от напряжения сети. При этом возможны колебания выходного напряжения, связанные с изменением величины и характера нагрузки, а также изменением напряжения в сети.
Известен также компенсатор реактивной мощности [2], содержащий тиристорный выпрямитель, инвертор напряжения с синхронизированной с сетью системой управления, а также реактор, включенный между сетью и выходом инвертора, и конденсатор, включенный в звено постоянного тока. В этом устройстве тиристоры инвертора включаются таким образом, что основная гармоника его тока опережает на 90о сетевое напряжение, осуществляя тем самым компенсацию реактивной мощности.
Однако и этот компенсатор реактивной мощности имеет ограниченные функциональные возможности и низкое качество выходного напряжения. Он осуществляет частичную, зависящую от емкости конденсатора компенсацию, которая к тому же не регулируемая, так как тиристорный выпрямитель в стационарных режимах отключен и не воздействует на амплитуду компенсационной составляющей тока сети. Кроме того, устройство не обеспечивает стабилизацию напряжения нагрузки, что требует применения совместно с ним дополнительных устройств регулирования переменного напряжения.
Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является компенсатор реактивной мощности [3], который содержит последовательно соединенные три преобразователя: выпрямитель, инвертор напряжения с синхронизированной с сетью системой управления и тиристорно-реакторный регулятор переменного тока с синхронизированной с сетью системой управления. Первым сигналом управления, воздействующим на систему управления инвертором напряжения, обеспечивается опережение компенсационной составляющей тока сети относительно напряжения сети, а вторым сигналом управления, воздействующим на систему управления тиристорно-реакторным регулятором переменного тока, осуществляется регулирование действующего значения компенсационного тока и генерируемой реактивной мощности.
Недостатками устройства, взятого в качестве прототипа, прежде всего являются ограниченные функциональные возможности. Оно не обеспечивает полную компенсацию реактивной мощности и стабилизацию выходного напряжения в процессе изменения напряжения сети, а также величины и характера нагрузки. Кроме того, устройству свойствен режим прерывистого тока, при котором возникают большие искажения формы тока сети.
Цель изобретения - расширение функциональных возможностей, а именно обеспечение полной компенсации реактивной мощности и стабилизации выходного напряжения независимо от внешней характеристики сети, а также от величины и характера нагрузки.
Цель достигается тем, что в устройство введены трехфазный датчик напряжения нагрузки, блок сравнения, датчик реактивной мощности сети, два однофазных измерительных трансформатора тока и трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого включены между сетью и нагрузкой, а в двух фазах соединены последовательно с первичными обмотками однофазных измерительных трансформаторов тока, первичные фазные обмотки трехфазного трансформатора соединены в звезду и подключены к выходу трехфазного инвертора, вход выпрямителя подключен к сети, первый вход блока сравнения соединен с выходом датчика напряжения нагрузки, второй вход блока сравнения подключен к источнику задающего сигнала, выход блока сравнения соединен с вторым управляющим входом системы управления инвертором, первый управляющий вход которой подключен к выходу датчика реактивной мощности сети, причем система управления инвертором выполнена с возможностью управления амплитудой и фазой выходного напряжения инвертора.
Преимуществом устройства является то, что оно обеспечивает управление обобщенного вектора напряжения нагрузки по двум координатам - по амплитуде и по фазе. Возможность регулирования амплитуды обеспечивает стабилизацию напряжения, а регулирование фазы - компенсацию реактивной мощности. Применение датчиков и предложенных связей позволяет автоматизировать этот процесс. В устройстве отсутствует режим прерывистого тока, что обуславливает улучшение формы тока сети. Для полной компенсации среднестатистического коэффициента мощности промышленных нагрузок целесообразно применение трансформатора с отношением первичного и вторичного напряжений как 380/220. Такие трансформаторы выпускаются серийно и широко распространены, например сухие защищенные преобразовательные типа ТСЗП.
Тиристорные преобразователи со звеном постоянного тока также выпускаются серийно, что указывает на готовность предлагаемого устройства к промышленному производству и также может быть отнесено к преимуществам.
На фиг. 1 изображена принципиальная схема силовой части компенсатора реактивной мощности; на фиг.2 и 3 - векторные диаграммы режимов работы устройства.
Предлагаемое устройство состоит из трансформатора 1, инвертора 2 с системой 3 управления, выпрямителя 4, датчика 5 напряжения нагрузки, блока 6 сравнения, нагрузки 7 и датчика 8 реактивной мощности сети с трансформаторами 9 и 10 тока. На векторных диаграммах (фиг.2 и 3) введены следующие обозначения: , , - напряжения сети, выгрузки и на выходе инвертора; , , - токи сети, нагрузки и на входе выпрямителя; φ1,φ2,α - фазы тока сети, напряжение выгрузки и напряжение инвертора относительно напряжения сети; Кт - коэффициент трансформации; δ - коэффициент передачи напряжения преобразователя со звеном постоянного тока.
Устройство работает следующим образом. Выходное напряжение формируется из напряжения сети и напряжения инвертора 2 δ˙Uf еjl , регулируемого по амплитуде изменением коэффициентов передачи δ и по фазе - изменением угла управления тиристоров α. При помощи трансформатора 1 выходное напряжение инвертора 2 уменьшается в коэффициент трансформации Кт раз и прибавляется к напряжению сети . В результате этого напряжение на нагрузке 7 имеет вид
= + Kт·δ·Ufejk (1)
Из выражения (1) и векторных диаграмм видно, что амплитуду и фазу вектора напряжения можно регулировать изменением коэффициента передачи δ и угла управления тиристорами α. В предлагаемом устройстве изменение коэффициента передачи δ осуществляется в функции отклонения реактивной мощности сети от нулевого уровня, а изменение угла α - в функции отклонения напряжения нагрузки 7 от заданного уровня, например равного номинальному напряжению сети.
= + Kт·δ·Ufejk (1)
Из выражения (1) и векторных диаграмм видно, что амплитуду и фазу вектора напряжения можно регулировать изменением коэффициента передачи δ и угла управления тиристорами α. В предлагаемом устройстве изменение коэффициента передачи δ осуществляется в функции отклонения реактивной мощности сети от нулевого уровня, а изменение угла α - в функции отклонения напряжения нагрузки 7 от заданного уровня, например равного номинальному напряжению сети.
При потреблении (генерации) устройством реактивной мощности сети сигнал с выхода датчика 8 реактивной мощности сети поступает на первый управляющий вход системы 3 управления инвертором 2 и увеличивает коэффициент передачи δ, увеличивая тем самым опережающий (отстающий) фазовый сдвиг φ2, напряжения нагрузки 7 относительно напряжения сети . При этом датчик 5 напряжения, осуществляя контроль напряжения нагрузки 7, подает сигнал обратной связи на блок 6 сравнения, на котором этот сигнал сравнивается с сигналом, пропорциональным заданному, например номинальному значению напряжения сети. Разность этих сигналов с выхода блока сравнения подается на второй управляющий вход системы 3 управления инвертором 2, которая, изменяя угол управления тиристорами α, осуществляет регулирование амплитуды выходного напряжения. В результате такого амплитудного и фазового воздействия на выходное напряжение инвертора 2 вектор этого напряжения так формирует свой модуль и аргумент, что вектор напряжения нагрузки 7 является радиусом заданной окружности.
Использование устройства позволяет осуществлять полную компенсацию реактивной мощности в различных системах трехфазного тока и стабилизацию действующего значения выходного напряжения на заданном уровне независимо от жесткости внешней характеристики сети, а также величины и характера нагрузки.
Claims (1)
- КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ, содержащий инвертор напряжения, вход которого подключен к выходу выпрямителя и синхронизированную с сетью систему управления инвертором, отличающийся тем, что в него введены дополнительно трехфазный датчик напряжения нагрузки, блок сравнения, датчик реактивной мощности, два однофазных трансформатора тока и трехфазный трансформатор, вторичные обмотки которого включены между сетью и нагрузкой, а в двух фазах соединены последовательно с первичными обмотками однофазных измерительных трансформаторов тока, первичные фазные обмотки трехфазного трансформатора подключены одними выводами к выходу трехфазного инвертора, другие выводы объединены, вход выпрямителя подключен к сети, первый вход блока сравнения соединен с выходом датчика напряжения нагрузки, второй вход блока сравнения подключен к источнику задающего сигнала, выход блока сравнения соединен с вторым управляющим входом системы управления инвертора, первый управляющий вход которой подключен к выходу датчика реактивной мощности сети, а синхронизирующий вход подключен к сети, причем система управления инвертором выполнена с возможностью управления амплитудой и фазой выходного напряжения инвертора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5040501 RU2031511C1 (ru) | 1992-04-29 | 1992-04-29 | Компенсатор реактивной мощности |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5040501 RU2031511C1 (ru) | 1992-04-29 | 1992-04-29 | Компенсатор реактивной мощности |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2031511C1 true RU2031511C1 (ru) | 1995-03-20 |
Family
ID=21603389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5040501 RU2031511C1 (ru) | 1992-04-29 | 1992-04-29 | Компенсатор реактивной мощности |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2031511C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475917C1 (ru) * | 2011-12-22 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Система автоматической компенсации реактивной мощности и отклонения напряжения с широтно-импульсной модуляцией на высокой стороне трансформаторной подстанции |
-
1992
- 1992-04-29 RU SU5040501 patent/RU2031511C1/ru active
Non-Patent Citations (3)
Title |
---|
1. Баев А.В. и др. Вентильные преобразователи с конденсаторами в силовых цепях. М.: Энергия, 1969, с.20. * |
2. Лобунцов В.А. Справочное пособие. Пер. с нем. М.: Энергоатомиздат, 1987, с.243. * |
3. Супронович Г. Улучшение коэффициента мощности преобразовательных установок. Пер. с польск. М.: Энергоатомиздат, 1985, с.114. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2475917C1 (ru) * | 2011-12-22 | 2013-02-20 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Система автоматической компенсации реактивной мощности и отклонения напряжения с широтно-импульсной модуляцией на высокой стороне трансформаторной подстанции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5091839A (en) | Method and apparatus for supplying voltage to a three-phase voltage system having a load-carrying neutral conductor with a pulse width modulated three phase invertor | |
JP3133386B2 (ja) | 交流母線に供給するための電流源変換装置用制御装置 | |
US4529925A (en) | Reactive power compensating cycloconverter | |
EP0239278B1 (en) | Capacitor apparatus for reactive power compensation | |
EP0278491B1 (en) | Power converter | |
RU2031511C1 (ru) | Компенсатор реактивной мощности | |
JPH0685622B2 (ja) | 高調波補償装置 | |
RU2027278C1 (ru) | Трехфазный компенсатор реактивной мощности | |
US4383183A (en) | Control arrangement for a uniform load distribution of at least two power supply devices connected in parallel at the output side | |
JP3075578B2 (ja) | 無効電力補償装置 | |
RU1793514C (ru) | Трансформаторно-тиристорный компенсатор реактивной мощности | |
JP3110898B2 (ja) | インバータ装置 | |
JP2843220B2 (ja) | サイクロコンバータ装置 | |
JP3395310B2 (ja) | 半導体電力変換装置 | |
JP2000032666A (ja) | 無効電力補償装置の運転方法 | |
RU2159459C1 (ru) | Способ управления стабилизатором трехфазного напряжения с амплитудно-фазовым управлением | |
RU2094839C1 (ru) | Трансформаторно-тиристорный компенсатор отклонений напряжения и реактивной мощности | |
JPH0568944B2 (ru) | ||
KR910000880B1 (ko) | 유도 전동기 작동 제어 시스템 및 그 제어 방법 | |
JPH05931B2 (ru) | ||
JPH11164568A (ja) | 電力変換装置 | |
JPH06311787A (ja) | インバータ装置 | |
JPH02276475A (ja) | 電力変換装置 | |
JPH0443288B2 (ru) | ||
JPS63265526A (ja) | 可変速発電装置の自動同期投入装置 |