RU2622114C1 - Reactor group, switched by thyristors - Google Patents
Reactor group, switched by thyristors Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622114C1 RU2622114C1 RU2016124755A RU2016124755A RU2622114C1 RU 2622114 C1 RU2622114 C1 RU 2622114C1 RU 2016124755 A RU2016124755 A RU 2016124755A RU 2016124755 A RU2016124755 A RU 2016124755A RU 2622114 C1 RU2622114 C1 RU 2622114C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactor
- thyristors
- parallel
- branches
- reactor group
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P13/00—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output
- H02P13/06—Arrangements for controlling transformers, reactors or choke coils, for the purpose of obtaining a desired output by tap-changing; by rearranging interconnections of windings
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано для управления комбинированными источниками реактивной мощности, построенными на основе статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности. Подобные устройства широко применяются в электроэнергетике, электроприводе, электротермии, электролизе, преобразовательной технике, для плавного регулирования реактивной мощности в электрической сети как в режиме ее потребления, так и генерации.The invention relates to the field of electrical engineering and power electronics and can be used to control combined reactive power sources based on static thyristor reactive power compensators. Such devices are widely used in the electric power industry, electric drive, electrothermal, electrolysis, converting technology, for smooth regulation of reactive power in the electric network both in the mode of its consumption and generation.
Известен управляемый шунтирующий реактор, использующий стальной сердечник в качестве магнитопровода. Управление индуктивностью реактора осуществляется за счет воздействия на состояние магнитопровода сердечника с помощью изменения тока подмагничивания в дополнительной обмотке управляемого шунтирующего реактора и изменения положения рабочей точки сердечника на нелинейной кривой намагничивания его стали. Дополнительная обмотка подключается к регулятору тока, построенному на основе управляемых ключей. Система управления регулятором управляет состоянием управляемых ключей и тем самым регулирует величину тока подмагничивания управляемого шунтирующего реактора, изменяя его индуктивность. (Управляемые подмагничиванием электрические реакторы. Сб. статей. 2-е дополненное издание. Под ред. д.т.н., проф. A.M. Брянцева. - М.: «Знак». 2010. 288 с. ил.).Known controlled shunt reactor using a steel core as a magnetic circuit. The reactor inductance is controlled by affecting the state of the core magnetic circuit by changing the bias current in the additional winding of a controlled shunt reactor and changing the position of the core operating point on the nonlinear magnetization curve of its steel. An additional winding is connected to a current regulator built on the basis of controlled keys. The control system of the regulator controls the state of the controlled keys and thereby regulates the magnitude of the bias current of the controlled shunt reactor, changing its inductance. (Magnetically controlled electric reactors. Collection of articles. 2nd supplemented edition. Edited by Doctor of Technical Sciences, Professor A.M. Bryantsev. - M.: Znak. 2010. 288 pp. Ill.).
К недостаткам такого устройства относятся сложная конструкция управляемого шунтирующего реактора и цепей управления, наличие дополнительных потерь в стали сердечника и нелинейных искажений в кривой тока управляемого шунтирующего реактора, что требует применения дополнительных фильтров высших гармоник и приводит к усложнению схемы управляемого шунтирующего реактора.The disadvantages of such a device include the complex design of the controlled shunt reactor and control circuits, the presence of additional losses in the core steel and nonlinear distortions in the current curve of the controlled shunt reactor, which requires the use of additional filters of higher harmonics and complicates the circuit of the controlled shunt reactor.
Известна реакторная группа, коммутируемая тиристорами, использующая параллельно соединенные ветви, каждая из которых содержит реактор с последовательно подключенными к нему встречно-параллельно соединенными тиристорами. Реализация фазового управления тиристорами в каждой из параллельно соединенных ветвей позволяет осуществлять в ней плавное регулирование тока. Применение нескольких параллельно соединенных ветвей, каждая из которых состоит из реактора и встречно-параллельно соединенных тиристоров, обеспечивает требуемую величину тока в реакторной группе и уменьшение в нем содержания высших гармоник. Количество параллельно соединенных ветвей, а также величины индуктивностей реакторов подбирают исходя из необходимости получения различных уровней регулируемого тока в реакторной группе. При этом регулирование токов реакторов в каждой из параллельно соединенных ветвей осуществляется с помощью фазового управления соответствующих встречно-параллельно соединенных тиристоров. Система управления устройством синхронизирует моменты отпирания встречно-параллельно соединенных тиристоров в каждой из параллельных ветвей относительно приложенного к ним напряжения («Основы современной энергетики. 4.2 Современная электроэнергетика» под ред. А.П. Бурмана и В.А. Строева. Изд-во «МЭИ», 2003, 453 стр. с илл. Стр. 200, рис. 8.12).Known reactor group, switched by thyristors, using parallel connected branches, each of which contains a reactor with serially connected in parallel counter-parallel connected thyristors. The implementation of phase control of thyristors in each of the parallel connected branches allows for smooth current control in it. The use of several parallel connected branches, each of which consists of a reactor and counter-parallel connected thyristors, provides the required current in the reactor group and a decrease in the content of higher harmonics in it. The number of branches connected in parallel, as well as the magnitude of the inductors of the reactors are selected based on the need to obtain various levels of controlled current in the reactor group. In this case, the regulation of the currents of the reactors in each of the parallel-connected branches is carried out using phase control of the corresponding counter-parallel connected thyristors. The device control system synchronizes the triggering times of counter-parallel connected thyristors in each of the parallel branches with respect to the voltage applied to them ("Fundamentals of modern energy. 4.2 Modern electric power industry" edited by A.P. Burman and V.A. Stroev. Publishing house " MPEI ”, 2003, 453 pp., Ill. Page 200, Fig. 8.12).
Существенным недостатком данной реакторной группы, коммутируемой тиристорами, является невысокая дискретность уровней регулируемого тока, а также его несинусоидальная форма с присутствием в нем большого числа высших гармоник, вызванных процессом фазового регулирования токов в каждой из ветвей реакторной группы. Для подавления высших гармоник в токе необходимо применять дополнительных фильтры высших гармоник. Применение фильтров, с одной стороны, полностью не устраняет высшие гармоники в кривой тока и, с другой стороны, усложняет схему реакторной группы за счет введения в нее дополнительных устройств.A significant drawback of this thyristor switched reactor group is the low discreteness of the levels of the regulated current, as well as its non-sinusoidal shape with the presence of a large number of higher harmonics caused by the phase regulation of currents in each of the branches of the reactor group. To suppress higher harmonics in the current, it is necessary to use additional filters of higher harmonics. The use of filters, on the one hand, does not completely eliminate the higher harmonics in the current curve and, on the other hand, complicates the reactor group circuit by introducing additional devices into it.
Техническим результатом, на получение которого направлено предлагаемое техническое решение, является улучшение характеристик и параметров реакторной группы, включающее повышение дискретности уровней регулируемого тока, повышение качества электрической энергии при регулировании тока за счет исключения из его состава высших гармонических составляющих, а также упрощение устройства в целом за счет исключения из его состава фильтров высших гармоник.The technical result, to which the proposed technical solution is directed, is to improve the characteristics and parameters of the reactor group, including increasing the discreteness of the levels of the regulated current, improving the quality of electric energy when regulating the current by eliminating higher harmonic components from its composition, as well as simplifying the device as a whole for due to the exclusion of higher harmonics filters from its composition.
Технический результат достигается тем, что реакторная группа, коммутируемая тиристорами, состоящая из трех параллельно подключенных к выводам реакторной группы ветвей, каждая из которых содержит последовательное соединение реактора и встречно-параллельно соединенных тиристоров, снабжена дополнительными встречно-параллельно соединенными тиристорами, выводы встречно-параллельно соединенных тиристоров первой и второй ветвей соединены вместе и подключены к одному из выводов реакторной группы, а вывод встречно-параллельно соединенных тиристоров третьей ветви подключен ко второму выводу реакторной группы, при этом реакторы параллельных ветвей снабжены промежуточными внутренними выводами обмоток, а промежуточный внутренний вывод обмотки реактора в третьей ветви соединен соответственно с каждым из промежуточных внутренних выводов обмоток реакторов первой и второй ветвей с помощью дополнительных встречно-параллельно соединенных тиристоров.The technical result is achieved by the fact that the reactor group switched by thyristors, consisting of three branches connected in parallel to the terminals of the reactor group, each of which contains a serial connection of the reactor and counter-parallel connected thyristors, is equipped with additional counter-parallel connected thyristors, and terminals of the anti-parallel connected thyristors of the first and second branches are connected together and connected to one of the conclusions of the reactor group, and the output is counter-parallel connected thyristors of the third branch is connected to the second output of the reactor group, while the reactors of the parallel branches are equipped with intermediate internal outputs of the windings, and the intermediate internal output of the reactor winding in the third branch is connected respectively to each of the intermediate internal outputs of the reactor windings of the first and second branches using additional counter-parallel connected thyristors.
Сущность предлагаемого устройства поясняется чертежом, где на фиг. 1 приведена схема построения реакторной группы, коммутируемой тиристорами.The essence of the proposed device is illustrated in the drawing, where in FIG. 1 shows a diagram of the construction of a reactor group switched by thyristors.
На фиг. 2 приведена таблица величин индуктивностей реакторной группы, получаемых при различных комбинациях включенных встречно-параллельно соединенных тиристоров в ветвях реакторной группы.In FIG. 2 is a table of the values of the inductances of the reactor group, obtained with various combinations of included counter-parallel connected thyristors in the branches of the reactor group.
На фиг. 3 представлены временные диаграммы приложенного к реакторной группе напряжения и ее токов при различной комбинации включенных встречно-параллельно соединенных тиристоров в ветвях реакторной группы.In FIG. Figure 3 shows the time diagrams of the voltage applied to the reactor group and its currents for various combinations of on-parallel connected thyristors in the branches of the reactor group.
Реакторная группа, коммутируемая тиристорами, состоит из трех параллельно подключенных к ее выводам ветвей. Первая ветвь содержит последовательное соединение встречно-параллельно соединенных тиристоров, образующих управляемый ключ 1, и реактора 2 с внутренним выводом его обмотки, разделяющим реактор 2 на две секции 3 и 4 соответственно. Вторая ветвь содержит последовательное соединение встречно-параллельно соединенных тиристоров, образующих управляемый ключ 5, и реактора 6 с внутренним выводом его обмотки, разделяющим реактор 6 на две секции 7 и 8 соответственно. Третья ветвь содержит последовательное соединение встречно-параллельно соединенных тиристоров, образующих управляемый ключ 9, и реактора 10 с внутренним выводом его обмотки, разделяющим реактор 10 на две секции 11 и 12 соответственно. При этом неподключенные к реакторам 2 и 6 выводы управляемых ключей 1 и 5, а также не подключенный к управляемому ключу 9 вывод реактора 10 объединены вместе и подключены к одному из выводов реакторной группы. К другому выводу реакторной группы подключен вывод управляемого ключа 9, не соединенный с реактором 10, а также выводы реакторов 2 и 6, не соединенные с управляемыми ключами 1 и 5. Между внутренним выводом обмотки реактора 10 и каждым из внутренних выводов обмоток реакторов 2 и 6 включены дополнительные встречно-параллельно соединенные тиристоры, образующие соответственно управляемые ключи 13 и 14.The thyristor-switched reactor group consists of three branches connected in parallel to its terminals. The first branch contains a series connection of counter-parallel connected thyristors forming a controlled
Реакторная группа, коммутируемая тиристорами, работает следующим образом. Управление управляемыми ключами 1, 5, 9, 13, 14 осуществляется в моменты максимума или минимума, приложенного к реакторной группе напряжения. При этом набор включаемых в указанные моменты управляемых ключей 1, 5, 9, 13, 14 определяется системой управления в зависимости от требуемой величины индуктивности реакторной группы. Изменение набора включенных управляемых ключей 1, 5, 9, 13 14 приводит к изменению внутренней топологии схемы реакторной группы и, соответственно, величины ее результирующей индуктивности. При заданной конфигурации схемы реакторной группы возможно получить 31 различное значение величины ее индуктивности. За счет выбора значений индуктивностей секций 3, 4, 7, 8, 11, 12 реакторов 2, 6, 10 в зависимости от комбинации включенных управляемых ключей 1, 5, 9, 13, 14 обеспечивается относительно равномерное изменение величины индуктивности реакторной группы.The thyristor switched reactor group operates as follows. Controlled
На фиг. 2 представлена таблица относительных величин значений индуктивностей реакторной группы в зависимости от состояния включенных тиристорных ключей 1, 5, 9, 13, 14. Нормирование величин получаемых индуктивностей (L) и соответствующих им реактивных мощностей реакторной группы (Q) осуществляется относительно минимально возможной величины индуктивности реакторной группы Leq, получаемой в схеме фиг. 1 при всех включенных тиристорных ключах 1, 5, 9, 13, 14. Очевидно, что минимально возможной индуктивности Leq соответствует максимальное значение реактивной мощности Qмакс, накапливаемой в реакторной группе. При этом значения индуктивностей секций 3, 4, 7, 8, 11, 12 реакторов 2, 6, 10 определяются соотношениями: L3=1.89Leq, L4=1.34Leq, L7=0.66Leq, Z8=1,41Leq, Leq=7.56Leq и L12=3.78Leq.In FIG. Figure 2 shows a table of relative values of the inductances of the reactor group depending on the state of the
Наличие 31 относительно равномерных ступеней изменения величины индуктивности и соответственно токов и реактивных мощностей реакторной группы, получаемых с помощью управления управляемыми ключами 1, 5, 9, 13 14, уже не требует применения фазового регулирования управляемыми ключами 1, 5, 9 в каждой из ветвей.The presence of 31 relatively uniform steps of changing the magnitude of the inductance and, accordingly, the currents and reactive powers of the reactor group obtained by controlling the
Реализация управления состоянием управляемых ключей в моменты максимума или минимума напряжения на реакторной группе позволяет обеспечить синусоидальную форму ее тока и полное отсутствие в нем высших гармонических составляющих. На фиг. 3 изображены кривые тока и напряжения реакторной группы при различных комбинациях включенных управляемых ключей 1, 5, 9, 13, 14.Implementation of the state control of controlled keys at the moments of maximum or minimum voltage on the reactor group allows us to provide a sinusoidal form of its current and the complete absence of higher harmonic components in it. In FIG. Figure 3 shows the current and voltage curves of the reactor group for various combinations of included controlled
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016124755A RU2622114C1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Reactor group, switched by thyristors |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016124755A RU2622114C1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Reactor group, switched by thyristors |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2622114C1 true RU2622114C1 (en) | 2017-06-13 |
Family
ID=59068243
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016124755A RU2622114C1 (en) | 2016-06-22 | 2016-06-22 | Reactor group, switched by thyristors |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622114C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670269C1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-10-22 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Reactor group switched by thyristors |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5059762A (en) * | 1989-10-31 | 1991-10-22 | Inductotherm Europe Limited | Multiple zone induction heating |
RU2125311C1 (en) * | 1997-07-11 | 1999-01-20 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Variable shunt reactor |
RU2240659C2 (en) * | 2002-09-23 | 2004-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Магнит" | Sectionalized-inductor inductive heating device (alternatives) |
-
2016
- 2016-06-22 RU RU2016124755A patent/RU2622114C1/en active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5059762A (en) * | 1989-10-31 | 1991-10-22 | Inductotherm Europe Limited | Multiple zone induction heating |
RU2125311C1 (en) * | 1997-07-11 | 1999-01-20 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Variable shunt reactor |
RU2240659C2 (en) * | 2002-09-23 | 2004-11-20 | Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Магнит" | Sectionalized-inductor inductive heating device (alternatives) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2670269C1 (en) * | 2017-12-27 | 2018-10-22 | Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" | Reactor group switched by thyristors |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Adhikari et al. | Reduction of input current harmonic distortions and balancing of output voltages of the Vienna rectifier under supply voltage disturbances | |
Herman et al. | A proportional-resonant current controller for selective harmonic compensation in a hybrid active power filter | |
RU2641643C2 (en) | Method to control controllable shunt reactor and device for its implementation | |
WO2011000428A1 (en) | Power converter with multi-level voltage output and harmonics compensator | |
Banaei et al. | Power quality improvement based on novel power electronic transformer | |
Dimitrovski et al. | Applications of saturable-core reactors (SCR) in power systems | |
Gil-González et al. | IDA-passivity-based control for superconducting magnetic energy storage with PWM-CSC | |
Kurdkandi et al. | A new seven-level transformer-less grid-tied inverter with leakage current limitation and voltage boosting feature | |
Banaei et al. | Mitigation of voltage sag, swell and power factor correction using solid-state transformer based matrix converter in output stage | |
RU2711537C1 (en) | Static reactive power compensator | |
Banaei et al. | Combined H-bridge cells cascaded transformers multilevel inverter | |
RU2631678C1 (en) | Reactor group, switched by thyristors | |
Ilango et al. | Photovoltaic and energy storage grid integration with fully modular architecture using triple port active bridges and cascaded H-bridge inverter | |
RU2622114C1 (en) | Reactor group, switched by thyristors | |
Preetha et al. | An equivalent circuit model for star-star-delta_utilized distribution transformer | |
Wu et al. | Design of modular multilevel converter hardware-in-loop platform based on RT-lab | |
Gao et al. | Buck–boost current-source inverters with diode-inductor network | |
Silversides et al. | A high density converter for mid feeder voltage regulation of low voltage distribution feeders | |
Shahin et al. | Performance analysis of multi-level high voltage direct current converter | |
Sandeep et al. | Grid connected wind driven permanent magnet synchronous generator with high frequency solid state transformer | |
RU2670269C1 (en) | Reactor group switched by thyristors | |
Ibekwe et al. | AC to DC Converter Power Factor Correction Using Current Controlled Pulse Width Modulation (CCPWM) Techniques | |
Petrov et al. | Hybrid system of reactive power compensation | |
Habibolahzadeh et al. | Rating reduction and optimized DC-link voltage of the HPQC in co-phase traction power system | |
RU2680146C1 (en) | Ac voltage regulator |