Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики. Широко известен статический тиристорный компенсатор реактивной мощности /1/ (далее СТК), содержащий трехфазную группу реакторов, одними выводами предназначенных для подключения к сети, а вторые выводы подключены к парам встречно-параллельных тиристоров, объединенных вторыми выводами. Мощность такого устройства ограничена из-за ограниченной величины номинального тока тиристоров. Наиболее близким по сути - прототипом является /2/ СТК, содержащий две трехфазные группы реакторов, одними выводами предназначенных для подключения к сети, а одна группа вторыми выводами подключена к катодам тиристоров, а вторая группа - к анодам других тиристоров. Вторые выводы тиристоров внутри каждой группы объединены. Параллельно встречно упомянутым тиристорам включены другие тиристоры. Недостаток такого СТК состоит в сложности, обусловленной необходимостью использования двух тиристорных мостов, относительно низком К.П.Д. Техническая задача, решаемая в предложении, состоит в упрощении и повышении К.П.Д.The invention relates to the field of electrical engineering and electric power industry. The static thyristor reactive power compensator / 1 / (hereinafter referred to as STK) is widely known, which contains a three-phase group of reactors, with one terminal intended for connection to the network, and the second terminals are connected to pairs of counter-parallel thyristors connected by second terminals. The power of such a device is limited due to the limited nominal current of the thyristors. The closest in essence - the prototype is / 2 / STK, containing two three-phase groups of reactors, with one terminal designed to connect to the network, and one group of the second conclusions connected to the cathodes of thyristors, and the second group to the anodes of other thyristors. The second thyristor findings within each group are combined. In parallel to the above mentioned thyristors, other thyristors are included. The disadvantage of this STK is the complexity due to the need to use two thyristor bridges, the relatively low K.P.D. The technical problem solved in the proposal is to simplify and increase KPD
Техническая задача решается в первом варианте СТК, содержащего две трехфазные группы реакторов (электродвигателей), одними выводами предназначенных для подключения к сети, а одна группа вторыми выводами подключена к катодам тиристоров, а вторая группа - к анодам других тиристоров и вторые выводы тиристоров внутри каждой группы объединены за счет того, что встречно параллельно тиристорам подключены диоды. Во втором варианте СТК, содержащего трехобмоточный реактор-трансформатор, выводами сетевой обмотки предназначенный для подключения к сети, а вторичные обмотки соединены звездой или треугольником, образуя две трехфазные одинаковые группы, одна группа вторыми выводами подключена к катодам тиристоров, а вторая группа - к анодам других тиристоров и вторые выводы тиристоров внутри каждой группы объединены, задача решается за счет того, что встречно параллельно тиристорам подключены диоды. В третьем варианте в СТК, содержащем трехобмоточный реактор-трансформатор, выводами сетевой обмотки предназначенный для подключения к сети, а вторичные обмотки соединены звездой или треугольником, образуя две трехфазные группы, связанные с тиристорами, задача решается за счет того, что группы имеют диаметрально противоположные номера групп соединения обмоток и каждая подключена к одноименным выводам троек тиристоров, а вторыми выводами эти тройки тиристоров соединены и встречно параллельно тиристорам подключены диоды. Дополнительно к 2 вариантам тройки тиристоров вторыми выводами соединены. И в последнем варианте в СТК снабжен вторым аналогичным блоком, и два блока за счет разного типа соединения первичных или вторичных обмоток обеспечивают взаимный сдвиг токов на n30 электроградусов (12-пульсный режим), где n=1, 3, 5, 7, 11.The technical problem is solved in the first version of the CTK, containing two three-phase groups of reactors (electric motors), with one terminal intended for connection to the network, and one group of the second terminals connected to the cathodes of the thyristors, and the second group to the anodes of the other thyristors and the second conclusions of the thyristors inside each group combined due to the fact that counter diodes are connected in parallel with the thyristors. In the second version of the STK, containing a three-winding reactor-transformer, the leads of the network winding are designed to be connected to the network, and the secondary windings are connected by a star or a triangle, forming two three-phase identical groups, one group is connected to the thyristor cathodes by the second leads, and the second group to the anodes of the other thyristors and the second conclusions of thyristors inside each group are combined, the problem is solved due to the fact that diodes are connected in parallel with the thyristors. In the third version, in the STK containing a three-winding reactor-transformer, the terminals of the network winding are designed to be connected to the network, and the secondary windings are connected by a star or a triangle, forming two three-phase groups associated with thyristors, the problem is solved due to the fact that the groups have diametrically opposite numbers groups of windings and each connected to the same terminals of the triples of thyristors, and the second leads of these triples of thyristors are connected and counter-diodes are connected parallel to the thyristors. In addition to the 2 variants, the thyristor triples are connected by second leads. And in the last version, the STK is equipped with a second similar block, and two blocks, due to the different type of connection of the primary or secondary windings, provide mutual current shift by n30 electrical degrees (12-pulse mode), where n = 1, 3, 5, 7, 11.
На фиг. 1 приведена однолинейная схема СТК к первому пункту формулы. Здесь обозначено 1 и 2 две трехфазные группы реакторов (электродвигателей, нагревателей), последовательно с которыми в каждой фазе включены тиристоры 3 и 4 встречного направления. Встречно параллельно последним включены диоды 5 и 6. Имеется блок управления 7.In FIG. 1 shows a single-line diagram of the STK to the first paragraph of the formula. Here, 1 and 2 are designated two three-phase groups of reactors (electric motors, heaters), sequentially with which in each phase thyristors 3 and 4 of the opposite direction are connected. Counter diodes 5 and 6 are included in parallel with the latter. There is a control unit 7.
СТК работает следующим образом. Блок 7 управления подает на тиристоры 3 и 4 симметричные отпирающие импульсы с определенным углом запаздывания по отношению к переходам напряжения сети через ноль. В зависимости от величины этого угла изменяется реактивная мощность, потребляемая реакторами 1 и 2. Если 1 и 2 асинхронные электродвигатели, то регулируемое таким образом напряжение позволяет изменять как потребление реактивной мощности, так и скорость вращения. Если 1 и 2 нагреватели, то таким образом регулируется температура. По гармоническому воздействию на сеть такое симметричное управление эквивалентно обычному СТК /1, 2/. На фиг. 2, 3, 4 приведена однолинейная схема СТК ко второму, третьему и четвертому пунктам формулы. Здесь вместо реакторов используется трансреактор, представляющий собой трехфазный трансформатор (или три однофазных трансформатора, объединенных в трехфазную группу) с высокой индуктивностью рассеяния (до 100%), с первичной обмоткой 8 и двумя вторичными - 9, 10. На фиг. 2 номера групп соединения обмоток 8 и 9 одинаковы (N), а на фиг. 3 векторы напряжений взаимно противоположные -N и N+6. На фиг. 4 вентильные группы объединены общими точками звезд соединения вентилей. При необходимости (целесообразности) эта точка может быть заземлена. На фиг. 5 приведена блочная схема к пятому пункту формулы. Блоки 11 и 12 аналогичны фиг. 2-4. Но в таком варианте первичные или вторичные обмотки реактор-трансформаторов обеспечивают взаимный сдвиг напряжений на n30 электроградусов, где n=1, 3, 5, 7, 11. Такой сдвиг обеспечивает аналогичный сдвиг токов, что дает 12-пульсный режим. Этим снижаются искажения суммарного тока сети. При отсутствии импульсов с блока 7 управления ток в обмотках 8, 9 не протекает, так как все диоды 5, 6 направлены встречно. Во всех схемах при работе через реакторы 1 и 2 протекает ток в обоих направлениях. Одна полуволна тока протекает через тиристор, а другая через диод. Падение напряжения на диоде меньше, чем на тиристоре, что позволяет снизить общие потери энергии. Упрощается также система охлаждения.STK works as follows. The control unit 7 supplies to the thyristors 3 and 4 symmetrical unlocking pulses with a certain delay angle with respect to the transitions of the mains voltage through zero. Depending on the magnitude of this angle, the reactive power consumed by reactors 1 and 2 changes. If 1 and 2 are asynchronous electric motors, then the voltage regulated in this way allows you to change both the consumption of reactive power and the speed of rotation. If 1 and 2 are heaters, then the temperature is controlled in this way. By the harmonic effect on the network, such a symmetric control is equivalent to the usual STK / 1, 2 /. In FIG. 2, 3, 4, a single-line diagram of the STK is given to the second, third, and fourth claims. Here, instead of reactors, a transreactor is used, which is a three-phase transformer (or three single-phase transformers combined in a three-phase group) with high dissipation inductance (up to 100%), with a primary winding 8 and two secondary windings - 9, 10. In FIG. 2, the numbers of the connection groups of the windings 8 and 9 are the same (N), and in FIG. 3 stress vectors are mutually opposite -N and N + 6. In FIG. 4 valve groups are united by common points of stars connecting valves. If necessary (expediency), this point can be grounded. In FIG. 5 shows the block diagram to the fifth paragraph of the formula. Blocks 11 and 12 are similar to FIG. 2-4. But in this embodiment, the primary or secondary windings of the reactor-transformers provide a mutual voltage shift by n30 electrical degrees, where n = 1, 3, 5, 7, 11. Such a shift provides a similar current shift, which gives a 12-pulse mode. This reduces the distortion of the total network current. In the absence of pulses from the control unit 7, the current in the windings 8, 9 does not flow, since all the diodes 5, 6 are directed in the opposite direction. In all schemes, during operation, current flows in both directions through reactors 1 and 2. One half-wave of current flows through the thyristor, and the other through the diode. The voltage drop across the diode is less than at the thyristor, which allows to reduce the total energy loss. The cooling system is also simplified.
Источники информацииInformation sources
1. Авторское свидетельство СССР №538454, кл. H02J 3/18, 1972.1. USSR copyright certificate No. 538454, cl. H02J 3/18, 1972.
2. Ивакин В.Н. и др. Электропередачи и вставки постоянного тока и статические тиристорные компенсаторы. М.: Энергоатомиздат, 1993, стр. 128, рис. 3.28.2. Ivakin V.N. etc. Power transmission and DC inserts and static thyristor compensators. M .: Energoatomizdat, 1993, p. 128, fig. 3.28.
