RU2774841C1 - Method for smooth power control of a sectioned capacitor unit - Google Patents
Method for smooth power control of a sectioned capacitor unit Download PDFInfo
- Publication number
- RU2774841C1 RU2774841C1 RU2021137738A RU2021137738A RU2774841C1 RU 2774841 C1 RU2774841 C1 RU 2774841C1 RU 2021137738 A RU2021137738 A RU 2021137738A RU 2021137738 A RU2021137738 A RU 2021137738A RU 2774841 C1 RU2774841 C1 RU 2774841C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- power
- capacitor
- main
- thyristor
- Prior art date
Links
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 title claims abstract description 54
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 6
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000000034 method Methods 0.000 description 2
- 230000003068 static Effects 0.000 description 2
- 230000001131 transforming Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано для компенсации переменной реактивной мощности и повышения коэффициента мощности трехфазных потребителей электроэнергии.The invention relates to the field of electrical engineering and electric power industry and can be used to compensate for variable reactive power and increase the power factor of three-phase electricity consumers.
Известен способ регулирования мощности секционированной конденсаторной установки, содержащей N трехфазных конденсаторных секций, мощность которых выбирается в соотношении 1:1:…:1, и N коммутирующих аппаратов, заключающийся в том, что коммутацию трехфазных конденсаторных секций осуществляют с помощью коммутирующих аппаратов по N-разрядному унитарному коду aN-1…а1а0, каждый разряд ai=[0,1] которого управляет одним коммутирующим аппаратом и осуществляет переход на смежную ступень регулирования [1].A known method for controlling the power of a partitioned capacitor plant containing N three-phase capacitor sections, the power of which is selected in the ratio 1:1:...:1, and N switching devices, which consists in the fact that the switching of three-phase capacitor sections is carried out using switching devices according to the N-bit unitary code a N-1 …a 1 a 0 , each digit a i =[0,1] of which controls one switching device and transfers to an adjacent control stage [1].
Недостатком известного способа является ступенчатый характер регулирования мощности конденсаторной установки и соответственно низкая точность регулирования, обусловленная тем, что количество ступеней регулирования равно количеству трехфазных конденсаторных секций, а зона нечувствительности ступенчатой характеристики регулирования равна мощности трехфазной конденсаторной секции.The disadvantage of the known method is the stepwise nature of the power control of the capacitor unit and, accordingly, the low accuracy of control, due to the fact that the number of control steps is equal to the number of three-phase capacitor sections, and the dead zone of the stepwise control characteristic is equal to the power of the three-phase capacitor section.
Известен способ регулирования мощности секционированной конденсаторной установки, содержащей N трехфазных конденсаторных секций, мощность которых выбирается в соотношении 20:21:…:2N-1, и N коммутирующих аппаратов, заключающийся в том, что коммутацию трехфазных конденсаторных секций осуществляют с помощью коммутирующих аппаратов по N-разрядному прямому двоичному коду aN-1…а1а0, каждый разряд которого ai=[0,1] управляет одним коммутирующим аппаратом [2].A known method of controlling the power of a partitioned capacitor plant containing N three-phase capacitor sections, the power of which is selected in the ratio 2 0 :2 1 :…:2 N-1 devices according to the N-bit direct binary code a N-1 …a 1 a 0 , each bit of which a i =[0,1] controls one switching device [2].
Недостатком известного способа является ступенчатый характер регулирования мощности конденсаторной установки с зоной нечувствительности, равной мощности трехфазной конденсаторной секции с минимальной емкостью, и ограниченной точностью регулирования, определяемой количеством трехфазных конденсаторных секций.The disadvantage of the known method is the stepwise nature of the power control of the capacitor unit with a dead zone equal to the power of the three-phase capacitor section with a minimum capacity, and limited control accuracy, determined by the number of three-phase capacitor sections.
Кроме того, переход на смежную ступень регулирования должен обеспечиваться одновременной коммутацией нескольких трехфазных конденсаторных секций, что увеличивает общее количество коммутаций в процессе регулирования и сокращает срок службы коммутирующих аппаратов с механической контактной системой.In addition, the transition to an adjacent control stage must be ensured by the simultaneous switching of several three-phase capacitor sections, which increases the total number of switchings in the control process and reduces the service life of switching devices with a mechanical contact system.
Наиболее близким к предлагаемому является способ регулирования мощности секционированной конденсаторной установки, содержащей N основных трехфазных секций мощностью 20·Q0;21·Q0;…;2N-1·Q0, ветви которых соединены в треугольник и образованы последовательным соединением компенсирующего конденсатора и тиристорного контактора, заключающийся в том, что вычисляют фактическую реактивную мощность нагрузки по измеренным значениям тока и напряжения и производят коммутации тиристорных контактов, используя N-разрядный прямой двоичный код aN-1…а1а0, каждый разряд которого ai=[0,1] управляет тиристорными контакторами только одной основной трехфазной секции таким образом, чтобы суммарная мощность включенных в трехфазную электрическую сеть основных трехфазных секций была максимально близка, но не превышала фактическую реактивную мощность нагрузки [3].Closest to the proposed is a method for controlling the power of a partitioned capacitor plant containing N main three-phase sections with a capacity of 2 0 ·Q 0 ;2 1 ·Q 0 ;...;2 N-1 ·Q 0 , the branches of which are connected in a triangle and formed by a series connection of a compensating capacitor and thyristor contactor, which consists in the fact that the actual reactive power of the load is calculated from the measured values of current and voltage and the thyristor contacts are switched using the N-bit direct binary code a N-1 ... a 1 a 0 , each bit of which a i = [0,1] controls the thyristor contactors of only one main three-phase section in such a way that the total power of the main three-phase sections included in the three-phase electrical network is as close as possible, but does not exceed the actual load reactive power [3].
Недостатком известного способа является ступенчатый характер регулирования мощности секционированной конденсаторной установки с зоной нечувствительности, равной минимальной мощности 20·Q0 основной трехфазной секции, и ограниченной точностью регулирования, определяемой количеством трехфазных основных конденсаторных секций.The disadvantage of the known method is the stepwise nature of power regulation of a sectioned capacitor unit with a dead zone equal to the
Цель предполагаемого изобретения – уменьшение количества основных трехфазных секций и увеличение точности регулирования мощности путем формирования плавной регулировочной характеристики.The purpose of the proposed invention is to reduce the number of main three-phase sections and increase the accuracy of power control by forming a smooth control characteristic.
Поставленная цель достигается за счет того, что в состав секционированной конденсаторной установки вводят корректирующую трехфазную секцию мощностью Q0, ветви которой соединены в треугольник и образованы последовательным соединением компенсирующего конденсатора и тиристорного контактора, выполненного на запираемых тиристорах, и осуществляют импульсно-фазовое управление запираемыми тиристорами таким образом, чтобы ток каждого компенсирующего конденсатора корректирующей трехфазной секции обладал четной симметрией относительно моментов перехода через нулевое значение приложенного линейного напряжения трехфазной электрической сети за счет включения и выключения запираемых тиристоров при равенстве напряжения компенсирующего конденсатора линейному напряжению трехфазной электрической сети.This goal is achieved due to the fact that a corrective three-phase section with a power of Q 0 is introduced into the sectioned capacitor plant, the branches of which are connected in a triangle and formed by a series connection of a compensating capacitor and a thyristor contactor made on lockable thyristors, and pulse-phase control of lockable thyristors is carried out in such a way in such a way that the current of each compensating capacitor of the correcting three-phase section has even symmetry with respect to the moments of transition through the zero value of the applied linear voltage of the three-phase electrical network by turning on and off the lockable thyristors when the voltage of the compensating capacitor is equal to the linear voltage of the three-phase electrical network.
На фиг. 1 представлена функциональная схема секционированной конденсаторной установки, реализующей предполагаемый способ плавного регулирования мощности.In FIG. 1 shows a functional diagram of a sectioned capacitor unit that implements the proposed method for smooth power control.
На фиг. 2 представлены графики мгновенных значений линейного напряжения трехфазной электрической сети и компенсирующего конденсатора корректирующей трехфазной секции (а), управляющих импульсов включения/выключения запираемых тиристоров (б) и токов запираемых тиристоров (в).In FIG. Figure 2 shows the graphs of the instantaneous values of the line voltage of a three-phase electrical network and the compensating capacitor of the corrective three-phase section (a), the control pulses for turning on / off the lockable thyristors (b) and the currents of the lockable thyristors (c).
На фиг. 3 показана регулировочная характеристика корректирующей трехфазной секции.In FIG. 3 shows the adjustment characteristic of the corrective three-phase section.
На фиг. 4 представлены ступенчатая характеристика регулирования мощности основных трехфазных секций и плавная характеристика регулирования мощности секционированной конденсаторной установки.In FIG. 4 shows the stepwise power control characteristic of the main three-phase sections and the smooth power control characteristic of a sectioned capacitor unit.
Секционированная конденсаторная установка содержит N основных трехфазных секций 1.1,…,1.N, корректирующую трехфазную секцию 2 (на фиг. 1 показаны однолинейные схемы) и блок управления 3. Основные трехфазные секции 1.1,…,1.N содержат тиристорные контакторы 4.1,…,4.N и компенсирующие конденсаторы 5.1,…,5.N. Мощность основных трехфазных секций 1.1,…,1.N выбирается в соотношении 20:21:…:2N-1, причем мощность секции 1.1 выбирается минимальной и равной 20·Q0, а мощность секции 1.N выбирается максимальной и равной 2N-1·Q0. Корректирующая трехфазная секция 2 содержит тиристорный контактор, выполненный на запираемых тиристорах 6.1 и 6.2, и компенсирующий конденсатор 7. Мощность корректирующей трехфазной секции 2 выбирается равной Q0.The sectioned capacitor plant contains N main three-phase sections 1.1,…,1.N, a corrective three-phase section 2 (one-line diagrams are shown in Fig. 1) and a
Секционированная конденсаторная установка подключена к трехфазной активно-индуктивной нагрузке 8, питание которой осуществляется от трехфазной электрической сети 9. Линейное напряжение трехфазной электрической сети 9 измеряется трансформатором напряжения 10, а линейный ток трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 измеряется трансформатором тока 11.The sectioned capacitor unit is connected to a three-phase active-
В состав блока управления 3 входит модуль вычисления 12 реактивной мощности QН трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8, входы которого подключены к вторичным обмоткам трансформатора напряжения 10 и трансформатора тока 11. Выход модуля вычисления 12 реактивной мощности QН подключен к аналоговому входу N-разрядного аналогово-цифрового преобразователя 13 и к прямому входу «+» модуля импульсно-фазового управления 14. Цифровые выходы N-разрядного аналогово-цифрового преобразователя 13 подключены к управляющим входам тиристорных контакторов 4.1,…,4.N, причем младший разряд «а0» подключен к управляющему входу тиристорного контактора 4.1, а старший разряд «аN-1» подключен к управляющему входу тиристорного контактора 4.N. Выход модуля импульсно-фазового управления 14 подключен к управляющим входам запираемых тиристоров 6.1 и 6.2, а инверсный вход «-» подключен к выходу модуля вычисления 15 мощности QКС основных трехфазных секций 1.1,…,1.N, подключенных тиристорными контакторами 4.1,…,4.N к трехфазной активно-индуктивной нагрузке 8. Цифровые входы модуля вычисления 15 мощности QКС подключены к одноименным разрядам цифровых выходов N-разрядного аналогово-цифрового преобразователя 13.The
Предлагаемый способ плавного регулирования мощности секционированной конденсаторной установки заключается в следующем.The proposed method for smooth power control of a sectioned capacitor unit is as follows.
Вариации параметров трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8, питание которой осуществляется от трехфазной электрической сети 9, сопровождаются изменением величины потребляемой реактивной мощности. Модуль вычисления 12 реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 формирует по мгновенным значениям вторичного напряжения uС трансформатора напряжения 10 и вторичного тока iН трансформатора тока 11 аналоговый сигнал QН текущего потребления реактивной мощности по алгоритму, который определяется известным выражениемVariations in the parameters of a three-phase active-
где UC – действующее значение линейного напряжения трехфазной электрической сети 9, вычисляемое по мгновенным значениям вторичного напряжения uC с учетом коэффициента трансформации трансформатора напряжения 10; IH – действующее значение линейного тока трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8, вычисляемое по мгновенным значениям вторичного тока iН с учетом коэффициента трансформации трансформатора тока 11; φH – фазовый угол между кривыми мгновенных значений вторичного напряжения uC трансформатора напряжения 10 и вторичного тока iН трансформатора тока 11.where U C is the effective value of the line voltage of a three-phase electrical network 9, calculated from the instantaneous values of the secondary voltage u C , taking into account the transformation ratio of the
Аналоговый сигнал QН модуля вычисления 12 реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 преобразуется аналогово-цифровым преобразователем 13 в N-разрядный прямой двоичный кодThe analog signal Q N of the module for calculating 12 reactive power of a three-phase active-
aN-1…a1a0 a N-1 …a 1 a 0
таким образом, чтобы суммаso that the amount
20⋅а0+21⋅а1+…+2N-1⋅аN-1=[QH/Q0]2 0 ⋅а 0 +2 1 ⋅а 1 +…+2 N-1 ⋅а N-1 = [Q H /Q 0 ]
равнялось целой части отношения [QH/Q0], т.е. отношения текущего значения реактивной мощности QН трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 к мощности Q0 основной трехфазной секции 1.1. Разряды N-разрядного прямого двоичного кода, принимающие единичное значение ai=1, включает тиристорные контакторы 4.i основных трехфазных секций 1.i, а разряды, принимающие нулевое значение аj=0, выключают тиристорные контакторы 4.j основных трехфазных секций 1.j. В результате суммарная мощность подключенных к трехфазной электрической сети 9 основных трехфазных секций 1.1,…,1.Nwas equal to the integer part of the ratio [Q H /Q 0 ], i.e. the ratio of the current value of reactive power Q H of the three-phase active-
QКС=Q0⋅[20⋅а0+21⋅а1+…+2N-1⋅аN-1] (1)Q KS =Q 0 ⋅[2 0 ⋅а 0 +2 1 ⋅а 1 +…+2 N-1 ⋅а N-1 ] (1)
будет меньше текущего значения реактивной мощности QН трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 на величину, не превышающую мощность Q0 основной трехфазной секции 1.1.will be less than the current value of the reactive power Q N of the three-phase active-
Модуль вычисления 15 мощности включенных N-разрядным прямым двоичным кодом основных трехфазных секций 1.1,…,1.N формирует в соответствии с выражением (1) аналоговый сигнал QКС, который поступает на инверсный вход «-» модуля импульсно-фазового управления 14. На прямой вход «+» модуля импульсно-фазового управления 14 поступает аналоговый сигнал QН текущего значения реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8.The module for calculating 15 the power of the main three-phase sections 1.1, ..., 1.N included in the N-bit direct binary code generates, in accordance with expression (1), an analog signal Q KS , which is fed to the inverse input "-" of the pulse-
Модуль импульсно-фазового управления 14 осуществляет преобразование разности аналоговых сигналов (QН-QКС) в последовательности импульсов включения ON1, ON2 и импульсов выключения OF1, OF2 запираемых тиристоров 6.1, 6.2 корректирующей трехфазной секции 2, как показано на фиг. 2,б. Положение импульсов включения ON1 и выключения OF1 запираемого тиристора 6.1 симметрично относительно моментов перехода через нуль линейного напряжения uC трехфазной электрической сети 9 от отрицательных значений к положительным. Положение импульсов включения ON2 и выключения OF2 запираемого тиристора 6.2 симметрично относительно моментов перехода через нуль линейного напряжения uC трехфазной электрической сети 9 от положительных значений к отрицательным. В этом случае включение и выключение запираемых тиристоров 6.1 и 6.2 осуществляется при нулевой величине анодного напряжения, исключающей возможность возникновения бросков тока в процессе регулирования мощности корректирующей трехфазной секции 2, и одинаковой величине углов включения/выключения (фиг. 2,а)The pulse-
αON=αOF=α, αON =α OF =α,
где αON – угол включения запираемого тиристора 6.1(6.2); αOF – угол выключения запираемого тиристора 6.1(6.2).where α ON is the turn-on angle of the turn-off thyristor 6.1(6.2); α OF is the turn-off angle of the lockable thyristor 6.1(6.2).
После выключения запираемого тиристора 6.1(6.2) напряжение компенсирующего конденсатора 7 остается неизменным, как показано на фиг. 2,а, и равным значениюAfter turning off the lockable thyristor 6.1(6.2), the voltage of the compensating capacitor 7 remains unchanged, as shown in Fig. 2,a, and equal to the value
до очередного включения запираемого тиристора 6.2(6.1).until the next turn on of the lockable thyristor 6.2(6.1).
При указанных условиях кривая тока i6.1 (фиг. 2.в) запираемого тиристора 6.1 приобретает кусочно-синусоидальную форму, симметричную относительно момента перехода через нуль напряжения uC трехфазной электрической сети 9 от отрицательных к положительным значениям и обладающую поэтому четной симметрией относительно амплитудного значенияUnder these conditions, the current curve i 6.1 (Fig. 2.c) of the lockable thyristor 6.1 acquires a piecewise sinusoidal shape, symmetrical with respect to the moment of zero crossing of the voltage u C of the three-phase electrical network 9 from negative to positive values and therefore having even symmetry with respect to the amplitude value
где ω – круговая частота напряжения трехфазной электрической сети 9; C0 – емкость компенсирующего конденсатора 7 корректирующей трехфазной секции 2.where ω is the circular voltage frequency of the three-phase electrical network 9; C 0 - capacitance of the compensating capacitor 7 of the corrective three-
Кривая тока i6.2 запираемого тиристора 6.2 также приобретает кусочно-синусоидальную форму, но симметричную относительно момента перехода через нуль напряжения uC трехфазной электрической сети 9 от положительных к отрицательным значениям. Длительность интервала λ проводимости запираемого тиристора 6.1(6.2) определяется величиной угла включения/выключенияCurve current i 6.2 lockable thyristor 6.2 also acquires a piecewise sinusoidal shape, but symmetrical with respect to the moment of transition through zero voltage u C three-phase electrical network 9 from positive to negative values. The duration of the conduction interval λ of the lockable thyristor 6.1(6.2) is determined by the value of the on/off angle
λ=2⋅αλ=2⋅α
а диапазон изменения углов включения/выключения составитand the range of change of on/off angles will be
0≤α≤π/2.0≤α≤π/2.
При α=0 запираемые тиристоры 6.1 и 6.2 выключены, корректирующая трехфазная секция 2 отключена от трехфазной электрической сети 9 и не участвует в компенсации реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8. При α=π/2 запираемый тиристор 6.1(6.2) находится в проводящем состоянии в течение половины периода (λ=π) напряжения трехфазной электрической сети 9 и через компенсирующий конденсатор 7 протекает синусоидальный ток (тонкая линия на фиг. 2,в), а мощность корректирующей трехфазной секции 2 достигает максимальной величиныWhen α=0, the lockable thyristors 6.1 and 6.2 are turned off, the corrective three-
При промежуточных значениях углов включения/выключения α запираемых тиристоров 6.1, 6.2 ток i7 компенсирующего конденсатора 7At intermediate values of the on / off angles α of the lockable thyristors 6.1, 6.2, the current i 7 of the compensating capacitor 7
i7=i6.1+i6.2 i 7 \u003d i 6.1 +i 6.2
складывается из двух полуволн i6.1 и i6.2, приобретает кусочно-синусоидальную форму (жирная линия на фиг. 2,в) и соответственно сложный гармонический состав, который с учетом четной симметрии положительных (i6.1) и отрицательных (i6.2) полуволн определяется выражениямиconsists of two half-waves i 6.1 and i 6.2 , acquires a piecewise sinusoidal shape (bold line in Fig. 2, c) and, accordingly, a complex harmonic composition, which, taking into account the even symmetry of positive (i 6.1 ) and negative (i 6.2 ) half-waves, is determined by the expressions
где I7(1), I7(k) – амплитуды основной и высших гармоник тока компенсирующего конденсатора 7.where I 7(1) , I 7(k) are the amplitudes of the main and higher harmonics of the current of the compensating capacitor 7.
Анализ выражения (4) показывает, что в составе тока компенсирующего конденсатора 7 отличны от нуля только нечетные гармоники, т.е. гармоники с порядковыми номерами k=1,3,4,7,9,11,13… Относительные значения амплитуд I* 7(k)=I7(k)/Im высших гармоник тока компенсирующего конденсатора 7 при различных значениях углов включения/выключения α запираемых тиристоров 6.1, 6.2 представлены в таблице 1.Analysis of expression (4) shows that only odd harmonics in the current composition of the compensating capacitor 7 are different from zero, i.e. harmonics with serial numbers k=1,3,4,7,9,11,13… Relative values of the amplitudes I * 7(k) =I 7(k) /I m higher current harmonics of the compensating capacitor 7 at different values of the switching angles/ switching off α lockable thyristors 6.1, 6.2 are presented in table 1.
Таблица 1Table 1
Наиболее значимая по величине третья гармоника тока I* 7(3), а также остальные гармоники нулевой последовательности замыкаются в треугольнике ветвей корректирующей трехфазной секции 2 и не оказывают влияние на работу основных трехфазных секций 1.1,…,1.N.The most significant third current harmonic I * 7(3) , as well as the remaining harmonics of the zero sequence, are closed in the triangle of the branches of the corrective three-
При промежуточных значениях углов включения/выключения α запираемых тиристоров 6.1, 6.2 мощность корректирующей трехфазной секции 2, обеспечивающая компенсацию пропорциональной части реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8, определяется только основной гармоникой тока I7(1) компенсирующего конденсатора 7. С учетом данного обстоятельства мощность корректирующей трехфазной секции 2 будет определяться выражением At intermediate values of the on / off angles α of the lockable thyristors 6.1, 6.2, the power of the corrective three-
На фиг. 3 представлен график зависимости относительной величины мощности Q* 0(α)=Q0(α)/Q0 корректирующей трехфазной секции 2 от величины углов включения/выключения α запираемых тиристоров 6.1, 6.2, построенный по выражению (5). Зависимость Q* 0(α)=f(α) является регулировочной характеристикой мощности корректирующей трехфазной секции 2, которая имеет заметно нелинейный вид. Поэтому практический диапазон регулирования α=(0÷75)гр. заметно меньше теоретически возможного (0÷90)гр., но обеспечивает почти полный диапазон регулирования мощности Q* 0(α)=(0÷0,98) корректирующей трехфазной секции 2.In FIG. 3 shows a graph of the relative power Q * 0(α) =Q 0(α) /Q 0 of the corrective three-
Если вариации реактивной мощности ΔQH трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 не превышают максимальной мощности Q0 корректирующей трехфазной секции 2If the reactive power variations ΔQ H of the three-phase active-
ΔQH≤Q0,∆Q H ≤Q 0 ,
модуль импульсно-фазового управления 14 путем изменения углов включения/выключения α запираемых тиристоров 6.1, 6.2 обеспечивает точную компенсацию переменной реактивной мощностиthe pulse-
QH±ΔQH=QКС+Q0(α) (6)Q H ±ΔQ H =Q KS +Q 0(α) (6)
без изменения N-разрядного прямого двоичного кода на цифровых выходах аналогово-цифрового преобразователя 13 и соответственно без коммутаций основных трехфазных секций 1.1,…,1.N.without changing the N-bit direct binary code at the digital outputs of the analog-to-
Если вариации реактивной мощности ΔQH превышают максимальную мощность корректирующей трехфазной секции 2If the reactive power variations ΔQ H exceed the maximum power of the corrective three-
ΔQH>Q0,∆Q H >Q 0 ,
то модулем аналогово-цифрового преобразователя 13 формируется новый N-разрядный прямой двоичный код, разряды аj которого соответствуют измененной величине реактивной мощности (QH±ΔQH) трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8. В соответствии с новым N-разрядным прямым двоичным кодом изменится и состав подключенных тиристорными контакторами 4.1,…,4.N к трехфазной электрической сети 9 основных трехфазных секций 1.1,…,1.N, суммарная мощность которых меньше реактивной мощности (QH±ΔQH) трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 на величину, не превышающую величину Q0. Происходит «грубая» компенсация, затем корректирующая трехфазная секция 2 обеспечивает выполнение условия (6) точной компенсации изменившейся реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8.then the analog-to-
Зависимость суммарной мощности QКС основных трехфазных секций 1.1,…,1.N от значений аi=[0,1] отдельных разрядов N-разрядного прямого двоичного кода аналогово-цифрового преобразователя 13 имеет ступенчатый характер, как показано на фиг. 4. Основная особенность ступенчатой характеристики QКС=f(aN-1aN-2…a1a0) заключается в том, что мощность двух любых смежных ступеней отличается на величину максимальной мощности Q0 корректирующей трехфазной секции 2. Поэтому при любом значении N-разрядного прямого двоичного кода корректирующая трехфазная секция 2 позволяет осуществлять плавное регулирование мощности в пределах любой ступени ступенчатой характеристики QКС=f(aN-1aN-2…a1a0). Таким образом, регулировочная характеристика мощности QКУ секционированной конденсаторной установки в целомThe dependence of the total power Q COP of the main three-phase sections 1.1,...,1.N on the values a i =[0,1] of the individual bits of the N-bit direct binary code of the analog-to-
QКУ=QКС+Q0(α) Q KU =Q KS +Q 0(α)
формируется путем наложения на каждую ступень регулировочной характеристики мощности основных трехфазных секций 1.1,…,1.Nis formed by imposing on each step the power control characteristic of the main three-phase sections 1.1, ..., 1.N
QКС=f(aN-1aN-2…a1a0)Q KS =f(a N-1 a N-2 …a 1 a 0 )
плавной регулировочной характеристики корректирующей трехфазной секции 2smooth control characteristic of the corrective three-
Q0(α)=f(α),Q 0(α) =f(α),
как показано на фиг. 4. В результате наложения ступенчатая характеристика регулирования мощности основных трехфазных секций 1.1,…,1.N преобразуется в непрерывную, плавную регулировочную характеристику мощности секционированной конденсаторной установкиas shown in FIG. 4. As a result of the superposition, the stepwise power control characteristic of the main three-phase sections 1.1, ..., 1.N is converted into a continuous, smooth power control characteristic of a sectioned capacitor unit
QКУ=f(aN-1aN-2…a1a0,α),Q KU =f(a N-1 a N-2 …a 1 a 0 ,α),
которая показана на фиг. 4 волнистой линией и является функцией двух параметров:which is shown in Fig. 4 as a wavy line and is a function of two parameters:
- цифрового, которым является N-разрядный прямой двоичный код, обеспечивающий «грубую» компенсацию реактивной мощности;- digital, which is an N-bit direct binary code that provides "rough" reactive power compensation;
- аналогового, которым является угол включения/выключения α, обеспечивающий точную компенсацию реактивной мощности.- analog, which is the on / off angle α, which provides accurate reactive power compensation.
При вариациях реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 в диапазонеWith variations in the reactive power of a three-phase active-
0<QН≤QН(max)=[(20+21+…+2N-1)·Q0+Q0]0<Q H ≤Q H(max) =[(2 0 +2 1 +…+2 N-1 ) Q 0 +Q 0 ]
плавная регулировочная характеристика мощностиstepless power characteristic
QКУ=f(aN-1aN-2…a1a0,α),Q KU =f(a N-1 a N-2 …a 1 a 0 ,α),
изображенная на фиг. 4, позволяет устанавливать равное значение мощности секционированной конденсаторной установки, всегда обеспечивая режим (6) полной компенсации.shown in FIG. 4, allows you to set an equal value for the power of a sectional capacitor bank, always providing mode (6) of full compensation.
Мощность Q0 корректирующей трехфазной секции 2 при известной величине максимальной реактивной мощности QH(max) трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 определяется количеством N основных трехфазных секций 1.1,…,1.N. В таблице 2 представлены значенияThe power Q 0 of the corrective three-
мощности корректирующей трехфазной секции 2 в процентах от максимальной реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8 при различном количестве N основных трехфазных секций 1.1,…,1.N.power of the corrective three-
Таблица 2table 2
Как видно, уже при N=4 мощность корректирующей трехфазной секции 2 составляет только 6,25% максимальной реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8. Поэтому количество основных трехфазных секций в предлагаемой секционированной конденсаторной установки может быть ограничено указанным значением (N=4 и даже N=3) при сохранении способности обеспечивать режим полной компенсации при любых вариациях реактивной мощности трехфазной активно-индуктивной нагрузки 8.As you can see, already at N=4, the power of the corrective three-
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить положительный эффект, который заключается в уменьшении количества основных трехфазных секций и повышении точности регулирования мощности секционированной конденсаторной установки за счет формирования плавной регулировочной характеристики.Thus, the proposed invention makes it possible to obtain a positive effect, which consists in reducing the number of main three-phase sections and increasing the accuracy of power control of a sectioned capacitor plant due to the formation of a smooth control characteristic.
Источники информации, использованные при экспертизеSources of information used in the examination
1. Статические компенсаторы реактивной мощности в электрических системах: Пер. тематического сб. рабочей группы Исследовательского Комитета №38 СИГРЭ/Под ред. И.И. Карташева. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 174 с. (Энергетика за рубежом).1. Static reactive power compensators in electrical systems: Per. thematic Sat. Working Group of the Study Committee No. 38 CIGRE / Ed. I.I. Kartashev. – M.: Energoatomizdat, 1990. – 174 p. (Energy abroad).
2. Статические компенсаторы реактивной мощности в энергосистемах: Карташев И.И., Чехов В.И. / Под ред. Ю.П. Рыжова. – М.: Изд-во МЭИ, 1990. – 68 с.2. Static reactive power compensators in power systems: Kartashev I.I., Chekhov V.I. / Ed. Yu.P. Ryzhov. - M .: Publishing House of MPEI, 1990. - 68 p.
3. Ивлев М.Л., Черевко А.И. Экспериментальная установка компенсатора реактивной мощности дискретного типа // ЭЛЕКТРО. – 2005. - №3. – С. 30-32.3. Ivlev M.L., Cherevko A.I. Experimental setup for a discrete-type reactive power compensator // ELEKTRO. - 2005. - No. 3. - S. 30-32.
Claims (1)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2774841C1 true RU2774841C1 (en) | 2022-06-23 |
Family
ID=
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2302068C2 (en) * | 2005-07-05 | 2007-06-27 | Дочернее открытое акционерное общество "Электрогаз" Открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" | Capacitor unit |
RU2749606C1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-06-16 | Владимир Степанович Климаш | Method for three-stage adjustment of reactive power by a condensing unit |
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2302068C2 (en) * | 2005-07-05 | 2007-06-27 | Дочернее открытое акционерное общество "Электрогаз" Открытого акционерного общества "ГАЗПРОМ" | Capacitor unit |
RU2749606C1 (en) * | 2020-08-31 | 2021-06-16 | Владимир Степанович Климаш | Method for three-stage adjustment of reactive power by a condensing unit |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Ивлев М.Л. и др. Экспериментальная установка для исследования компенсатора реактивной мощности дискретного типа, "Электро. Электротехника, электроэнергетика, электротехническая промышленность", 2005, N3, с.30-32. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CA2948100C (en) | Continuously variable saturable shunt reactor | |
GB2294821A (en) | Multilevel converter | |
EP0575589B1 (en) | Controlled power supply | |
US4560917A (en) | Static VAR generator having reduced harmonics | |
US10096999B2 (en) | Gas tube-switched flexible alternating current transmission system | |
CA1041172A (en) | Phase shifter | |
RU2774841C1 (en) | Method for smooth power control of a sectioned capacitor unit | |
RU2478236C1 (en) | Controlled shunting reactor-transformer | |
EP0225200B1 (en) | Dc power supply device for at least two electric loads with a common polarity, especially for supplying multiple electric arcs | |
Li et al. | A three-port PSFB/DAB-MMC PET with inertia enhancement under LVDC disturbance | |
RU2697259C1 (en) | Device for per-phase compensation of reactive power | |
RU2156024C1 (en) | Three-phase sine-voltage regulator with high- frequency section | |
RU2254658C1 (en) | Transistorized tree-phase reactive-current supply | |
RU2802915C1 (en) | Reactive power compensator control method | |
RU57527U1 (en) | THREE-PHASE AUTONOMOUS CURRENT INVERTER WITH CONTROL ASYMMETRY OF VOLTAGE IN THE OUTPUT | |
Patil et al. | Microcontroller based TBSC compensator with transient free switching for reactive power compensation | |
Gupta et al. | Maximization of injected power and efficiency based optimal location of DPFC using iterative procedure | |
SU1115180A2 (en) | Conditionally-twelve-phase compensating cascade converter | |
CN112350557B (en) | Control method for improving continuous operation capacity under impact current of railway purification power supply | |
RU2670269C1 (en) | Reactor group switched by thyristors | |
RU2359394C1 (en) | Converter of three-phase ac voltage into dc voltage | |
Asghar | Digital control of thyristor switched reactors using discontinuous phase controlled switching | |
SU1513590A1 (en) | Three-phase d.c.-a.c. converter | |
SU1458949A1 (en) | A.c. to d.c. voltage converter | |
RU1788552C (en) | Method of quick-response stabilization of parameters of electric power in multiphase system |