SE417472B - Kondensatorutrustning for anslutning till ett vexelspenningsnet - Google Patents

Description

15 20 25 50 7111515-2 2 möjliggörs användandet av ekonomiskt fördelaktiga växelspänningskondensatorer.

Varje ompclarisering ger dock upphov till en transient ström och därmed en. transientspëümirzg i nätet, vilket kan utgöra en nackdel i vissa tillämpningar (t ex i form av besvärande blinkningar i till nätet ansluten belysning).

Det är vidare kan: (genom den svenska utiäggzungsskriften Bee 082) att undvika lzikspäinzingspåkänning på. kondensatorerna genom att omedelbart (inom en kvarts- period) efter frânkopplingen urladda kondensatorerna helt och att omedelbart (inom en kvartsperiod) före inkopplingen ladda upp kondensatorerna till nät- spänningens toppvärde. Även i detta fall uppkommer (speciellt vid urladdningen) besvärande strömstötar och spänningstraiisienter i nätet.

Det är vidare känt, och oftast av säkerhetsskäl ett krav, att ha. ett parallellt med kondensatorn anslutet urladdningsmotstånd som långsamt Izrladdar kondensa- torn, typiskt med en tidskonstant på några minuter.

Uppfinningar: avseratt åstadkomma en utrustning av inledningsvis angivet slag, där växelströmskondensatorer kan användas, där de besvärande strömstötarna vid ompolarisering och urladdzüng helt undvikas och där uppladdningsströmstöten nedbringas till ett minimum.

Vad som känneteclmar uppfinningen framgår av bifogade patentkrav.

Etnligt uppfinningen axzvänds det som regel redan befintliga urladdningsmotstån- det för urladdning av kondensatorn efter frånkoppling. Härigenom erhålles en långsam urladdning helt utan besvärande IstrÖmstÖtar. En order om förnyad in- koppling kan erhållas när som helst efter frånkopplingen, alltså även innan kondensatorn är helt urladdad. För att reducera uppladdningsströmstöten avkänns enligt -uppfirmingen kondensatorspänriingen och nätspänníngens momentanvärde och en styrsignal till strömställaren för inkoppling av kondensatorn avges i bero- ende av skillnaden mellan dessa spänningar. Enligt en föredragen utföringsform styrs strömställare!! till ledande tillstånd i det ögonblick då nätspärmingen är lika med kondensatorspänningen, men styrsigzxalen till strömställaren kan alternativt avges något tidigare eller något senare än detta ögonblick. Det har visat sig att uppladdningsströmstöten och därmed spänningstrazisienterna i natet när-igenom begränsas tm ett minimum.

Enligt en utföringsfom hålls kondensatorn uppladdad till nätspänningens topp- värde under ett tidsintervall efter frånkopplingen genom att periodiska. styr- pulser-avges till strömställaren, lämpligen under en förutbestämd tid efter 10 15 20 25 50 7711515-2 früxücopplingon, t ex 50-60 sek. Det har nämligen visat sig att kondensatorerna ofta in- och urkopplas med täta mellanrum, t ex vid störningar i nätet. Genom att kondensatorn hålls uppladdad under en tid efter varje frânkopplixxg 'undviks vid dylika förlopp även uppladdningsströmstötarna helt. Den kortvariga lik- spänrxingspålcäzmingen innebär ingen olägenhet för kondensatorn.

Uppfirmingen skall i det följande beskrivas i anslutning till bifogade figu- rer, där fig 1 visar en utrustning enligt uppfinningen och fig 2 förloppet hos några av de i utrustningen förekommande storheterna och signalerna.

Till ett växelspärmingsnät 1 med spänningen UN är en kondensator C ansluten via två antiparallella tyristorer 'P1 och T2. I serie med kondensatorn är en liten reaktor RE anordnad för begränsning av tidsderivatan hos strömmen genom tyristorerzza. Kondensatorn används för att generera reaktiv effekt. I ett ty- piskt fall utgör den en del av en större utrustning med ett flertal kondensa- torer som kan kopplas till och från alltefter behovet av kapacitiv effekt. Van- ligen är nätet trefasigt, och kondensatorema ligger därvid anslutna mellan fasledarna, eller mellan fasledarna och nätets nollpuxflct. En utrustning av detta slag kan användas för att kompensera den av induktiva förbrxalcare konsu- merade reaktiva effekten, för spàlnningsstabilisering, eller för höjande av stabiliteten hos ett nät.

Kondensatorn är på i och för sig känt sätt försedd med ett urladdningsmotstånd R som efter urkoppling laddar ur kondensatorn med en tidskonstant på exempelvis någon minut eller några minuter.

In- och urkoppling av kondensatorn styrs av en signal Q, som exempelvis kan erhållas från ett överordnat styrdon. Q = 1 anger att kondensatorn skall vara. inkopplad och Q = O att den skall vara urkopplad.

En enhet 2 avkänner nätspäzmingen UN och avger korta. pulser ÄÜN och -ÛN vid nät- späzmingens positiva respektive negativa maxima. Pulserna +ÛN är visade heldragia och pulserna -ÜN etreokade i fig 2.

Ett mätdon 5, som i princip kan vara en till en spänningsdelare ansluten för- stärkare, avger en signal UC som motsvarar spänningen över kondensatorn C.

Ett jämförelsedon 4 tillförs nätspäzmingen UN och kondensatorspänningen UC och avger en kort puls k när UC = UN. 10 15 20 25 30 7711515-2 4 En fördröjningslcrets 5 avger, när Q, ändras från 1 till 0, en logisk etta under en förutbestämd tid, t ex 60 sek (signalen d).

En nivåvippa 6 avger signalen p och dess invers p, där p = 1 om UC > O och p = O om UC < O.

Styrutrustningen är i övrigt uppbyggd av OCH-lcretsarna 7, 8, 9, 10, 16, 18, 19, 20 och ELIEEZ-lcretsarna 11, 12, 15, 17.

OGH-laetsarna 19 och 20 bildar en vippa. Vid irzkopplizig av kondensatorn blir utsignalen från Icretsen 20 en etta, varvid ettor avges från luretsarna. 11 och 12 (signalerna t1 och ta). Styrdonen 15 och 14 avger därvid kontinuerliga styr- sigrxaler till tyristorenxa T1 och T2 som omväxlande leder kondensatorströmmen under var sin halv-period.

Vippan 19-20 slås till av en nolla. från kretsen 18, dvs när signalerna Q, och k samtidigt blir ettor. Vippan slås från om utsignalen från kretsen 17 blir noll, vilket inträlffar när både Q, och utsignalen från kretsen 16 'blir noll.

Vid order om izxkoppling av kondensatorn blir Q, = 1. När därefter UC = UN avges en kort puls k från enheten 4, vippen 19-20 slås till och tyristorerrza får styrström.

När kondensatorn skall kopplas från blir Q, = 0. Vid nästa maximum hos UN er- hålles en kort puls från en av lcetsarna 7 eller 8, varvid via kretsarna 15, 16 och 17 en kort nollpuls avges till vippen, som därvid slås från, varvid tyristorerna blir oledande.

Efter frånslag är sig-Aslan d från kretsen 5 en etta under den ovan nämnda förutbestämda tiden. Via. kretsarna 7, 8, 9, 10 avges under denna tid korta _ tändpulser en gång per period till en av tyristorenza för underhållsladdnirxg av kondensator, vars spänning under derma. tid förblir densamma som i frångslags- ögonblicket. Når signalen d efter utgången av den förutbestämda tiden blir noll upphör tändpulsema, och kondensatorn laddas långsamt ur genom motståndet R.

Utrustningens funktion skall nu beskrivas i anslutning till fig 2 som överst visar UN ooh UC, och dârunder signalerna Q, +UN, p, k, d, 1:1, t2 som fuzxktion av tiden. I utgångsläget antas kondensatorn vara helt urladdad, dvs UC = 0.

Vid t s 1:1 blir Q = 1' vilket anger att kondensatorn skall inkopplas. Vid t = ta 10 15 20 25 30 7711515-2 5 är UN = UC = 0 och en kort puls k = 1 avges :från enheten 4. Vippan 19-20 slår till och en kontinuerlig styrsigrlal avges till tyristorema, varvid dessa bör- jar föra ström växelvis. Kondensatorn ligger nu inkopplad till nätet och UC följer UN (bortsett från det försumbara späxmingsfallet i reaktorn och tyris- torerrm).

Vid t = t5 indikeras önskad frånkopplirxg av kondensatorn genom att Q blir noll.

Vid nämast följande positiva eller negativa nätspäzmmgsmaximum (i detta fall det positiva) avges en kort ett-puls (vid t = t 4) från enheten 2 via lcretsarna 7 och 15 till lcretsen 16, som därvid via kretsen 17 avger en kort noll-puls som slår vippen 19-20 i läge från. Utsigzxalen från kretsen 20 blir därvid noll och den kontinuerliga styrsigaalen till tyristorerna upphör.

Samtidigt som Q, blir noll blir utsignalen d från kretsen 5 en etta. kondensa- torn kvarligger uppladdad till nätspäxmingens positiva toppvärde och signalen p från enheten 6 är en etta.. Vid varje positivt nätspäzmingsmaximum vidarebe- fordras därför pulsen +IÜN via kretsarna 7, 9 och 11 till styrdonet 15, som av- ger en kort styrpuls till twistorn T1. Kondensatorspänningen (som hinner sjunka något under en period) återföra därigenom en gång per period till nät- spänningens positiva toppvärde, och kondensatorn kvarligger alltså under den av kretsen 5 bestämda tiden uppladdad till den spänning den hade i frånslw- ögonblicket, dvs nätspänningens positiva toppvärde.

Vid t = ts har den ovazmämxda förutbestämda tiden löpt ut och d blir noll.

Inga tändpulser tillförs då tyristorerrxa, och kondensatorn laddas långsamt ur genom motståndet R. ' Innan kondensatorn hunnit bli helt urladdad blir vid t = t6 Q, = 1, dvs konden- satorn skall ånyo kopplas in. Kretsen 4 avger vid t = t7, då UN = c, en puls k till kretsen 18 som slår till vippen 19-20, varigenom kondensatorn kopplas in och förblir inkopplad.

I den. ovan beskrivna. utrustningen inkopplas kondensatorn till nätet i det ögon- blick då. UN = UC. .Det är ej nödvändigt att styrsiglalen till tyristorerna av- ges exakt i detta ögonblick. Den kan avges något tidigare eller något senare, dvs styrorgnen kan exempelvis avge styrsigxxal när [UN - c|l< A där A är ett konstant värde. OmA = 0 erhålles det ovan beskrivna fallet.

Claims (2)

1. 7711515-2 PATFPÅITIRÅV 1. Kondensatorutrxxetnmg för anslutning till ett växelspänningsnät (1), innefattande en kondensator (C) i serie med en dubbelriktad statisk ström- ställer-e (T1, T2), styrorgan anordnade att avge en styrsigzxal till ström- ställaren för in- och urkoppling av kondensatorn, samt ett till kondensatorn anslutet urladdningsmotstånd (R) för urladdning av kondensatorn efter dess bonnnonpliing från natet, k a n n e n e o k n e d den-ev, ett utrustningen innefattar epänningekamende organ (3, 4) anordnade ett evkänne momenten- värdena hos nätspäzmingen (UN) och hos kondensatorspänningen (UC) och att i beroende av skillnaden mellan dessa värden avge en styrsigzxal till ström- ställaren för inkoppling av kondensatorn, samt att utrustningen innefattar organ (s, 7-10) anordnade ett under ett tideinterveil (nä-ns) efter 'nort- koppling av kondensatorn från nätet periodiskt avge styrpulser till ström- ställaren på. sådant sätt att kondensatorn hålls uppladdad med konstant pola- ritet under nämnda. intervall, och att därefter ej avge några styrpulser till tyristorerna, varigenom kondensatorn efter intervallets slut urladdas genom - urladdningsmotståndet (R) .

2. Kondensatorutrzxstning enligt patentkrav 1, k ä. n n e t e o k n a d därav, att nämnda spänningskännande organ (4) är anordnade att avge en styr- signal till strömställaren när skillnaden mellan nät- och kondensatorspän- ningens momentanvärden understiger en förutbestämd nivå.. 5. Kondensatorutrxistning enligt patentkrav 1, k ä. nn e t e c k n a d därav, att nämnda. späzmingskämxande organ (4) är anordnade att avge en styr- signal till strömställaren när nätspäzmingens momentanvärde överensstämmer med kondensatorspänningen. ANFÖ RDÅ PUBLIKATIONER : s ° 353 821 (Hozi s 18 szífieï: 497 061 (H92i _ /1o)