SE455244B - Skyddskrets for en reaktiv energi kompenserande anordning - Google Patents

Description

* 40 455 244 2 överspänningen på kondensatorernas eller tyristorernas kläm- mor, nämligen överspänningsavledare med olinjära motstånd.

Dessa har emellertid ofta otillräckliga möjligheter att snabbt absorbera den i kondensatorerna lagrade energin vid uppträdande fel.

Uppfinningen syftar till att förbättra skyddet för en så- dan anordning och att reducera förlusterna.

Detta syfte uppnås genom att kompenseringsanordningen enligt uppfinningen erhållit de i patentkravet angivna känne- tecknen.

En utföringsform av uppfinningen beskrivs nedan under hän- visning till bifogade ritningar. Där visar fig_l kopplings- schemat för en trefasig kompenseringsenhet av tidigare känd typ, §ig¿g kopplingsschemat, gällande en fas, för en kompense- ringsenhet med skyddsanordningen enligt uppfinningen och fig_§ ett mera detaljerat kopplingsschema än i fig 2 för anordningen enligt uppfinningen.

Det i fig 1 visade arrangemanget representerar en tidigare känd trefasig kompenseringsenhet. Varje fas har en seríekopp- ling av en induktor 1, en kondensator 2 och en statisk ström- ställare 3 med två tyristorer 4 och šfwÄrrangemanget är triangelkopplat och via ledare 6, 7 och 8 förbundet med det nät, som skall kompenseras. Detta ger då en kompenseringsenhet, och flera identiskt lika sådana kan förekomma,exempelvis tvâ, och man inlägger i allmänhet dessutom en enhet, som ej har någon kondensator utan blott induktorer, för att möjliggöra finreglering av kompenseringen genom reglering av strömmen i enheten medelst tyristorerna i den statiska strömställaren.

Enligt uppfinningen - och såsom framgår av fig 2 som visar blott en enda fas i kompenseringsenheten - är kondensatorn försedd med en urladdníngsanordning, bestående av en induktiv impedans 9, som.är i stand att absorbera stor energi under mycket kort tid, och en statisk strömställare 10, som har två tyristorer 11 och 12. Den statiska strömställaren 10 styrs av en elektronisk undergrupp 13, 14 och 15 för mätning och styr- ning, vilken närmare beskrivs i anslutning till fig 3. Denna undergrupp styr tändningen av strömställaren 10, när spänning- en över klämmorna på-huvudströmställaren 3 eller spänningen över klämmorna på_urladdningsströmställaren 10 överstiger en pà förhand bestämd tröskel. 1D 40 3 455 244 Enligt den valda tändningsfaktorn för kretsen med kondensa- torn 2 och impedansen 9 kan man åstadkomma urladdningen av kondensatorn 2 under en eller också två på varandra följande faser, eller helt enkelt omkasta laddningen.

Fig 3 visar en praktisk utföringsform, där den statiska kompenseringsenheten innefattar induktorn 1 och kondensatorn 2 i fig 2, vilken bildas av ett flertal delkondensatorer 16.

Dessa element är seriekopplade med en statisk strömställare, som består av ett flertal tyristorer 17. Urladdningsanordningen för kondensatorerna 16 innefattar den induktiva impedansen 9, som är parallellkopplad med kondensatorernas 16 klämmor via en statisk strömställare, som innefattar ett flertal tyristorer 18. Gruppenheten för mätning och styrning av tyristorerna 18 innefattar en mätningsreducerare 19, som i huvudsak består av en potentiometer med placering över tyristorernas 17 klämmer och verkande på en tröskeldetektor 20 med hysteres, som via en lysdiod 21 fiberoptik alstrar ljuspulser, vilka går mot marken via en 22. Vid marken mottas på kollektorn till en foto- transistor 23 en elektrisk puls när spänningen på tyristorernas 17 klämmor överskrider den inställda tröskeln.

Analogt är till tyristorns 18 klämmor en identiskt lika mät- ningskedja ansluten, som innefattar likartade element 19', ', 21', 22' och 23', närvaro vid 23' anger att den valda tröskeln för spänningen vilka mot marken utsänder en puls, vars över kondensatorernas 16 klämmor har överskridits. Dessa in- formaticwer behandlas därefter i en krets 24, som innefattar en ELLER-grind, vilken mottar utsignalerna från fototransís- torerna 23 och 23'. såsom matarspänningen till kompenseringsenheten eller strömmen Kretsen 24 mottar även andra informatiener, i tyristorerna 17. Tändpulserna för tyristorerna 18 beräknas och utsänds mot tyristorerna på optisk väg.

Nedan skall ett exempel beskrivas, som visar betydelsen av anordningen enligt uppfinningen för snabb urladdning av kon- densatorn 2 (fig 1).

Det antas att strömställaren 3 är sammansatt av fyrtio seriekopplade tyristorer, vilka är i stånd att spärra en spän- ning lika med fyra gånger värdet på amplituden av matarspän- ningen för kompenseringsenheten, tenderande att uppträda över strömställarens 3 klämmor i frånvaro av urladdningsanordningen enligt uppfinningen. 455 244 4 Med hjälp av anordningen enligt uppfinningen bestämmer man att redmæraden maximala spänningen på strömställarens 3 klämmor till 2,6 gånger värdet på den nominella amplituden av matarspänningen för kompenseringsenheten, vilken är medveten om att en temporär funktion under en matarspänning, som över- stiger det nominella värdet med 2 %, hypotetiskt erfordras.

Om man då antar att vid denna drift uppträder det i början av beskrivningen angivna felet med ofrivillig tändning av tyristorerna, får man en maximal spänning på kondensatorns 2 klämmer lika 1,4 gånger det nominella värdet på amplituden av matarspänningen för kompenseringsenheten, och en halvperiod senare föreligger på strömställarens 3 klämmor en spänning lika med 2,6 gånger nämnda amplitud. Sålunda bör urladdnings- strömställaren 10 enligt uppfinningen (fig 2) hålla 1,4 gånger denna amplitud utan utlösning av urladdningsprocessen och den kommer att innehålla fjorton tyristorer i serie. Huvudström- ställaren 3 bör hålla 2,6 gånger denna amplitud och ej ha mer än tjugosex transistorer i serie.

Fördelarna med uppfinningen torde vara uppenbara. I själva verket kommer vid normal drift huvudströmmen att blott gå genom tjugosex tyristorer i stället för fyrtio, varvid åter- vinningen av förlusterna uppgår till 35%, vilket minskar kost- naderna för kylsystemet och höjer värdet av investeringskost- naderna utan att öka det totala antalet tyristorer. Tyristorer- na 18 har med hänsyn till sin intermittenta funktion ej något behov av något system för värmebortledning.

Utanför den för utnyttjande avsedda driftszonen träder an- ordningen i funktion mycket snabbt och under full säkerhet, varvid återgången till normal funktion sker mycket snabbt.

Claims (1)

1. 5 455 244 Patentkrav Anordning för kompensering av den reaktiva elektriska energin i ett nät, i vilket är inkopplat minst en kompenserings- enhet, innefattande en induktor (1), en kondensator (2) och en första dubbelriktad strömställare med seriekopplade tyristorer (3), varvid till klämmorna på kondensatorn (2) är en induktiv impedans (9) och en andra dubbelriktad strömstäl- lare med tyristorer (10) anslutna i serie, k ä n n e t e c k- n a d därav att anordningen innefattar organ för styrning av tändningen av tyristorerna i nämnda andra dubbelríktade strömställare, vilka styrorgan är underställda verkan av en signal, som avges av en krets (15) med en ELLER-grind, som på ingångsidan är förbunden med dels en första mätkrets (14) med detektering av en på förhand bestämd tröskel för spänningen' över klämmorna på den Första strömställaren och å andra sidan en andra mätkrets (13) med detekterig av en på förhand bestämd tröskel för spänningen över klämmorna på den andra ström- ställaren.