SU1654919A1 - Способ управлени компенсатором реактивной мощности - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к области электротехники и может быть использовано в устройствах компенсации реактивной мощности. Цель - увеличение ресурса компенсатора за счет снижени  перегрузок его элементов по напр жению и току при отключении рпошчател . Отключение от сети 1 конденсаторной батареи 4 с помощью выключател  2 сопровождаетс  сверхтоками и перенапр жени ми, которые сокращают ресурс компенсатора и могут привести к пробою вентилей 5, на которые воздействуют повышенные напр жени . Это вызвано тем, что к контактам выключател  2 на врем  его коммутации прикладываетс  напр жение, равное двойной амплитуде напр жени  сети 1„ В режиме, предшествующем отключению , угол управлени  вентил ми 5 определ етс  значением сигналов на выходе автоматического регул тора в соответствии с заданным законом регулировани , например, по отклонению напр жени  в сети 1. После поступлени  на управл ющий вход привода 3 команды извне на отключение выключател  2 установка угла управлени  производитс  в момент прекращени  тока в цепи выключател  2 либо в момент по влени  разности напр жений на его контактах. 3 з.п. ф-лы, 8 ил. о 9 (Л о ел 4ь СО СО

Description

Изобретение относитс  к области -электротехники и может быть использовано в устройствах компенсации реактивной мощности.

Цель изобретени  - увеличение ресурса компенсатора за счет снижени  перегрузок его элементов по напр же- :Нию и току при отключении выключател  .

На фиг.1 показана схема одной фазы (СТК) статических тиристорных компенсаторов; на фиг.2 - рабоча  схема замещени ; на фиг.З - диаграмма тока и напр жений в схеме при отключе-- нии СТК от сети с выключенными венти- .р ми; на фиг.4 - диаграмма токов и (напр жений в схеме СТК при его отключении от сети с включенными вентил -w

ми; на фиг. 5-8 - функциональные схе мы устройств, осуществл ющих предлагаемый способ управлени .

На фиг.1 показана схема одной из фаз СТК, подключенного к сети 1 переменного напр жени  через выключатель 2 с приводом 3, имеющим управл ющий вход. СТК содержит конденсаторную батарею 4,, параллельно которой через встречно-параллельно соединенные управл емые вентили 5 подключен индук- тивный элемент 6„ Индуктивный элемент 6 может быть выполнен в виде реактора , трансформатора-реактора, комбина ции реактор - трансформатор и т„п. На фиг.2 дана расчетна  схема эамеще- ни  дл  процесса отключени  СТК от сети переменного тока. На схеме введены следующие обозначени  1 х sin 9 ЭДС сети 1 переменного тока; Ет амплитуда ЭДС сети; где СО кругова  частота ЭДС сети; t - врем ; 1Ф- ток фазы СТК; ic - ток конденсаторной батареи 4; ib - ток индуктивного элемента 6; - реактивное сопротивление элемента 6; Xfi- реактив- ное сопротивление конденсаторной батареи 4; UЈ - напр жение на выключателе 2; Uc - напр жение на конденсаторной батарее 4.

Устройства (фиг.5-7) содержат ав тематический регул тор 7, соединенный через переключатель 8 с входом системы 9 импульсно-фазового управлени , выход которой соединен с управл ющими входами вентилей 5 непо средственно либо через ключ 10„ Второй вход переключател  8 подключен к выходу блока 11 установки угла управлени  в режиме отключени . Управ .л ющий вход переключател  8 соединен с выходом элемента 12 времени либо через первый элемент НЕ 13 с выходом датчика 14 наличи  тока, включенного последовательно с выключателем 2, либо с выходом датчика 15 разности напр жений, входы которого присоединены к выводам выключател  2.

Управл ющий вход ключа 10 соединен с выходом элемента И 16, первый вход которого соединен с управл ющим входом привода 3, а второй вход либо через элемент НЕ 17 присоединен к выходу элемента 12 времени или датчи- (ка 15 разности напр жений либо непосредственно к выходу датчика 14 наличи  тока.

Способ управлени  СТК заключаетс  в следующем.

Отключение от сети 1 конденсаторной батареи 4 с помощью выключател  2 сопровождаетс  сверхтоками и перенапр жени ми , которые сокращают ресурс СТК и могут привести к пробою вентилей 5j на которые воздействуют повышенные напр жени . Это вызвано тем, что к контактам выключател  2 на врем  его коммутации прикладываетс  напр жение , рапное двойной амплитуде напр жени  сети 1. Это напр жение может привести к повторным пробо м межконтактного промежутка выключател  2. Предотвратить повторные пробои можно путем снижени  напр жени , прикладываемого к контактам выключател  2 на врем  его коммутации

Из диаграммы на фиг,3 виден механизм образовани  напр жени  на контактах выключател  2 (Ua) при отключении СТК с закрытыми вентил ми 5„ I

Процесс отключени  СТК с заданным

углом включени  вентилей 5 иллюстрируетс  диаграммой на фиг.4. Перед отключением выключател  2 вентили 5 заперты, через выключатель 2 протекает ток конденсаторной батареи 4 (1ф ic), Обрыв тока в выключателе 2 происходит в момент снижени  тока iq, до нулевого значени  (0 0,), напр жение на конденсаторной батарее 4 в этот момент равно Uc Ew и сохран етс  неизменным до момента включени  вентилей 5 (б б2). В момент времени @2. включаетс  один из вентилей 5, дл  которого напр жение  вл етс  положительным . В схеме происходит колебательный перезар д конденсаторной

батареи 4 через Хд, и вентиль 5. Напр жение на конденсаторной батарее 4 без учета активных сопротивлений элементов схемы измен етс  по следующему закону (следует из анализа расчетной схемы замещени  на фиг„2)„

и,

Uco-cos(0c ;

U,

Со

Етнапр жение на конденсаторной батарее 4 в момент включени  вентил  5 (момент 0-);

СО,

1

- --

, - собственно частота

-vJLC колебательного контура , образованного конденсаторной батареей и индуктивным элементом 6 (L - индуктивность элемента 6 СТК, С - емкость конденсатора- батареи 4). Представим собственную частоту олебательного контура в виде

a.-ofif.

Тогда дл  напр жени  на батарее 4 ожно записать

m

cos

Л

-i -e.

X

ф

Здесь отсчет времени ведетс  с момента включени  вентил  5, т.е. с момента 9 92.

Напр жение на выключателе 2 равно разности напр жений на конденсаторной батарее 4 и ЭДС сети 1 (фиг.2)

U,

U, - 1,

Анализиру  механизм образовани  Ua (фиг.4), можно увидеть, что его амплитуда минимальна в режиме, когда ЭДС сети 1 и основна  гармоника напр жени  на конденсаторной батарее 4 синфазны. Условием такого режима  вл етс  совпадение моментов перехода через нулевое значение ЭДС сети и напр жение Ufc (момент 63 иа Фиг.4). Это, как следует из анализируемой диаграммы , наступает при

1о 4

где &0 - угол включени  вентил  5;

Т --- период собственных колеба- ° ний колебательного контура. После преобразований с учетом приведенных соотношений получим лрв-- гш4Гс ,

5

0

5

0

5

0

5

На диаграммах (фиг.З и 4) итри- ховкой показано напр жение, прикладываемое к выключателю 2 при отключении СТК от сети 1. Из диаграмм видно, что управление СТК при отключении от сети 1 по предлагаемому алг ритму дает значительное снижение напр жени  на выключателе 2, что практически исключает возникновение повторных пробоев мекконтактного промежутка выключател  2.

Приведенные рассуждени  основаны на том, что ток выключател  2 обрываетс  в момент времени Q 9 . Это происходит в том случае, когда через выключатель 2 до момента его отключени  протекал реактивный ток значительной величины, иначе обрыв тока может произойти в другой момент. Например , СТК может работать с углами включени  вентилей 5, обеспечивающими ток индуктивного элемента 6, соизмеримый по величине с током конденсаторной батареи 4. В этом режиме ток выключател  2 близок к нулю и его обрыв при коммутации выключател  2 может произойти в произвольный момент , что не позволит обеспечить требуемый алгоритм отключени  СТК. Поэтому до момента отключени  выключател  2 блокируют импульсы управлени  вентил ми 5 с тем, чтобы при отключении выключател  2 через него протекал значительный реактивный ток (ток конденсаторной батареи 4) и обрыв тока произошел при переходе напр жени  сети через амплитудное значение.

Врем  срабатывани  выключател  2 может составл ть несколько перио- доз. Поэтому удобно осуществл ть блокирование импульсов управлени  вентил ми 5 с момента подачи команды на отключение выключател  2 до момента прекращени  тока через выключатель 2. За врем  срабатывани  выключател  2 ток через него успевает достичь требуемого значени . Момент обрыва тока через выключатель 2 можно фиксировать как путем измерени  тока через выключатель 2, так и путем измерни  напр жени  на выключателе 2.

Устройства, осуществл ющие предлагаемый способ управлени , работают следующим образом,

В рекиме, предшествующем отключению , угол управлени  вентил ми 5 определ етс  значением сигналов на выводе автоматического регул тора 7 в соответствии с заданным законом регулировани  (например, по отключ е HHJO напр жени  в сети 1) . После поступлени  на управл ющий вход привода 3 команды извне на отключение выключател  2 установка угла управлени  от блока 11 производитс  с по - мощью переключател  8 через врем , ре ализуемое в элементе 12 (фиг.5 и 6) в момент прекращени  тока в це- пи выключател  2 (фиг.7), либо в момент по влени  разности напр жений н4 его контактах (фиг.8).

Выдержка времени элемента 12 устанавливаетс  несколько меньшей, не- жфпи врем  отключени  выключател  2 с приводом 3, определ емое по их техническим данным либо опытным путем.

Предварительное блокирование импульсов управлени  производитс  с мрмента поступлени  команды на отключение до окончани  выдержки времени элемента 12 (фиг.6), до момента прекращени  тока в цепи выключател  2 (фиг.7) либо до момента по-   влени  разности напр жени  на его контактах (фиг.8),

Claims (4)

1. Способ управлени  компенсатором реактивной мощности, содержащим В каждой фазе выключатель и параллельно включенные конденсаторную батарею и цепь из последовательно соединенных индуктивного элемента и встречно-параллельно включенных управл емых вентилей, при котором в нормальном режиме вентили включают

с частотой сети, угол управлени  вентил ми поддерживают в функции параметра сети, а при отсоединении от сети производ т отключение выключател , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  ресурса компенсатора за счет снижени  перегрузок его элементов по току и напр жению при отключении выключател  не позже момента разрыва тока, через него устанавливают угол управлени  вентил ми , определ емый по соотношению

pc- -COjLC

где

Р

JQ - угол управлени  вентил ми, отсчитываемый до момента включени  вентил  до момента перехода мгновенного значени  напр жени  сети через нулевое значение;

(О - кругова  частота напр жени 

сети; L - индуктивность индуктивного

элемента;

С - емкость конденсаторной батареи .

2.Способ поп.1, отличающийс  тем, что блокируют импульсы управлени  вентил ми в интервале времени с момента подачи команды на отключение выключател  до момента разрыва тока через выключатель,

3.Способ по п.1, отличающийс  тем, что измер ют ток через выключатель и блокируют импульсы управлени  вентил ми в интервале времени с момента подачи команды на отключение выключател  до момента прекращени  тока через выключатель,

4.Способ по п.1, отличающийс  тем, что измер ют напр жение на контактах выключател  и блокируют импульсы управлени  вентил ми в интервале времени с момента подачи команды на отключение выключател  до момента по влени  напр же-(  и  на контактах выключател .

L Ц

V 9

риг,3

Pui 4.

e

Фиг.З

M

Фиг е

f

LJJ

O1

tt

16

5

2f

Фиг. %

л

//

Г

. лг1

Ь