SU655021A1 - Устройство дл регулировани реактивной мощности - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к области преобразовательной электротехники и предназначено дл  использовани  в сет х неременного тока.

Известны устройства дл  регулировани  реактивной мощности, содержащие последовательно включенные линейный дроссель и тиристорный ключ, в качестве которого используютс  либо симметричный тиристор, либо встречно-параллельно включенные тиристоры 1.

Эти устройства отличаютс  высоким быстродействием , отсутствием подвижных элементов , возможностью плавной регулировки величины реактивной мощности. Поэтому они щироко примен ютс  в тех электрических устройствах, где требуетс  плавное быстродействующее регулирование величины генерируемой или потребл емой реактивной мощности, в частности в статических регулируемых компенсаторах реактивной мощности, устройствах симметрировани  нагрузок многофазных ценей, стабилизаторах переменпого и выпр млеппого тока н напр жени , автономных инверторах и т. п.

Величина реактивной мощности устройства регулированн  определ етс  величпчой угла включени  тиристорного ключа, котора  устанавливаетс  е помощью цепи управлени , в состав которой вход т фазосдвигающий олок, генерирующие импульсы , подаваемые на унравл ющие электроды тиристоров ключа, н блоки, синхронизирующие работу фазосдвнгающего блока с нанр жением переменного тока, прикладываемым к зажимам устройства дл  регулировани  реактивной мощности.

Из известных устройств наиболее близким по технической е}щности  вл етс  устройство дл  регулировани  реактивной мощноетн 2, содержащее линейный дроссель , нодключенный к сетн, н тиристорный ключ, управл емы) фазосдвигающий блок и формирователь П15 моугольного напр жени , вход которого через выпр митель подключеп к зажимам устройства, а выход - к синхронизирующему входу фазосдвигающего блока. Фазосдвигающнй блок генерирует имнульеы, подаваемые на вход тнристорного ключа, задержка которых относнтельно нередних фронтов еинхронизирующего напр жени  определ етс  величиной напр жени , подаваемого на управл ющий вход фазосдвигающего блока. Измен   задержку генерируемых импульсов, регулируют угол включени  тиристорного ключа и, следовательно , величину реактивной моншости.

Так как напр жеине, синхронизирующее работу фазосдвигающего блока, формируетс  из выпр мленного папр жснн  переменного тока, подаваемого на зажимы устройства дл  регулировани  реактивной мощности, то оно имеет форму пр моугольных импульсов, длительность которых нрактически равна длительности полунериода напр жени  переменного тока с узкими паузами между ними, соответствующими моментами равенства нулю выпр мленного напр жени . Поэтому фазовый сдвиг генерируемых фазосдвигающим блоком импульсов относительно моментов перехода через нуль напр жени  переменного тока, подаваемого на зажимы устройств, может измен тьс  практически от О до 180°.

Однако дл  управлени  этим устройством дл  регулировани  реактивной мощности фазовый сдвиг генерируемых импульсов должен измен тьс  от некоторого минимального значени  до 180°. Величина минимального фазового сдвига импульсов определ етс  моментом перехода через нуль тока дроссел  при полностью открытом тиристорном ключе. В этом случае, когда напр жение переменного тока, подаваемое на зажимы устройства, имеет синусоидальную форму, минимальное значение фазового сдвига импульсов равно 90° и соответствует максимуму напр жени .

Если фазовый сдвиг генерируемых фазосдвигающим блоком импульсов по какойлибо причине становитс  меньше минимального значени , то возникает асимметри  полуволн тока дроссел , привод ща  к его посто нному подмагничиванию. В том случае , когда фазовый сдвиг импульсов значительно меньше минимального значени , ток дроссел  приобретает форму колоколообразных однонол рных имнульсов длительностью больше 180° и амплитудой, превосход щей максимальную величину тока дроссел  в нормальном режиме работы. При этом резко возрастает посто нное подмагничивание дроссел  регул тора и электромагнитных устройств, работающих совместно с устройством дл  регулировани  реактивной мощности, что снижает их надежность и может привести к выходу их из стро  или к включению защитных устройств , привод щему к перерывам в снабжении потребителей электроэнергией.

Целью изобретени   вл етс  повышение надежности устройства и устранение посто нного нодмагничивани  линейного дроссел .

Поставленна  цель достигаетс  благодар  тому, что устройство дл  регулировани  реактивной мощности снабжено блоком задержки , вторым формирователем пр моугольного напр жени  и блоком суммировани  напр жений, причем один вход блока задержки соединен с сетью и с одним из входов первого формировател  пр моугольного напр жени , второй вход которого соединен со вторым входом блока задержки и с выводом тиристорного ключа, не подключенным к дросселю, выход блока задержки соединен с входом второго формировател  пр моугольного напр жени , причем выходы обоих формирователей нр моугольного напр жени  подсоединены к входу блока суммировани  напр жений, выход которого подсоединен к фазосдвигающему блоку, причем блок задержки выполнен с передаточной функцией

к

рТ+ I

где К - коэффициент пропорциональности;

р - комплексна  переменна ; Т - посто нна  времени, определ ема 

из услови 

г

где L - индуктивность линейного дроссел ; г - активное сопротивление линейного

дроссел .

Подключение входа формировател  пр моугольного напр жени  к зажимам устройства дл  регулировани  реактивной мощности и входа блока суммировани  напр жений , второго формировател  пр моугольного напр жени  и блока задержки обеспечивает устранение посто нного подмагничивани  дроссел  и повышает надежность устройства, а использование в блоке задержки с передаточной функцией обеспечивает устойчивую работу устройства при изменени х частоты и формы напр жени 

переменного тока, подаваемого на его зажим .

На фиг. 1 -изображена блок-схема предлагаемого устройства дл  регулировани  реактивной мощности; на фиг. 2 - временHbie диаграммы работы устройства.

Устройство дл  регулировани  реактивной мощности содержит линейный дроссель 1 и тиристорный ключ 2, включенные последовательно , управл емый фазосдвигающий блок 3, формирователь пр моугольного напр жени  4, формирователь пр моугольного напр жени  5, блок задержки 6 и блок суммировани  напр жений 7.

Напр жение переменного тока С/, подаваемое на зажимы устройства, поступает на входы формировател  пр моугольного напр жени  4 и блока задержки 6. Формирователь 4 формирует пр моугольное напр жение , фронты которого соответствуют моментам перехода через нуль напр жени  переменного тока U. Задержанное напр жение переменного тока .t/з поступает с выхода блока задержки 6 на вход второго

формировател  пр моугольного напр жени  5, формирующего пр моугольное напр жение UQ,, фронты которого соответствуют моментам перехода через нуль напр жени  f/3. Поэтому напр жени  t/n, и

Uui имеют одинаковую форму, но сдвинуты друг относительно друга на угол, определ емый блоком задержки.

С выходов формирователей 4 и 5 пр моугольные напр жени  L/Q и Ua подаютс  соответственно на первый и второй входы блока суммировани  напр жений. Выходное напр жение УВЫХ блока суммировани  напр жений 7 имеет форму чередующихс  пр моугольных разнопол рных импульсов с паузами между ними, равными сдвигу между напр жени ми L/Q, и t/, и подаетс  на синхронизирующий вход управл емого фазосдвигающего блока 3, генерирующего импульсы L/ynp, подаваемые на управл ющие электроды тиристоров 2. Величина задержки импульсов (Уупр относительно передних фронтов синхронизирующего напр жени  Овых определ етс  величиной напр жени , подаваемого на управл ющий вход фазосдвнгающего блока 3. До подачи импульсов ,(Уупр тиристорный ключ 2 остаетс  в закрытом состо нии и напр жение на дроссель 1 не подаетс . После подачи импульсов тиристорный ключ открываетс  и под действием приложенного напр жени  начинает протекать ток через дроссель 1. После изменени  пол рности приложенного напр жени  ток дроссел  уменьшаетс  до нул  и тиристорный ключ 2 запираетс  до прихода следующего импульса . Измеп   угол включени  тиристорного ключа 2, регулируют величину тока, протекающего через дроссель 1, и следовательно , величину реактивной мощности регул тора . На временной диаграмме /др показан ток дроссел  1. Пунктиром на этой диаграмме показан ток дроссел  1 при полностью открытом тиристорном ключе 2.

Так как импульсы /Уупр генерируютс  фазосдвигающим блоком 3 задержанными относительно передних фронтов синхронизирующего напр жени  (/вых, то фазовый сдвиг этих импульсов относительно моментов перехода через нуль напр жени  U, приложенного к зажимам устройства, неможет стать меньщим, чем величина пауз напр жени  /7вых. Поэтому, если выбрать врем  задержки блока 6 таким, чтобы сдвиг между напр жени ми и и Us был равен или больше сдвига между напр жением U и током дроссел  1 при полностью открытом тиристорном ключе 2, то в устройстве дл  регулировани  реактивной мощности будет отсутствовать посто нное подмагничивание линейного дроссел .

Если частота и форма напр жени  переменного тока и , приложенного к зажимам устройства, в процессе работы измен ютс , то измен етс  и величина времени задержки , требуема  от блока задержки 6. В этом случае использование блока задержки с фиксированной величиной времени задержки или приводит к сужению диапазона регулировани  реактивной мощности или не обеспечивает устранени  посто нного подмагничивани  дроссел . Поэтому дл  обеспечени  устойчивости работы устройства дл  регулировани  реактивной мощности при изменени х частоты и формы напр жени  переменного тока, подаваемого на зажимы устройства, блок задержки выполнен с передаточной функцией вида

К рГ + 1

что позвол ет получить требуемую величину сдвига между напр жени ми LJ и Ua во всем диапазоне изменений формы и частоты .

Таким образом, введение новых элементов - блока задержки, формировател  пр моугольного напр жени  и блока суммировани  напр жений - устран ет посто нное подмагничивание дроссел  регул тора и электромагнитных устройств, работающих совместно с ним, и обеспечивает устойчивую работу регул тора при изменени х частоты и формы напр жени , подаваемого на его зажимы.

Claims (2)

1. Формула изобретени 

   Устройство дл  регулировани  реактивной мощности, содержащее линейный дроссель , подключенный к сети, и тпристорный ключ, подсоединенный последовательно к дросселю, управл кощие электроды тиристоров которого через управл емый фазосдвигающий блок св заны с формирователем пр моугольного папр л ени , отличающеес  тем, что, с целью устранени  посто нного подмагничивани  линейного дроссел  и повышени  надежности устройства , оно дополнительно снабжено блоком задержки, вторым формирователем пр моугольного напр жени  и блоком суммировани  напр жений, причем один вход блока задержки соединен с сетью и с одним из входов первого формировател  пр моугольного напр жени , второй вход которого соединен с вторым входом блока задержки и с выводом тпристорного ключа, не подключенным к дросселю, выход блока задержки соединен с входом второго формировател  пр моугольного напр жени , причем выходы обоих формирователей пр моугольного напр жени  подсоединены к входам блока суммировани  напр жений, выход которого подсоединен к фазосдвигающему блоку, при этом блок задержки выполнен с передаточной функцией

   К

   77ТГ

   где К-коэффициент пропорциональности; р - комплексна  переменна ; Т - посто нна  времени, определ ема 

   из УСЛОВИЯ г - активное сопротивление линейного дроссел . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 5 лизатор сети переменного тока на основе статического источника реактивной мощности . «Электричество, 1971, № 12, с. 61-65.
2. 2. Патент Великобритании № 1179616, кл. G 3R, 1970.

   и

   Vj