SU824364A1 - Устройство дл плавного регулирова-Ни РЕАКТиВНОй МОщНОСТи B элЕКТРи-чЕСКиХ СЕТ Х - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ

Изобретение относится к передаче и. распределению· электрической энергий и может быть использовано в электрических сетях для регулирования реактивной. мощности и симметрирования напряжений.

Известно устройство для плавного регулирования реактивной мощности, содержащей источник управляющих импульсов, питающийся от двух источников постоянного тока, напряжение которых должно быть регулируемым [1].

Мощность источника управляющих импульсов относительно йысокая и со-, ставляет 20% установленной мощности ' всех конденсаторных батарей источнике реактивной мощности.

Наиболее близким к предлагаемому является регулируемый статический компенсатор реактивной мощности в ^J электрических сетях, содержащий два симметричных блока, состоящих из трехфазной группы компенсирующих конденсаторов, подключенных через вентильный, выключатель из встречно-параллельных * управляемых вентилей к трансформатору, предназначенному для подключения к электрической сети £2].

Однако наличие отдельного источника управляющих импульсов (кроме уст- ройства управления главными вентилями) , необходимого для включения главных управляемых вентилей, усложняет схему и увеличивает установленную мощность элементов устройства. Выходные обмотки мипульсных трансформаторов, включенные параллельно батареям конденсаторов, создают эфт фект шунтирования, заключающийся в разрядке конденсатора на сопротивление обмотки в паузах между импульсами. Эффект шунтирования создав·? дополнительные потери активной мощности и ухудшает работу устройства.

Цель .изобретения - повышение надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для плавного регулирования реактивной мощности в электрических сетях, содержащее два симметричных блока,состоящих из трехфазной группы компенсирующих конденсаторов, подключенных .через вентильный выключатель из встречно-параллельных управляемых вентилей к трансформатору, предназначенному для подключения к,электрической сети, в вентильный выключатель введены дроссель с двумя обмотками, два зарядных управляемых вентиля, два диода- и два коммути3 рующих конденсатора, причем каждый коммутирующий конденсатор через соответствующую обмотку дросселя и диод подключен к компенсирующему конденсатору, зарядный управляемый вентиль включен параллельно цепочке диод компенсирующий конденсатор, а управляемые вентили подключены между точкой соединения коммутирующих конденсаторов и выводом средней точки соответствующей обмотки дросселя, причем диод и зарядный управляемый вентиль включены согласно с управляемым вентилем.

На фиг. 1 показана полная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальная -схема фазы а (точки а и о на фиг. 1) -вентильного выключателя тока (схема во всех фазах идентична) .

Устройство состоит из двух параллельно работающих симметричных блоков, различающихся только схемой соединения силовых трансформаторов 1 и 2. Каждый блок состоит из собранных в трехфазную группу батарей статических компенсирующих конденсаторов 3 и 4, вентильных выключателей 5 и 6 тока, включенных последовательно с конденсаторами в каждую фазу, блоков 7 и 8 управления и регулятора 9.

В состав вентильного выключателя тока входят главные силовые управляемые вентили 10 и 11, вспомогательные зарядные управляемые вентили 12 и 13, отсекающие неуправляемые вентили (диоды) 14 и 15, коммутирующий дроссель 16 и коммутирующие конденсаторы 17 и 18, батарея компенсирующих конденсаторов 3. Главные и вспомогательные вентили управляются регулятором 9, реагирующим на изменение режима сети, в которую включается предлагаемое устройство, и связанным с блоками 7'и 8 управления управляемых вентилей, изменяющими момент их открытия.

Предположим, что вентиль 11 пропус кает ток, при этом напряжение конденсаторной батареи 3, имеющей полярность, указанную на фиг. 2 без скобок, изменяется вначале по отрицательной относительно вентиля 11 полуволне напряжения сети и переходит через нуль, а затем по положительной полуволне и меняет знак на обратный. В заданное время для выключения вентиля 11 подается управляющий импульс на вентиль 10, и он пропускает ток разряда конденсатора 18, имеющего напряжение с положительной полярностью на аноде вентиля 10. Конденсатор .18,разряжаясь на обмотку 19 дросселя 16, выводит его сердечник из насыщения, которое обусловлено током вентиля 11, и заряжает конденсатор 17, а последний при своем колебательном перезаряде, благодаря повторному насыщению сердечни ка дросселя, выключает вентиль 11 и обеспечивает удержание отрицательного напряжения на его катоде до восстановления его запирающей способности .

После перезаряда конденсатора 18 вентиль 10 перестает проводить ток из-за отсутствия положительного напряжения на его аноде. В дальнейшем он начинает проводить ток в тот момент. когда мгновенное значение напряжения сети (отрицательная относительно вентиля 10 полуволна) снижается до значения, несколько меньшего напряжения конденсаторной батареи (имеющей полярность, указанную на фиг. 2 в скобках), благодаря наличию на его управляющем электроде широкого импульса управления.

После выключения вентиля 11 конденсатор 17 заряжается до с(мплитудного значения напряжения сети при включении вспомогательного (зарядного) вентиля 13 и сохраняет заряд до открывания вентиля 11, благодаря отсекающим вентилям 14 и 15. После того, как конденсатор 17 заряжается, вентиль 13 перестает проводить ток и.выключается. Вспомогательные вентили 12 и 13 управляются узкими импуль’Ьами, запаздывающими относительно широких импульсов на время, необходимое для восстановления запирающей способности главного вентиля.

При отпертом вентиле 10 напряжение на конденсаторной батарее 3, изменяясь по синусоиде, меняет полярность на обратную. Выключение вентиля 10 происходит при подаче управляющего импульса на вентиль 11. После выключения вентиля .10 открывается вспомогательный вентиль 12 и конденсатор 18 . заряжается до напряжения сети. В дальнейшем все описанные процессы периодически повторяются.

Регулирование величины тока и генерируемой мощности конденсаторной · батареи осуществляется управлением моментом выключения главных управляемых вентилей. Для этого на управляющие электроды главных вентилей подаются сдвинутые относительно напряжения сети на 180° широкие импульсы управления, длительность которых изменяется от 100 до 180°. Длительность импульса управления регулируется за счет изменения временного положения переднего фронта. Главные вентили открываются в -те моменты, когда потенциал на аноде соответствующего вентиля становится более положительным, чем потенциал на катоде.

В зависимости от принятой системы регулирования, реализуемой с помощью автоматическогоз регулятора 9 или ручного регулирования фазы запирания главных вентилей, устройство изменяет выдаваемую реактивную мощность либо на одну и ту же величину в трех фазах, либо на разные величины.

В предлагаемом устройстве для плавного регулирования реактивной мощ· ности в электрических сетях установленная мощность трансформаторов (включая и мощность дросселей) и вспомогательных вентилей значительно меньше чем в известном устройстве, несколько меньшей и суммарные потери активной мощности.

Claims (2)

1. Изобретение относитс  к передаче и, распределеникг электрической энерги и может быть использовано в электрических сет х дл  регулировани  реактивной , мощности и симметрировани  напр жений. Известно устройство дл  плавного регулировани  реактивной мощности, содержащее источник управл ющих импульсов , питающийс  от двух источников посто нного тока напр жение которых должно быть регулируемым 1. Мощность источника управл ющих импульсов относительно Высока  и составл ет 20% установленной мощности всех конденсаторных батарей источник реактивной мощности. Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  регулируемый статический компенсатор реактивной мощности в электрических сет х, содержащий два симметричных блока, состо щих из тре фазной группы компенсирующих конденсаторов , подключенных через вентильн выключатель из встречно-параллельных управл емых вентилей к трансформатору , предназначенному дл  подключени  к электрической сети t. Однако наличие отдельного источни ка управл ющих импульсов (кроме устройства управлени  главными вентил ми ) , необходимого дл  включени  главных управл емых вентилей, усложн ет схему и увеличивает установленную мощность элементов устройства. Выходные обмотки мипульсных трансформаторов , включенные параллельно батаре м конденсаторов, создают эфт фект шунтировани , заключающийс  в разр дке конденсатора на сопротивление обмотки в паузах между импульсами . Эффект шунтировани  создает дополнительные потери активной мощности и ухудшает работу устройства. Цель .изобретени  - повышение надежности . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройство дл  плавного регулировани  реактивной мощности в электрических сет х, содержащее два симметричных блока,состо щих из трехфазной группы компенсирующих конденсаторов , подключенных -через вентильный выключатель из встречно-параллельных управл емых вентилей к трансформатору , предназначенному дл  подключени  к электрической сети, в вентильный выключатель введены дроссель с двум  обмотками, два зар дных управл емых вентил , два диода- и два коммутирующих конденсатора, причем каждый коммутирующий конденсатор через соответствующую обмотку дроссел  и диод подключен к компенсирующему конденсатору , зар дный управл емый вентиль включен параллельно цепочке дио компенсирующий конденсатор, а управл емые вентили подключены между точ кой соединени  коммутирующих конденсаторов и выводом средней точки соответствующей обмотки дроссел , причем диод и зар дный управл емый вен тиль включены согласно с управл емым вентилем. На фиг. 1 показана полна  схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальна  -схема фазы а (точки а и о на фиг. 1) -вентильного выключател  тока (схема во всех фазах идентична ) . Устройство состоит из двух параллельно работающих симметричных блоков , различающихс  только схемой соединени  силовых трансформаторов 1 и 2. Каждый блок состоит из собранных в трехфазную группу батарей статических компенсирующих конденсаторов 3 и 4, вентильных выключателей 5 и 6 тока, включенных последовательно с конденсаторами в каждую фазу, блоков 7 и 8 управлени  и регул тора 9. В состав вентильного выключател  тока вход т главные силовые управл е мые вентили 10 и 11, вспомогательные зар дные управл емые вентили 12 и 13, отсекающие неуправл емые вентили (диоды) 14 и 15, коммутирующий дроссель 16 и коммутирующие конденсаторы 17 и 18, батаре  компенсирующих конденсаторов 3. Главные и вспомогательные вентили управл ютс  регул тором 9, реагирующим на изменение режима сети, в которую включаетс  предлагаемое устройство, и св занным с блоками 7и В управлени  управл емых вентилей, измен ючими мо мент их открыти . Предположим, что вентиль 11 пропу кает ток, при этом напр жение конденсаторной батареи 3, имеющей пол рность , указанную на фиг. 2 без скобок, измен етс  вначале по отрицательной относительно вентил  11 полуволне напр жени  сети и переходит через нуль, а затем по положительной полуволне и мен ет знак на обратный. В заданное врем  дл  выключени  вентил  11 подаетс  управл ющий импульс на вентиль 10, и он пропускает ток разр да конденсатора 18, имеющего напр жение с положительной пол рностью на аноде вентил  10. Конденсатор 18,разр жа сь на обмотку 19 дроссел  16, выводит его сердечник из насыщени , которое обус ловлено током вентил  11, и зар жает конденсатор 17, а последний при своем колебательном перезар де, благодар  повторному насыщению сердочни ка дроссел , выклгочает вентиль 11 и обеспечивает удержание отрицательного напр жени  на его катоде до восстановлени  его запирающей способности . После перезар да конденсатора 18 вентиль 10 перестает проводить ток из-за отсутстви  положительного напр жени  на его аноде. В дальнейшем он начинает проводить ток в тот момент , когда мгновенное значение напр жени  сети (отрицательна  относительно вентил  10 полуволна) снижаетс  до значени , несколько меньшего напр жени  конденсаторной батареи (имеющей пол рность, указанную на фиг. 2 в скобках), благодар  наличию на его управл ющем электроде широкого импульса управлени . После выключени  вентил  11 конденсатор 17 зар жаетс  до амплитудного значени  напр жени  сети при включении вспомогательного (зар дного ) вентил  13 и сохран ет зар д до открывани  вентил  11, благодар  отсекающим вентил м 14 и 15. После того, как конденсатор 17 зар жаетс , вентиль 13 перестает проводить ток и,выключаетс . Вспомогательные вентили 12 и 13 управл ютс  узкими импульЬами , запаздывающими относительно широких импульсов на врем , необходимое дл  восстановлени  запирающей способности - главного вентил . При отпертом вентиле 10 напр жение на конденсаторной батарее 3, измен  сь по синусоиде, мен ет пол рность на обратную. Выключение вентил  10 проис.юдит при подаче управл ющего импульса на вентиль 11. После выключени  вентил  .10 открываетс  вспомогательный вентиль 12 и конденсатор 18 .зар жаетс  до напр жени  сети. В дальнейшем все описанные процессы периодически повтор ютс . Регулирование величины тока и генерируемой мощности конденсаторной батареи осуществл етс  управлением моментом выключени  главных управл емых вентилей Дл  этого на управл ющие электроды главных вентилей подаютс  сдвинутые относительно напр жени  сети на 180° широкие импульсы управлени , длительность которых измен етс  от 100 до . Длительность импульса управлени  регулируетс  за счет изменени  временного положени  переднего фронта. Главные вентили открываютс  в -те моменты, когда потенциал на аноде соответствующего вентил  становитс  более положительным , чем потенциал на катоде. В зависимости от прин той системы регулировани , реализуемой с помощью автоматического3 регул тора 9 или ручного регулировани  фазы запирани  главных вентилей, устройство измен ет выдаваемую реактивную мощность либо на одну и ту же величину в трех фазах, либо на разные величины. В предлагаемом устройстве дл  плавного регулировани  реактивной мо ности в электрических сет х установ ленна  мощность трансформаторов (включа  и мощность дросселей) и вспомогательных вентилей значительно меньше чем в известном устройстве , несколько меньшей и суммаррные потери активной мощности. Формула изобретени  Устройство дл  плавного регулировани  реактивной мощности в электрических сет х, содержащее два симметричных блока, состо щих из трехфазной группы компенсирующих конденсаторов , подключенных через вентильный выключатель из встречно-парал-° лельных управл емых вентилей к транс форматору, предназначенному дл  подключени  к электрической сети, отличающеес  тем, что, с цель повыиени  надежности, в вентильный выключатель введены дроссель с двум  обмотками, два зар дных управл емых вентил , .два диода и два коммутирующих конденсатора, причем каждый коммутирующий конденсатор через соответствующую обмотку дроссел  и диод подключен к компенсирующему конденсатору , зар дный управл емый вентиль включен параллельно цепочке диод-компенсирующий конденсатор, а управл емые вентили подключены между точкой соединени  коммутирующих конденсаторов и выводом средней точки соответствующей обмотки дроссел , причем диод и зар дный управл емый вентиль включены согласно с управл емым вентилем . Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Статиче$:кие источники ре ктивной мощности в электрической сет х. Энерги , 1975, с.106-108, 121-122.
2. 2.Авторское свидетельство СССР № 275212, кл. Н 02 J 3/18, 1964.

   ../ гт.,

   г I7 и Т 1г У /.Й Д/5 А/з

   «

   г