SU900363A1 - Статический источник реактивной мощности - Google Patents

Description

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для регулирования реактивной мощности в электрических-^сетях.

Известен статический источник реактивной мощности (ИРМ), предназначенный для регулирования реактивной мощности в электрических сетях, состоящий из трехфазного тиристорного мостового преобразователя с отсекающими диодами, замкнутого на стороне постоянного тока на дроссель. В схеме этого ЙРМ отсекающие диоды включены последовательно с тиристорами со стороны Подвода сетевого напряжения, а для принудительной коммутации тиристоров в диагонали моста между точками соединения тиристоров и отсекающих диодов как катодной, так и анодной группы, включены конденсаторы [ 1J.

Недостатком этого ИРМ является то, что из-за наличия в его схеме коммутирующих конденсаторов, перезаряжающихся током нагрузки, отсекающие диоды испытывают двойное линейное напряже2 ние сети, что приводит ιί увеличению их установленной мощности и потере элек^ троэнергии в них. По той же причине сужается диапазон регулирования реактивного тока и появляются коммутационные перенапряжения.

Пель изобретения - снижение установленной мощности отсекающих диодов и уменьшение коммутационных перенапряжений.

Поставленная цель достигается тем, что в схеме ИРМ, включающего трехфазный мостовой тиристорный преобразователь с отсекающими диодами и блоком принудительной коммутации тиристоров, замкнутый на стороне постоянного тока на дроссель, отсекающие диоды соединены последовательно согласно с тиристорами преобразователя соответственно со стороны анода и катода, а в качестве блока принудительной коммутации использован источник импульсов напряжения, например, пик—трансформатор, выводы которого подсоединены к точкам соединения тиристоров и диоды.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема одного из возможных вариантов предлагаемого ИРМ ; на фиг. 2 - ₅ диаграммы токов и напряжений ИРМ. ИРМ состоит из тиристоров 1-6, соединенных по схеме трехфазного мостового выпрямителя с отсекающими диодами 7 - 12, включенными последовательно ю с тиристорами 1-6 соответственно, дросселя 13, включенного между анодом и катодом выпрямителя, и трех источников импульсов напряжения, пик—трансформаторов 14 - 16 с двумя основными и дву- 15 мя вспомогательными вторичнь^ми обмотками. Одни основные вторичные обмотки пик-трансформаторов 14 - 16 соединены в звезду и подключены в плечи выпрямителя в точках соединения тиристоров 1, 3, 5 и отсекающих диодов 7, 9, 11 катодной группы, а другие, также соединенные в звезду, подключены к точкам соединения тиристоров 2, 4, би отсекающих диодов 8, 10, 12 анодной группы. [5 I

От вспомогательных обмоток 17 - 22 пик-трансформаторов 14—16 импульсы напряжений подаются к управляющим электродам тиристоров 1-6 соответственно. Для пояснения принципа работы ИРМ на фиг. 2 представлены идеализированные диаграммы напряжений сети ид. Ив. Uc , токов , , i_c в фазах

А, В и С, импульсов напряжения Од, U _Q , U_c и токов >ϊ_α , i_c во вторич- ³⁵ ных обмотках пик-трансформаторов 14, 15 и 16 соответственно.

• Допустим, что к моменту времени соответствующему ^/Зэл.рад., ток-ϊ_α дросселя 13 замыкается через диод 7 ⁴⁰ тиристор 1 и фазу А сети. В момент ι времени на вторичной обмотке пиктрансформатора 15 появляется импульс напряжения . При этом в замкнутой цепи тиристор 3 - фазы А и В сети - > ⁴⁵ тиристор 1 - обмотка пик-трансформатора 14 — обмотка, пик-трансформатора 15 тиристор 3, действует напряжение U_K = “ и_в-(и_ь+ Од). Если u^= (U_B + U_A)_f то напряжение действует в направлении 50 отпирания тиристора 3. С другой стороны одновременно с импульсом О_вна управляющий электрод тиристора 3 из обмотки 19 трансформатора 15 подается отпирающий импульс. 55

Под действием напряжения θχ тиристор 3 открывается и ток дросселя 13 с тиристора 1 переходит к тиристору 3. При прохождении тока через нуль тиристор запирается, а ток дросселя продолжает замыкаться через диод 7, обмотки трансформаторов 14 и 15, тиристор 3 и фазу В сети. Через промежуток времени Д-t , когда импульс U-fc прекращается, ток дросселя 13 с диода 7 переходит в диод 9, так как через диод 9 для тока имеется путь с наименьшим сопротивлением. Аналогичным образом можно показать. что в момент времени с появлением импульса U_c ток ijc тиристора 3 и фазы В переходит на тиристор 5 и фазу С. Коммутация анодной группы тиристоров 2, 4, 6 происходит так же, как и катодной группы 1, 3, 5, но уже под действием отрицательных импульсов, наводимых во вторичных обмотках пик-трансформаторов 14, 15, 16.

Поскольку амплитуда импульсов напряжения пик-трансформаторов является фиксированной, то в предлагаемом ИРМ не . возникают опасные перенапряжения, что свойственно схемам искусственной коммутации тиристоров с коммутирующими конденсаторами, в том числе и известной схеме. Регулирование генерируемой реактивной мощности может быть осуществлено, например, подмагничиванием пиктрансформаторов или же изменением фазы подводимого к пик-трансформаторам напряжения. Для регулирования реактивной мощности ИРМ от нуля до максимума требуется изменение фазы выходных импульсов пик-трансформаторов всего на несколько градусов. Поэтому реализация любого из указанных способов регулирования реактивной мощности может быть осуществлена без каких-либо' затруднений.

Экономическая эффективность изобретения выражается в уменьшении установленной мощности отсекающих диодов и потерь энергии в них более, чем в два раза по сравнению с известным ИРМ, а также в повышении надежности работы электрооборудования вследствие отсутствия коммутационных перенапряжений. Кроме того, для предлагаемого ИРМ не требуется отдельное устройство для выработки управляющих импульсов, поскольку эти импульсы получаются от пик-трансформаторов, предназначенных для принудительной коммутации. Поэтому схема предлагаемого ИРМ в целом проще, чем известная схема с учетом системы управления.

Claims (1)

1. Изобретение относитс  к силовой преобразовательной .технике и предназначено дл  регулировани  реактивной мощности в электрическиХ,сет х. Известен статический источник реактивной мощности (ИРМ), предназначенный дл  регулировани  реактивной мощности в электрических сет х, состо щий из трехфаз ного тиристорного мостового преобразоват л  с отсекающими диодами, замкнутого на стороне посто нного тока на дроссель. В схеме этого ИРМ отсекающие диоды включены последовательно с тиристорами со стороны подвода сетевого напр жени , а дл  принудительной коммутации тиристоров в диагонали моста между точками соединени  тиристоров и отсекающих диодов как катодной, так и анодной группы, включены конденсаторы {ll. Недостатком этого ИРМ  вл етс  то, что из-за наличи  в его схеме коммутирующих конденсаторов, перезар жающихс  током нагрузки, отсекающие диоды испытьшают двойное линейное иапр жение сети, что приводит Kfувеличению i« установленной мощности и потере элек фоэнергии в них. По той же причине сужаетс  диапазон регулировани  реактивного тока и по вл ютс  коммутационные перенапр жени . Цель изобретени  - снижение установленной мощности отсекающих диодов и уменьшение коммутационных перенапр жений . Поставленна  цель достигаетс  тем, что в схеме ИРМ, включающего трехфазный мостовой тирвсторный преобразователь с отсекающими диодами и блоком принудительной коммутации тирнсторов, замкнутый на стороне посто нного тока на дроссель, отсекакште диоды соединены последовательно согласно с т ристо ()ами преобразовател  соответствев о со стороны анода и катода, а в качестве блока принудительной коммуташга использован источник импульсов напр жеи  , например, пик-трансформатор, выводы которого подсоединены к точкам соединени  тиристоров и диоды. На фиг. 1 представлена принципиальна  cxeN4a одного из возможных вариантов предлагаемого ИРМ ; на фиг. 2 диаграммы токов и напр жений ИРМ. ИРМ состоит из тиристоров 1-6, соединенных по схеме трехфазного мостового выпр мител  с отсекающими диод ми 7 - 12, включенными последовательн с тиристорами 1-6 соответственно, дрос сел  13, включенного между анодом и катодом выпр мител , и трех источников импульсов напр жени , пик-трансформаторов 14 - 16 с двум  основными и ДВУ м  вспомогательными BTOpHHHbWH обмот ками. Одни основные вторичные обмотки пик-трансформаторов 14 - 16 соединены в звезду и подключены в плечи выпр мител  в точках соединени  тиристоров 1, 3, 5 и отсекающих диодов 7, 9, 11 катодной группы, а другие, также соединенные .в звезду, подключены к точкам соединени  тиристоров 2, 4, 6 и отсекающих диодов 8, 10, 12 анодной групп I От -вспомогательных обмоток 17 - 2 пик-трансформаторов 14-16 импульсы напр жений подаютс  к управл ющим электродам тиристоров 1-6 соответственно . Дл  по снени  принципа работы ИРМ на фиг. 2 представлены идеализированные диаграммы напр жений сети JA- В УС. f оков-1 д , xfg , ij, в фазах А, В и С, импульсов напр жени  Уд, UQ , DC и токов IQ , 1-f,i(,. во вторичных обмотках пик-трансформаторов 14, 15 и 16 соответственно. Допустим, что к моменту времени -Ь соответствующему Г/З эл. рад., ток-ig дроссел  13 замыкаетс  через диод 7 тиристор 1 и фазу А сети. В момент времени i, на вторичной обмотке пиктрансформатора 15 по вл етс  импульс напр жени  U|j . При этом в замкнутой цепи тиристор 3 - фазы А и В сети - тиристор 1 - обмотка пик-трансформатора 14 - обмотка, пик-трансформатора 15 тиристор 3, действует напр жение U - UB-(Ub+ Од). Если и (UB-.-UA то напр жение действует в направлении отпирани  тиристора 3. С другой стороны одновременно с импульсом IJnHa управл ющий электрод тиристора 3 из обмотк 19 трансформатора 15 подаетс  отпираю щий импульс. Под действием напр жени  Uj тиристо 3 открываетс  и ток дроссел  13 с тиристора 1 переходит к тиристору 3. При прохождении тока через нудь тиристор запираетс , а ток дроссел  продолжает замыкатьс  через диод 7, обмотки TDBHC4 )орматоров 14 и 15, тиристор 3 и фазу В сети. Через промежуток времени Л-Ь , когда импульс прекращаетс , ток дроссел  13 с диода 7 переходит в диод 9, так как через диод 9 дл  тока имеетс  путь с наименьшим сопротивлением . Аналогичным образом можно показать , что в момент времени tT, с по влением импульса Up ток тиристора 3 и фазы В переходит на тиристор 5 и фазу С. Коммутаци  анодной группь, тиристоров 2, 4, 6 происходит так же, как и катодной группы 1, 3, 5, но уже под действием отрицательных импульсов, наводимых во вторичных обмотках пик-трансформаторов 14, 15, 16. Поскольку амплитуда импульсов напр жени  пик-трансформаторов  вл етс  фик-. сированной, то в предлагаемом ИРМ не . возникают опасные перенапр жени , что свойственно схемам искусственной коммутации тиристоров с коммутирующими конденсаторами, в том числе и известной схеме. Регулирование генерируемой реактивной мощности может быть осуществлено , например, подмагничиванием пиктрансформаторов или же изменением фазы подводимого к пик-трансформаторам напр жени . Дл  регулировани  реактивной мощности ИРМ от нул  до максимума требуетс  изменение фазы выходных импульсов пик-трансформаторов всего на несколько градусов. Поэтому реализаци  любого из указанных способов регулировани  реактивной мощности может быть осуществлена без каких-либо затруднений. Экономическа  эффективность изобретени  выражаетс  в уменьщении установленной мощности отсекающих диодов и потерь энергии в них более, чем в два раза по сравнению с известным ИРМ, а также в повыщении надежности работы электрооборудовани  вследствие отсутстви  коммутационных перенапр жений. Кроме того, дл  предлагаемого ИРМ не требуетс  отдельное устройство дл  выработки управл ющих импульсов, поскольку эти импульсы получаютс  от пик-трансформаторов , предназначенных дл  принудительной коммутации. Поэтому схема предлагаемого ИРМ в целом проще, чем известна  схема с учетом системы управлени . Формула изобретени  Статический источник реактивной мощности , содержащий трехфазный мостовой тиристорный преобразователь с отсекак шими диодами и блоком принудительной коммутации тиристоров, замкнутый на стороне посто нного тока на дроссель, отличающийс  тем, что, с целью снижени  установленной мощности диодов и уменьшени  коммутационных перенапр жений, отсекающие диоды соединены последовательно-согласно с тиристорами преобразовател  соответствен но со стороны анода катода, а в качестве блока принудительной коммутапик использован источник импульсов напр жени , например, пик-трансформатор, выводы koToporo подсоединены к точкам соединени  тиристоров в диодов. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии № 50 - 3494, гкл. 58 И4, 1966.