КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Российский патент 2012 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для компенсации реактивной мощности в автономных трехфазных электроэнергетических сетях.

Известен компенсатор реактивной мощности [1], содержащий трехфазный измерительный трансформатор напряжения, нагрузку, три однофазных датчика напряжения, трехфазный мостовой выпрямитель, три первых элемента сравнения, емкостный фильтр, усилители с регулируемым коэффициентом усиления, вторые элементы сравнения, задатчик напряжения на нагрузке, задатчик настройки компенсирующего напряжения, три идентичных блока регулирования, каждый из которых содержит однофазный выпрямитель, два управляемых однофазных выпрямителя с системами управления, два промежуточных конденсатора с датчиками напряжения, два однофазных инвертора с системами управления, тактирующий триггер, релейный двухпозиционный регулятор, имеющий гистерезис, дифференцирующую цепочку.

Недостатками данного устройства являются невысокий КПД, инерционность работы, некорректное формирование управляющего сигнала.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является трехфазный компенсатор реактивной мощности [2], содержащий три однофазных датчика реактивного тока, три однофазных датчика напряжения, три однофазных измерительных трансформатора тока, трехфазный измерительный трансформатор напряжения, трехфазный вольтодобавочный трансформатор, трехфазный выпрямитель, три однофазных инвертора с синхронизированными с сетью системами управления, которые подключены к соответствующим датчикам реактивного тока и через элементы сравнения к соответствующим датчикам напряжения.

Недостатками данного трехфазного компенсатора реактивной мощности являются невысокое быстродействие, недостаточная глубина компенсации реактивной мощности.

Задача изобретения заключается в создании компенсатора реактивной мощности с улучшенными эксплуатационными свойствами.

Сущность изобретения заключается в следующем. Трехфазный делитель напряжения и однофазные трансформаторы тока подсоединены к фазам питающей сети. К выходу трехфазного делителя напряжения подключены датчики напряжения. К выходу однофазных трансформаторов тока подключены датчики реактивного тока. Выходы датчиков реактивного тока и датчиков напряжения соединены со входом элементов сравнения, выход которых подключен к инверторам. Выход инверторов соединен с блоками формирования сигнала управления, входы которых соединены с дифференциальными усилителями. К выходам дифференциальных усилителей подключены силовые модули, которые соединены с емкостными фильтрами, выходы которых подсоединены к фазе питающей сети. Технический результат заключается в упрощенной системе формирования корректирующего сигнала, низких массогабаритных показателях компенсатора реактивной мощности.

На фиг. схематично изображен компенсатор реактивной мощности. Он состоит из трехфазного делителя напряжения 1, датчиков напряжения 2, однофазных трансформаторов тока 3, датчиков реактивного тока 4, элементов сравнения 5, инверторов 6, блоков формирования сигнала управления 7, дифференциальных усилителей 8, силовых модулей 9, емкостных фильтров 10, нагрузки 11, присоединенной к трехфазной электрической сети U, V, W.

Компенсатор реактивной мощности работает следующим образом. К трехфазной сети подключены делители 1, необходимые для согласования низковольтных цепей датчиков напряжения 2, которые выдают напряжения, пропорциональные напряжениям в фазе питающей сети. Эти напряжения поступают на датчики напряжения 2. Однофазные трансформаторы тока 3 формируют синхронизированные с сетью сигналы, которые поступают на датчики реактивного тока 4. Сигналы с датчиков реактивного тока и датчиков напряжения поступают на элемент сравнения 5, на котором происходит сравнение сигнала сети и отличие его от идеализированного. Сформированные сигналы поступают на входы инверторов 6 и в блоки формирования сигналов управления 7. Корректирующие сигналы с блоков формирования сигналов управления поступают на дифференциальные усилители 8, в которых формируются сигналы управления, пропорциональные коэффициенту усиления. Усиленные сигналы поступают на входы силовых модулей 9, выходы которых подключены ко входам емкостных фильтров 10. С выходов емкостных фильтров 10 корректирующий сигнал подается в цепь фазы питающей сети, что ведет к компенсации реактивной мощности.

Компенсатор реактивной мощности позволяет использовать недорогие силовые модули на основе ключевых MOSFET-транзисторов, упростить выходные емкостные фильтры. Это позволяет компенсировать реактивную составляющую мощности. Кроме того, упрощенная система формирования корректирующего сигнала позволит снизить массогабаритные показатели компенсатора реактивной мощности.

Источники информации

1. Патент РФ №2187873 H02J 3/18, 2002 г. «Компенсатор реактивной мощности».

2. Патент РФ №2027278 H02J 3/18, 1995 г. «Трехфазный компенсатор реактивной мощности» - прототип.

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в повышении быстродействия, улучшении эксплуатационных свойств и снижении массогабаритных показателей. Компенсатор реактивной мощности содержит трехфазный делитель напряжения и однофазные трансформаторы тока, подсоединенные к фазам питающей сети. К выходу трехфазного делителя напряжения подключены датчики напряжения. К выходу однофазных трансформаторов тока подключены датчики реактивного тока. Выходы датчиков реактивного тока и датчиков напряжения соединены со входом элементов сравнения, выход которых подключен к инверторам. Выход инверторов соединен с блоками формирования сигнала управления, входы которых соединены с дифференциальными усилителями. К выходам дифференциальных усилителей подключены силовые модули, которые соединены с емкостными фильтрами, выходы которых подсоединены к фазе питающей сети. 1 ил.

Компенсатор реактивной мощности, содержащий трехфазный делитель напряжения, датчики напряжения, однофазные трансформаторы тока, датчики реактивного тока, элементы сравнения, инверторы, блоки формирования сигнала управления, дифференциальные усилители, силовые модули, емкостные фильтры, отличающийся тем, что выходы датчиков реактивного тока и датчиков напряжения соединены с элементами сравнения, элементы сравнения соединены с инверторами, выходы инверторов соединены с блоками формирования сигналов управления, которые подключены ко входам дифференциальных усилителей, выходы дифференциальных усилителей подключены ко входам силовых модулей, к выходам которых подключена входная цепь емкостных фильтров, выходы емкостных фильтров подсоединены к фазам питающей сети.