Статический тиристорный компенсатор Российский патент 2018 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики. Широко известен статический тиристорный компенсатор реактивной мощности /1/ (далее СТК), содержащий трехфазную группу реакторов, одними выводами предназначенных для подключения к сети, а вторые выводы подключены к парам встречно-параллельных тиристоров, объединенных вторыми выводами. Мощность такого устройства ограничена из-за ограниченной величины номинального тока тиристоров. Наиболее близким по сути - прототипом является /2/ СТК, содержащий две трехфазные группы реакторов, одними выводами предназначенных для подключения к сети, а одна группа вторыми выводами подключена к катодам тиристоров, а вторая группа - к анодам других тиристоров. Вторые выводы тиристоров внутри каждой группы объединены. Параллельно встречно упомянутым тиристорам включены другие тиристоры. Недостаток такого СТК состоит в сложности, обусловленной необходимостью использования двух тиристорных мостов, относительно низком К.П.Д. Техническая задача, решаемая в предложении, состоит в упрощении и повышении К.П.Д.

Техническая задача решается в первом варианте СТК, содержащего две трехфазные группы реакторов (электродвигателей), одними выводами предназначенных для подключения к сети, а одна группа вторыми выводами подключена к катодам тиристоров, а вторая группа - к анодам других тиристоров и вторые выводы тиристоров внутри каждой группы объединены за счет того, что встречно параллельно тиристорам подключены диоды. Во втором варианте СТК, содержащего трехобмоточный реактор-трансформатор, выводами сетевой обмотки предназначенный для подключения к сети, а вторичные обмотки соединены звездой или треугольником, образуя две трехфазные одинаковые группы, одна группа вторыми выводами подключена к катодам тиристоров, а вторая группа - к анодам других тиристоров и вторые выводы тиристоров внутри каждой группы объединены, задача решается за счет того, что встречно параллельно тиристорам подключены диоды. В третьем варианте в СТК, содержащем трехобмоточный реактор-трансформатор, выводами сетевой обмотки предназначенный для подключения к сети, а вторичные обмотки соединены звездой или треугольником, образуя две трехфазные группы, связанные с тиристорами, задача решается за счет того, что группы имеют диаметрально противоположные номера групп соединения обмоток и каждая подключена к одноименным выводам троек тиристоров, а вторыми выводами эти тройки тиристоров соединены и встречно параллельно тиристорам подключены диоды. Дополнительно к 2 вариантам тройки тиристоров вторыми выводами соединены. И в последнем варианте в СТК снабжен вторым аналогичным блоком, и два блока за счет разного типа соединения первичных или вторичных обмоток обеспечивают взаимный сдвиг токов на n30 электроградусов (12-пульсный режим), где n=1, 3, 5, 7, 11.

На фиг. 1 приведена однолинейная схема СТК к первому пункту формулы. Здесь обозначено 1 и 2 две трехфазные группы реакторов (электродвигателей, нагревателей), последовательно с которыми в каждой фазе включены тиристоры 3 и 4 встречного направления. Встречно параллельно последним включены диоды 5 и 6. Имеется блок управления 7.

СТК работает следующим образом. Блок 7 управления подает на тиристоры 3 и 4 симметричные отпирающие импульсы с определенным углом запаздывания по отношению к переходам напряжения сети через ноль. В зависимости от величины этого угла изменяется реактивная мощность, потребляемая реакторами 1 и 2. Если 1 и 2 асинхронные электродвигатели, то регулируемое таким образом напряжение позволяет изменять как потребление реактивной мощности, так и скорость вращения. Если 1 и 2 нагреватели, то таким образом регулируется температура. По гармоническому воздействию на сеть такое симметричное управление эквивалентно обычному СТК /1, 2/. На фиг. 2, 3, 4 приведена однолинейная схема СТК ко второму, третьему и четвертому пунктам формулы. Здесь вместо реакторов используется трансреактор, представляющий собой трехфазный трансформатор (или три однофазных трансформатора, объединенных в трехфазную группу) с высокой индуктивностью рассеяния (до 100%), с первичной обмоткой 8 и двумя вторичными - 9, 10. На фиг. 2 номера групп соединения обмоток 8 и 9 одинаковы (N), а на фиг. 3 векторы напряжений взаимно противоположные -N и N+6. На фиг. 4 вентильные группы объединены общими точками звезд соединения вентилей. При необходимости (целесообразности) эта точка может быть заземлена. На фиг. 5 приведена блочная схема к пятому пункту формулы. Блоки 11 и 12 аналогичны фиг. 2-4. Но в таком варианте первичные или вторичные обмотки реактор-трансформаторов обеспечивают взаимный сдвиг напряжений на n30 электроградусов, где n=1, 3, 5, 7, 11. Такой сдвиг обеспечивает аналогичный сдвиг токов, что дает 12-пульсный режим. Этим снижаются искажения суммарного тока сети. При отсутствии импульсов с блока 7 управления ток в обмотках 8, 9 не протекает, так как все диоды 5, 6 направлены встречно. Во всех схемах при работе через реакторы 1 и 2 протекает ток в обоих направлениях. Одна полуволна тока протекает через тиристор, а другая через диод. Падение напряжения на диоде меньше, чем на тиристоре, что позволяет снизить общие потери энергии. Упрощается также система охлаждения.

Источники информации

1. Авторское свидетельство СССР №538454, кл. H02J 3/18, 1972.

2. Ивакин В.Н. и др. Электропередачи и вставки постоянного тока и статические тиристорные компенсаторы. М.: Энергоатомиздат, 1993, стр. 128, рис. 3.28.

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики. Блок (7) управления подает на тиристоры (3 и 4) симметричные отпирающие импульсы. В зависимости от величины этого угла изменяется реактивная мощность, потребляемая реакторами (1 и 2). По гармоническому воздействию на сеть такое симметричное управление эквивалентно обычному статическому тиристорному компенсатору (СТК). Одна полуволна тока протекает через тиристор, а другая - через диод. Так как одна полуволна тока течет через диод и падение напряжения на диоде меньше, чем на тиристоре, это позволяет снизить общие потери энергии. 3 н. и 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

1. Статический тиристорный компенсатор, содержащий две трехфазные группы реакторов (электродвигателей, нагревателей), одними выводами предназначенных для подключения к сети, а одна группа вторыми выводами подключена к катодам тиристоров, а вторая группа - к анодам других тиристоров и вторые выводы тиристоров внутри каждой группы объединены, отличающийся тем, что встречно параллельно тиристорам подключены диоды.

2. Статический тиристорный компенсатор, содержащий трехобмоточный реактор-трансформатор, выводами сетевой обмотки предназначенный для подключения к сети, а вторичные обмотки соединены звездой или треугольником, образуя две трехфазные одинаковые группы, одна группа вторыми выводами подключена к катодам тиристоров, а вторая группа - к анодам других тиристоров, и вторые выводы тиристоров внутри каждой группы объединены, отличающийся тем, что встречно параллельно тиристорам подключены диоды.

3. Статический тиристорный компенсатор, содержащий трехобмоточный реактор-трансформатор, выводами сетевой обмотки предназначенный для подключения к сети, а вторичные обмотки соединены звездой или треугольником, образуя две трехфазные группы, связанные с тиристорами, отличающийся тем, что группы имеют диаметрально противоположные номера групп соединения обмоток и каждая подключена к одноименным выводам троек тиристоров, а вторыми выводами эти тройки тиристоров соединены и встречно параллельно тиристорам подключены диоды.

4. Статический тиристорный компенсатор по пп. 2, 3, отличающийся тем, что тройки тиристоров вторыми выводами соединены.

5. Статический тиристорный компенсатор по пп. 2, 3, 4, отличающийся тем, что он снабжен вторым аналогичным блоком и два блока за счет разного типа соединения первичных или вторичных обмоток обеспечивают взаимный сдвиг токов на n30 электроградусов (12-пульсный режим), где n=1, 3, 5, 7, 11.