Устройство для подключения конденсаторной батареи Советский патент 1983 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для подключения к электрической сети трехфазных конденсаторов большой емкости. Известны устройства для подключения конденсаторов к сети, содержгицие силовые коко утирующие блоки, блоки включения тиристоров коммутаторов, релейный элемент Cl3. Недостатком таких устройств является низкая надежность, обусловленная необходимостью усиления сигнала включения тиристоров силовых коммутаторов. Наиболее близким к изобретению по средствам и достигаемому резуль™ тату является устройство для под-. ключения конденсаторной батареи, со держащее два силовых дирдно-тиристорных коммутатора, блоки включения тиристоров коммутаторов, состоящие из .трансфор 1аторюв тока, тир сторов обратной связи и диодов, при чем первичная обмотка казвдого транс форматора тока подсоединена своим входом к соответствуквд«му зажиму для подключения фазового конденсатора конденсаторной батареи и выходом - ко входу силоворо коммутатора, вторичная обмотка связана одним своим выводом с управляющим электродом коммутатора и эашунтирована тиристором обратной связи, катод и управляющий электрод которого подсоединены- к соответствунадему выходу релейного элемента, входы кото рого подключены ко второй и третьей клеммам для подключения фазовых, нагрузок и последовательно соединенны два резистора, подключенных выходными зажимами к выходам соответствующих первичных обмоток трансформаторов тока, а общим выводом - ко второму зажиму для подключения конденсаторной батареи, связанной со второй клеммой для подключения фазовой нагрузки t23. Недостатком известного устройств является ограниченность мощности ти ристоров , которые могут быть исполь зованы в составе диодно-тиристорных коммутаторов устройства. Так как сигнал на включение силового тиристора подается в виде кратковременного одиночного импульса небольшой амплитуды в момент времени, когда н пряжение в цепи анод - катод силово jтиристора близко к нулю, для .включения тиристоров на токи свыше 50А мощность открывающего импульса (вел чина тока управления) со стороны вт ричной обмотки трасформатора тока может оказаться недостаточной. При малой амплитуде импульса тока управ ления на силовом тиристоре, близком к нулю, гарантированное включение обеспечивается лишь для тиристоров небольшой мощности. Введение же усилителя импульсов между вторичной обмоткой трансформатора тока и тиристором коммутатора (например, блокинг-генератора), значительно усложнит схемуг устройства и снизит его надежность, Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и повышение его надежности. Поставленная цель достигается тем, что устройство для подключения конденсаторной батареи, содержащее два силовых диодно-тиристорных коммутатора, зажимы для подключения фазовых конденсаторов конденсаторной . батареи, первый и третий из которых подсоединены через коммутаторы, а второй - непосредственно к соответствующим клвивлам для подключения фазовых нагрузок, блоки включения .тиристоров коммутаторов, состоящие из трансформаторов тока, тиристоров обратной связи и диодов, причем первичная обмотк.а каждого трансформатора тока подсоединена своим входом к соответствующему за:жиму для подклю-. чения фазового конденсатора конденсаторной батареи и выходом - ко входу силового коммутатора, вторичная обмотка связана одним выводом с управляющим элементом тиристора коммутатора, зашунтирова на тиристором обратной связи, катод и управляющий электрод которого подсоединены к соответствукяцему выходу релейного элемента, входы которого подключены к клеммам для подключения фазовых нагрузок, и последовательно соединенных два резистора, подключенных выходными зажимами к выходам соответствующих первичных обмоток трансформаторов тока, а общим выводом ко второму з-ажиму для подключения конденсаторнЬй батареи, связанной со второй клеммой для подключения фазовой нагрузки, снабжено трансформатором напряжения с одной первичной и двумя вторичньми обмотками, а блоки включения тиристоров коммутаторов - дополнительными тиристорами, причем каждая из вторичных обмоток трансформатора напряжения одним вы-, водом подключена к катоду тиристора соответствующего коммутатора, а другим - к аноду совтветствунадего дополнительного тиристора, управляющие электроды которых подключены к катоду диода блока включения тиристоров коммутаторов, анод которого соединен со вторым выводом вторичной обмотки трансформатора тока, катод дополнительного тиристора подключен к управляющему электроду тиристора соответствукщего коммутатора и ко вторичной обмотке соответствующего трансформатора тока, при

этом первичная обмотка трансформатоа напряжения подключена одним .выодом ко второй клемме для подклюения фаэовБк нагрузок, а другим к клеммам для подключения к нулевоу выводу сети.

На чертеже приведена принципиальная электрическая схема устройства ля подключения конденсаторной батареи.

Устройство содержит зажимы для подключения конденсаторов 1-3 конденсаторной батарей, один из которых подключен к клемме С для дюдсоединения фазовой нагрузки непосредственно, а к клеммам А и В для подсоединения фазовых нагрузок - соответственно через силовые диоднот тиристорные ксяимутаторы, составленнйе из тиристоров 4,5, эашунтированных диодами 6,7. Блсжи управления тиристоров .выполнены на основе трансформаторов тока 8 и 9, первичные обмотки которых подключены между зажимс1ми Для псщключения конденсато- . ров и вхоянъалк клеммами силовых комутаторов. Вторичные обмотки трансформаторов- подсоединены соответственно через диоды 10 и 11 к управляющим электродам дополнительных тиристоров 12 и 13, включенных в цепь управляющих электродов силовых тиристоров 4 и 5. Резисторы 14 и 15 подсоединены одними выводами к выходам первичных обмоток трансфо1 1аторов 8 и 9, а средний (общий) вывод этих резисторов подсоединен к клемме для подключения второй фазы С сети. Клеммы второй- и третьей фаз сети С и Б подсоединены ко входу релейного элемента 16, выходы которого подсоединены к катоду и управляющему электроду соответствующих шунтирукщих тиристоров 17 и 18, включенных параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока 8 и 9 соответственно.

Первичная обмотка трансформатора напряжения 19 подсоединена одним выводом к нулевой клемме сети, а другим - ко второй фазе сети С, Вторичные обмотки трансфо1 латора напряжения 19 подсоединены соответственно одними концами к катодам силовых тиристоров, а другими - к анодам соответствующих промежутрчных тиристоров 12 и 13.

Устройство для подключения конденсаторной батареи работает следующим образом (для упрсяцения описывается работа фазы А, так как работа фазы В происходит аналогично, со сдвигом на 120 эл.град).

При отключении тиристора 4 конденсатор 1 один раз в период синусоиды напряжения импульсами тока подзаряжается через диод 6 и первичную обмотку трансформатора тока до мак

симального напряжения сети. Прдзаряд-;

ка начинается с того момента, когда . текущее значение повышающегося по синусоидальному закону напряжения сети становится равным текущему значению снижакядегося по экспоненте напряжения на конденсаторах (в этб время напряжение на тиристоре 4 равно нулю) . Заряд длится до момента, когда синусоида напряжения сети, а следова0тельно, и на конденсаторной батарее, достигает своего максимального, амплитудного значения. Все оставшееся время периода конденсатор 1 несколько разряжается через разрядное сопротивление 14 , а также за счет токов утечки.

5

Описанный цикл подзаряд-разряд. происходит до тех пор, пока напряжение уставки релейного элемента 16 выше напряжения сети. В это время тиристор 17 открыт сигнале с выхода релейного элемента 16 и шунтирует вторичную обмотку трансформатора В, замыкая на себя зарядные (запускающие) импульсы, трансформированные из первичной цепи.

5

Если напряжение сети снизилось до значения ниже, чаи напряжение уставки релейного элемента 16 и на его выходе исчез сигнал управления тиристором 17, он закрывается после

0 прохождения импульса тока со вторичной обмотки трансформатора тока 8 и сигнал с этого трансформатора включает дополнительный тиристор 12. Выпрямительный диод 10 позволяет осу5ществить фазировку сигнала на включение тиристора. После включения дополнительного тиристора 12 напряжение со вторичной обмотки трансформатора 19 подается на управляннций

0 электрод и катод силового тиристора 4 и включает его, чем достигается подключение конденсаторной батареи 1 к сети переменного тока. Синхронность в работе дополнительного тиристора 12 и силового тиристора 4

5 обеспечивается при условии, что первичная об.мотка трансформатора напряжения 19 одним своим концом подключена к нулевой фазе сети, а вторьм концом - ко второй, свободной

0 фазе С. Гарантированное включение силового тиристора 4 происходит за счет, энергии сети, передающейся через трансформатор напряжения 19. Дополнительный тиристор 12 открывается

5 под воздействием даже небольшого управляющего сигнала со стороны вторичной обмотки трансформатора тока 8, позволяя включать в нужный момент силовой тиристор на десятки и сотни

0 ампер, не принимая усилителей.

Таким образе, предлагаемое уст.ройство имеет в сравнении с известаакя более широкие технические воэ;Можности благодаря расширению диапа5рна мощности используемых силовых

5

тиристоров. Такое устройство надежнее известных, поскольку схема гарантированного включения его Тиристоров

является простой и не содержит специальных усилительных устройств, например блокинг-генераторов.

УСТРОЙСТЮ ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ КОдащнСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее два силов1лс диодно-тиристорных ксалмутатора, зажимы для подключения фазодьвс конденсаторов конденсаторной батареи, первый и третий иэ которык подсоединены через коммутаторы, а вторЬй - непосредственно к соответствующим клеммам для подключения фазовых нагрузок, блоки включения тиристоров коммутаторов, состоящие из трансформаторов тока, тиристоров обратной связи и Диодов, причем первичная Ьбмотка каждо го трансформатора тока подсоединена своим входом к соответствующему зажиму для подключения фазового конденсатора конденсаторной батареи и выходе ко входу силового коммутатора, вторичная связана, одним .своим . выводом с уп|5авляк|цим электроде ти.ристора коммутатора -и згшунтирована тиристоро1|( обратной связи, катод и управлякщий электрод которого подсоединены к соответствующему выходу релейного элемента, входы которого подключены к клеммам для подключения фазовых нагрузок, и последовательно соединенных два резистора подключенных выходнха и зажимами к выходам соответ ствующих первичных обмоток ;трансформаторов тока, а общим выводом - ко второму зажиму для подключения конденсаторной батареи, связанной со второй клеммой для подключения фазовой нагрузки, о т ли ч а ющ е е с я т®«, что, с /цепью расширения функциональных возможностей и повышения надежности, оно снабжено трансформатором напряжё ния с одной первичной и двумя вторичными i обмотками, а блоки включения тиристоров коммутаторов - дополнительньми тиристорами, причем каждая из вторичных обмоток трансформатора напряжения одним выводом подключена к катоду тиристора соответствующего коммутатора, а другим - к аноду соответствующего дополнительного тиристора , управляквднё электроды котогяых подключены к катоду диода блока включения гиристорбв коммутаторов ,анод которого соединен со вторьм выводом вторзячиой р«й«откитраисфо1 1атора тока, катод Дополнительного тиристора подктпочен к управлянхцёму электроду тиристора соответствукадего KOhotyTaTopa н ко вторичной обмотке со,ртветствующего трансформатора-тока, при этом первичная обмотка трансформатора напряжения подключена одним вы- ; водом ко второй клемме для подключения фазовых нагрузок, а другим к ixJi&VMSM для подключения к нулевому выводу сетл.