Устройство для плавного регулирования реактивной мощности в электрических сетях Советский патент 1983 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике, именно к передаче я распределению электрической энергии, и может быть использо вано в электрических сетях для регулирования реактивной мощности и симметрирования напряжений. Известно устройство для плавного регулирования |)еактивной мощности, содержащее два симметричных блока, состоящих из трехфазной группы компенсирующих конденсаторов, по;р1ключенных через вентиль- ю ный вы8лючateлb из встречно-параллельяых управляемых вентилей к трансформатору, предназначенному для подключения к электрической сети 1). Известно также устройство для плавного регулирования реактивной мощности в, 1 электрических сетях, содержаще два снм-; метричных блока, состоя.ш,их из трехфазной группы компенсирующих конденсаторов, подключенных к трансформатору, предназначенному для подключения к электричес- 2 кой сети через вентильный выключатель, состоящий из коммутирующего управляемого вентиля, и двухобмоточного дросселя, каждая обмотка которого нмеет вывод от средней точки, а одни крайние выводы обмоток подключены к трансформатору через коммутирующие конденсаторы, другие крайнне выводь обмоток подключены к компен-; сирующему конденсатору через диоды, а выводы от средних точек подключены к транс-. форматору через встречно включенные управ-. ляемые вентили. , . В вентильном выключателе этого комп€Нсатора реактивной мощности Искусственное выклк),чение выходящего из работы управляемого вентиля осуществляется путем траисформации магнитосвязанными обмотками дросселя энергии коммутирующего конденсатора при открывании встречно включенного главного вентиля 2. Однако передача энергии коммутирующего конденсатора для выключения выходящего с работы управляемого вентиля трансформированием снижает эффективибсть (коэффициент) использования ем-i кости конденсатора и дополнительно загружает главный силовой управляемый вентиль импульсным током разряда конден- . сатора, увеличивая тем самым установленную мощность элементов устройства. Наличие в вентильном выключателе вспомогательных управляемых вентилей, необходимых для заряда коммутирующих конденсаторов, усложняет схему и увеличивает уста- 50 новленную мощность элементов устройства. Цель изобретения - повыщение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве ,аля плавного регулирования реактивной мощности в электрических се- 55 тях, содержащем два симметричных блока, (.чктояЩих из трехфазной группы KOMneFi-. сирующих конденсаторов, подключенны х к трансформатору, преднйзначенному длЯ йодключения к электрической сети через вентильный выключатель, состоящий из коммутирующего управляемого вейтиля и двухоб моточного дросселя, каждая обмотка которого имеет от средней точки, а одни крайние выводы обмоток подключены к трап Сформатору через коммутирующие конденсаторы, другие- крайние выводы обмоток Подключены к компенсирующему конденса-г Yopy через диоды, а в.ыйоды от средних то чек обмоток подключены к трансформатору через встречно включекнь1е управляемые вентили, коммутирующий управляемой вентиль подключен между срявдними выводами обмоток дросселя, прнчем катодом он подключей к катоду одного управляемого еентиля, а анодом .-- к аноду другого управляемого вентидя. На фиг. I показана, полная схема пред.лагаемого устройства; на фиг. 2 - прин|Ципиальная схема фазы а трчки а и о на фиг. I) вентильного выключателя тока (схема во всех фззэх идентична). Устройство состоит на двух параллельм |( работающих, симметричных блоков, разли чающихся только .схемой соединения сило ых трансфррматйров 1 и 2. Каждый блок состоит из собраиных в трехфазную груп- У батарей статических компенсирующих конденсаторовЗ.1-3.3 и 4.I--4.3. вентильных Ьыключателей 5.1-5,3 и 6.1-6.3 тока, вклюфенных. последовательно с конденсаторами . 1-3.3 и 4.1-4,3 в каждую фазу, блоков 7, и 8 управления и регулятора 9. : В состав вентильного выключателя тока 5.1, 6.1 входят главные силовые управляемые вентили Ю и 11, яодкяючениый к ним коммутирующий управляемый вентиль 12, отсекающие неупра1вляемые вентили (диоды) 3 и 14 и кoм v yткpyющиe конденсаторы 15 и 16, подключенные к дросселю 17, дроссель 17 имеет, две обмотки 18 и 19. Главные и коммути рующий вентили 10-12 управляются регулятором 9, реагирующим на изменение режима сети, в которую вклю.чается предлагаемое устройство и связанным с блоками 7 k 8 управления вентилей 10-12, измейяющймн момент их открытия. Предположим что вентиль 11 пропускает ток, при fa i pяжeниe конденсаторной батареи З.Ь 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 венти;ля П подается управляющий импульс (узкий) на коммутирующий вентиль 12, при открытии которого напряжение конденсатора 15, имеющего положительную полярность на аноде вентиля 10, прикладывает ся обратно в запирающем направлении к вентилю II и выключает его. В дальнейшем ток разряда конденсатора 15 протекает через конденсатор 16, обмотки 18 и 19 дросселя 17 и вентиль 12. При первом полупериоде колебательного переразряда конденсатор 16 приобретает напряженне с положительной полярностью на катоде вентиля 11, которое обеспечивает восстановление его запирающей способности. В квнце первого полупериода перезаряда, коммутирующий вентиль 12 закрывается под действием обратно приложенного к нему напряжения конденсатора 16, достигающего к этому моменту максимального знаЧення. Во втором полупериоде перезаряда конденсатор 16 перезаряжается в основном через вторичную обмотку силового трансформатора 1,2, конденсаторную батарею 3.1, неуправляемый вентиль 13 и обмотку 18 дросселя 17. Кроме того, часть заряда конденсатора 16 отдается конденсатору 15 при протекании тока через обмотки дросселя 17 и неуправляемые вентили 13 и 14, так что к моменту открытия вентиля 10 на его аноде будет приложено также небольшое положительное напряжение конденсатора 15. Величина этого напряжения практически незначительна ,и определяется соотнощеWWM сопротивлений двух параллельных перезарядных цепей, приближенно определяв,мого как отношение «мкостей: коммутирующего конденсатора 15 и компенсирующего конденсатора 3.1. В конце второго полупериода перезаряда конденсатор 16 приобретает напряжение с положительной полярностью на аноде вен- 35 тиля И, который к этому моменту восстанавливает свою запирающую способность, и коммутирующий узел готов к очередному циклу, т.е. ,к выключению вентиля 10. После выключения вентиля 1 I к управляющему .электроду вентиля 10 подается широкий 40 запускающий импульс и он начинает про.водить ток в тот момент, когда мгновенное значение напряжения сети (отрицательная относительно вентиля 10 полуволна) снижаётся ДО значения, несколько меньшего на- 45 .пряжения конденсаторной батареи 3.1 (имею1цей полярность, указанную на фиг. 2 в скобка X ) . При открытом вентиле 10 напряжение на конденсаторной батарее 3.1, изменяясь по синусоиде, меняет полярность на обратную. Выключение вентиля 10 происходит ,при подаче управляющего импульса на ком;мутирующий вентиль 12. После выключения вентиля 10 конденсатор 15 перезаряжается и приобретает напряжение с пьло; жительной полярностью на аноде вентиля 10, близкое по величине к максимуму напряжения сети. В дальнейшем все описанные процессы пернодическн повторяются. Регулирование величины тока и геиерируемой мощности конденсаторной батаре ; 3 осуществляется управлением м.оментом выключения главных управляемых вентилей 10 и tl. Для этого на управляющие электроды коммутирующих вентилей 12 поДаются сдвинутые- относительно напряжения сети на 180° узкие импульсы управления регулируемые в диапазоне 0-90°. На управляющие электроды главных вентилей 10 и И подаются сдвинутые относительно напряжения сети на 90° щирокие импульсы управления с неизменной длительностью равной 90 - 95°. Главные вентили 10 н П 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 автоматического регулятора или ручного регулирования фазы запирай|ия главных вентилей Ш и 11, устройство изменяет выдавае ую реактивность величины В предлагаемом устройстве для плавного регулирования реактивной мощности в электрических сетях установленная мощность силовых полупроводниковых прибо- ров и устройства управления ими, а также коммутирующих конденсаторов значительно меньше, чем в известном устройстве. Снижение установленной мощности устройства -управления вентилями обусловлено. тем, что длительность широкого импульса управления в предлагаемом устройстве два раза меньше чем в известном.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЛАВНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ, содержащее два симметричных блока, состоящих из трехфа зной группы компенсирующих конденсаторов, подключенных к трансформатору, предназначенному для подключе.ния к электрической сети через вентильный выключатель, состоящий из коммутирующего управляемого вентиля и двухобмоточного дросселя, каждая обмотка которого имеет вывод от средней точки, а одни крайние выводы обмоток подключены к трансформатору через коммутирующие конденсаторы, другие крайние выводы обмоток подключены к компенсирующему конденсатору через диоды, а выводы от средних точек обмоток подключены к трансформатору через встречно включенные управляемые вентили, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности, коммутирующий управляемый вентиль подключен между средними выводами обмоток дросселя, причем катодом он подключен к катоду одного управляемого вентиля, а анодом к аноду другого управляемого вентиля.

10

/4 У Л

(-} + J./ ф

wTФиг. 2.

f/ Л