Устройство для однофазного регулирования напряжения сети Советский патент 1984 года по МПК H02J3/12 H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения в электрических распределительных сетях 0,4-10 кВ.

Наиболее близким к изобретению является устройство для однофазного регулирования напряжения сети, содержащее вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого включена последовательно с нагрузкой, первичная обмотка подключена через управляемые вентили к сети, причем общая точка первой пары согласно включенных управляемых вентилей через конденсатор подключена к одному полюсу сети, к которому подключена общая точка другой пары согласно включенных управляемых вентилей через второй конденсатор, анод управляемого вентиля первой пары согласно включенных управляемых вентилей подключен к другому полюсу сети. Регулирование напряжения осуществляется изменением начальной фазы тока первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора относительно напряжения сети путем изменения момента открьшания тиристоров 1 3.

Недостатками данного устройства являются узкий диапазон регулирования, а также сложность силовой части устройства и системы управления тиристорами из-за необходимости изменения схемы соединения обмоток вольтодобавочного трансформатора.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и упрощение устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для однофазного регулирования напряжения сети, содержащее вольтодобавочный трансформатор, вторичная обмотка которого -включена последовательно с нагрузкой, первичная обмотка подключена через управляемые вентили к сети, причем-общая точка первой пары согласно включенных управляемых- вентилей через конденсатор подключена к одному полюсу сети, к которому подключена общая точка другой пары согласно включенных управляемых вентилей через второй конденсатор, анод управляемого вентиля первой пары согласно включенных управляемы вентилей подключен к другому полюсу сети, снабжено двумя диодами, каждый из которых включен встречно по отношению ко второму управляемому вентилю каждой пары согласно включенных уп1 авляемых вентилей, анод второй пары согласно включенных управляемых вентилей подключен к тому же полюсу сети, что и анод первой пары согласно включенных управляемых вентилей, а другой конец первичной обмотки вольтодобавочного транс0форматора подключен к тому же полюсу сети, что и конденсаторы.

На фиг. 1 представлена электрическая схема предлагаемого устройстваJ на фиг. 2 - временные диаграммы напSряжения сети и тока в первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора J на фиг. 3 - векторная диаграмма напряжений, поясняющая работу устройства.

0

Устройство, для однофазного регулирования напряжения сети содержит вольтодобавочный трансформатор с первичной 1 и вторичной 2 обмотками,

5 конденсаторы 3 и 4, служащие для питания первичной обмотки током разряда. Общие выводы конденсаторов и один конец первичной обмотки присоединены к одному полюсу сети.

0 Другие вьшоды конденсаторов подключены к второму полюсу сети соответственно через тиристоры 5 и 6 и к второму концу первичной обмотки соответственно через встречно-параллельно включенные тиристор 7 и диод 8 и тиристор 9 и диод 10, при этом тит ристор 5 служит для заряда конден- сатора 3 от питакяцей сети в первый положительный полупериод, а тиристор 6 служит для заряда конденсатора 4 во второй положительный полупериод, Через встречно-параллельно включенные тиристор 7 и диод 8 осуществляется разряд конденсатора 3 на пер5вичную обмотку вольтодобавочного трансформатора, а через встречнопараллельно включенные тиристор 9 и диод 10 - разряд конденсатора 4.

Индуктивнс сть первичной обМотки

0 вольтодобавочного трансформатора, входящей в разрядную цепь, в емкости конденсаторов выбраны так, что разряд носит колебательный характер и частота тока равна часто5те сети, а фаза тока может меняться автоматически от 90 до, ЗбО относительно напряжения сети с помощью блока управления тиристорами в зависимости от уровня напряжения сети.

Устройство работает следующим образом.

В первый положительный полупериод напряжения сети в момент времени t (фиг. 2с) открывается тиристор 5 и конденсатор 3 заряжается до амплитудного значения напряжения сети с полярностью, показанной на фиг. 1. В момент времени Ц ток заряда конденсатора 3 спадает до нуля и тиристор 5 закрьгеается. Во второй положительный полупериод напряжения сети в момент времени t (фиг, 2с«) открывается тиристор 6 и заряжается конденсатор 4 также до амплитудного значения напряжения сети и с такой -же полярностью (фиг. 1). В момент времени tg ток заряда конденсатора 4 спадает до нуля и тиристор 6 закрывается. Такая последовательность заряда конденсаторов сохраняется и в дальнейшем.

После заряда конденсаторы поочередно и в той же последовательности разряжаются на первичную обмотку 1 вольтодобавочного трансформатора, причем разряд каждого конденсатора длится в течение одного периода. Для этого первоначально открывается тиристор 7 и с момента времени t до момента времени . 2а,й) в первичной обмотке формируется положительная полуволна тока от колебательного разряда конденсатора 3. К диоду 18 в этО время приложено обратное напряжение и он находится в непроводящем состоянии. В момент времени t ток через тиристор 7 спадает до нуля и он закрывается.

К этому же моменту времени меняется полярность напряжения на конденсаторе 3 и диод 8 смещается в прямом направлении, и с момента времени t до момента времени t (фиг. 2а,И) в первичной обмотке формируется отрицательная полуволна тока от разряда конденсатора 3. В момент времени tg ток через диод 8 спадает до нуля и на этом колебательный разряд конденсатора 3 в течение одного периода заканчивается. В этот момент времени открывается тиристор 9 и с момента времени tg

до момента времени t (фиг. 2ci,5) формируется положительная полуволна тока через первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора от колебательного разряда конденсатора 4. В момент времени t ток через тиристор 9 спадает до нуля и он закрьшается, а с момента времени tg до момента времени tg (фиг. 2«,&) диод 10 будет смещен в прямом напoравлении и формируется отрицательная полуволна тока через первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора от разряда конденсатора 4. На этом цикл разряда двух конденса5торов заканчивается и в дальнейшем процессы повторяются. В результате в первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора протекает непрерывньй переменньй ток (фиг. 26).

0

Меняя момент открьтания тирис-, тора 7 в диапазоне от t до t, тиристора 9 одновременно и соответственно от tg до t- (фиг. 2«) можно менять начальную фазу тока в пер

5 вичной обмотке вольтодобавочного трансформатора относительно напряжения сети от 4 90 до Ц 360° (фиг. 26, в).

Изменение начальной фазы перемен0ного тока в первичной обмотке 1 вольтодобавочного трансформатора приводит к изменению фазы добавочной ЭДСли во вторичной обмотке 2 вольтодобавочного трансформатора.

5 В зависимости от фазы добавочной ЭДС будет изменяться и результирующее напряжение сети. При изменении начальной фазы тока в первичной обмотке 1 вольтодобавочного

0 трансформатора от 90° до Ц ,180 добавочная ЭДС flU вычитается от напряжения сети, а при изменении начальной фазы тока от V 180 до 360 добавочная ЭДС &V

5 складывается с напряжением сети U (фиг. 3).

Питание первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора током

0 ; колебательного разряда каждого конденсатора в течение одного периода с частотой, равной частоте сети, позволяет расширить диапазон регулирований на 90, а также существен5но упростить устройство.

is

t/ 2

tsitO

54

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОДНОФАЗНОГО .РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ, со.держащее вольтодобавочньй трансфор:матор, вторичная обмотка которого включена последовательно с нагрузкой, первичная обмотка подключена через управляемые вентили к сети, причем общая точка первой пары согласно включенных управляемых вентилей через конденсатор подключена к одному полюсу сети, к которому подключена общая точка другой пары согласно включенных управляемых вентилей через второй конденсатор, анод управляемого вентиля первой пары согласно включенных управляемых вентилей подключен к другому полюсу сети, отличающееся тем, что, с целью распшрения диапазона регулирования и упрощения устройства, оно снабжено двумя диодами, каждый из которых включен встречно по отношению ко второму управляемому вентилю каждой пары согласно включенных управляемых вентилей, анод второй пары согласно включенных управляемых вентилей подключен к тому же полюсу сети, что и анод первой паW ры согласно включенных управляемых вентилей, а другой конец первичной обмотки вольтодобавочного трансфор-. матора подключен к тому же полюсу сети, что и конденсаторы.

5 90

s