Условно-двенадцатифазный каскадный компенсационный преобразователь Советский патент 1984 года по МПК H02M7/19 

1 11

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазных электрических сетях переменного тока, а также в межсистемных связях и линиях электропередач постоянного тока для обеспечения оптимальных режимов их работы, а также компенсации реактивной мощности активно-индуктивных потребителей электрической энергии путем генерирования плавно регулируемой емкостной реактивной мощности.

По основному авт. св. 8 410523 известен условно-двенадцатифазный каскадный компенсационный преобразователь, содержащий на стороне переменного тока трехфазньтй пятиобмоточный трансформатор с четырьмя вторичными обмотками, соединенньау«и в прямую и обратную звезду, прямой и обратный треугольник, на стороне постоянного тока два условно-шестифазных преобразователя, выполненных в виде четырех последовательно и параллельно соединенных со сдвигом по фазе трехфазных преобразовательных мостов с уравнительными катушками, средние точки которых являются полюсами постоянного тока, и между указанными условно-шестифазными преобразователями подключена трехфазная группа коммутирующих конденсаторов регулируемой емкости.

Условно-двенадцатифазный каскадный компенсационный преобразователь преобразует энергию переменного тока в энергию постоянного или, наоборот, энергию постоянного тока в энергию (Переменного тока с одновременным генерированием реактивной мощности, жестко связанной с активной мощностью Г.1 .

Недостатками известного преобразователя являются низкая отдача регулируемой реактивной мощности по отношению к полной, обусловленной ее связью с активной мощностью, а также перегрузка коммутирующих конденсаторов за счет повышения на инх напряжения в режиме регулирования реактивной мощности, что увеличивает вероятность пробоя диэлектрика и снижает надежность работы устройства в целом.

Целью изобретения является увеличение отдачи регулируемой реактивной мощности в сеть по отношению к полиой мощности.

51802

Поставленная цель достигается тем, что полюса постоянного тока каскадного преобразователя закорочены дросселем.

5 На чертеже представлена электрическая схема условно-двенадцатифазного каскадного компенсационного преобразователя.

КомпенсациоЛ1Ый преобразователь

10 состоит из единого трехфазного пятиобмоточного трансформатора, имеющего первичную обмотку 1, соединенную в звезду или треугольник, вторичные обмотки 2 и 3, соединенные соответ15 ственно в прямую и обратную звезды, вторичные обмотки 4 и 5, соединенные соответственно в прямой и обратный треугольники, и четырех собранных из управляемых вентилей трехфазных 20 мостов 6-9, присоединенных к вторичным обмоткам трансформатора. Линейные напряжения вторичных обмоток трансформатора, соединенных звездой и треугольником, равны между собой.

5 Общие точки анодов вентилей каждой из двух параллельных мостовых схем, присоединенных к прямой и обратной звездам (или к прямому и обратному треугольникам), связаны между собой

0 через двухфазную уравнительную катушку 10,.а катоды вентилей противоположных фаз этих мостов соединены мелщу собой накоротко. Общие точки катодов вентилей каждой из двух параллельных мостовых схем, присоединенных к прямому и обратному треугольникам (или прямой и обратной звездам), также связаны между собой через двухфазную уравнительнуто катушку 11, а аноды вентилей противоположных фаз этих мостовых схем накоротко. Срейние точки двухфазных уравнительных катушек, являющиеся полюсами постоянного тока, закорочены

дросселем 12.

В месте последовательного соединения одной пары мостовых схем с . другой присоединена трехфазная группа коммутирующих конденсаторов 13,

смонтированных треугольником, причем для обеспечения симметрии и создания одинаковых условий работы у всех вентилей преобразовательные мостовые схемы присоединены к фазам

трехфазной группы конденсаторов так, что сдвиг по фазе между их ЭДС равен У / 2. Анодные и катодные группы вентильных мостов 6 и 8, а также 7

и 9, управляются раздельными системами управления 14-17.

Четьфе вентильные трехфазные мостовые схемы условно-двенадцатифазного каскадного компенсационного преобразователя можно рассматривать как последовательное соединение четьфех условно-шестифазных преобразователей, составленных анодными и катодными группами вентилей, управляемых раздельными системами управления 14-17, которые устанавливают углы управления соответственно cA,utj

3t,| и cif}.

Полагая коммутацию мгновенной, выпрямленное напряжение можно выразить

формулой

.Uc(,

:Ualj-UdoCMivi-, Udr,cosotj.

, Udtj Uo oCoaoC| , Ucis UdoCos015

taK как ad.Зd J Jctь- c г o

активная и реактивная составляющие первой гармоники сетевого тока равны:

3 к COS ±х , ,-- OLj ,,

.K03cL5,aJ.tcCOSdR

Cii s tsiv 4it r a VtSlwcLt.a p-tcSivv u

И пропорциональны соответственно активной и реактивной мощностям, потребляемым из сети.

Так как преобразователь закорочен дросселем с малым активным сопоотивлением, то можно считать, что U О и при этом потребляемая активная мощность также равна нулю, а в сеть увеличивается отдача реактивной мощности.

,1ля регулирования генерируемой емкостной реактивной мощности углы управления катодных групп вентилей мостов 6 и 8 и анодных групп вентилей мостов 7 и 9 устанавливаются опережающими напряжениями коммутирующих

конденсаторов. Причем Si. Величина угла oL определяется током нагрузки согласно формуле

, , 5«JL.

® ° 4vru;

Номинальному значению тока соответствует угол ot зг/2, при котором преобразователь генерирует наиболь|шую емкостную реактивную мощность. Преобразователи, составленные из анодных групп вентилей мостов 6 и 8 а также катодных групп мостов 7 и 9 работают в обычном режиме и служат для ругулирования реактивной мощности. При этом целесообразным является изменение oi.. Для регулирования генерируемой реактивной мощности от номинального значения, равного О, 6 U3j/jr, до нуля cij следует изменять от нуля доЛ-сГ, где сГ - угол, обеспечиваниций восстановление запирающих свойств вентилей, а odjv установить равным я-сГ.

Напряжение на коммутирующих Конденсаторах преобразователя в режиме генерирования максимальной реактивной мощности практически совпадает по величине с напряжением стеи. В процессе регулирования генерируемой мощности это напряжение снижается за счет уменьшения тока в цепи конденсаторов, обусловленного уменьшением тока на входе преобразователя.

Условно-двенадцатифазный каскадный компенсационный преобразователь обладает возможностью регулирования емкостной реактивной мощности от номинальной величины до нуля без потребления активной мощности, что обеспечивает высокую отдачу реактивной мощности по отношению к полной мощности устройства. Кроме того, в преобразователе с уменьшением генерируемой мощности от номинальной величины до нуля напряжение на коммутирующих конденсаторах также уменьшается от напряжения сети до нуля, т.е. происходит их разгрузка.

УСЛОВНО-ДВЕНАДЦАТИФАЗНЫЙ КАСКАДНЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ по авт. св. № 410523, о т л ичающийся тем, что, с целью увеличения отдачи регулируемой реактивной мощности в сеть по отношению к полной мощности полюса постоянно- го тока каскадного преобразователя закорочен дросселем. СП М 00