Статический тиристорный компенсатор Советский патент 1984 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электро энергетике и может быть применено для быстрого пофазного регулирования величины и направления потока реактивной мощности в трехфазных линиях электропередач высокого и сверхвысокого напряжения. Известны различные статические тиристорные компенсаторы (СТКО, со держащие конденсаторную батарею и вентильно-регулируемый потребитель реактивной мощности Г1} Для линий электропередач требуются такие СТК, которые, во-первых обладают высоким- быстродействием, позволяющим оказывать благоприятно влияние на протекание электромагнитных процессов, и во-вторых, поз воляют осуществлять пофазное регулирование реактивной мощности. В определенных ситуациях требуется, например, быстро (за один период промьгашённой частоты) перевести СТК из симметричного трехфазного режима в режим, при котором по дву фазам производится выдача, а по од ной фазе потребление реактивной мощности. Известные СТК не могут осуществлять пофазное регулирование реактивной мощности из-за примененных в них схем соединения тра форматоров, реакторов и вентилей, в частности работать с потребление реактивной мощности в одной фазе сети из-за соединения реакторов и тиристоров по схеме треугольника. Наиболее близким техническим ре шением к предлагаемому является СТК, в котором потребитель реактив ной мощности это два управляемых мостовых преобразователя, включенных по кольцевой схеме и работающих один в выпрямительном, а другой в инверторном режиме 2. Такой СТК обладает быстродействием, то не обладает необходимыми широкими возможностями пофазного регулирования реактивной мощности Невозможно осуществить режим, при котором в каждом преобразователе р ботают вентили одной фазы, поэтому нельзя потреблять реактивную мощность необходимой величины в од ной фазе, тогда как в двух других фазах реактивная мощность не потре ляется или вьшается от конпенсатор Hoii батареи. 32 Целью изобретения является расширение функциональных возможностей путем пофазного управления компенсатором. Поставленная цель достигается тем, что в статическом тиристорном компенсаторе, содержащем соединенные последовательно конденсаторную батарею и реакторы, два трехфазных трансформатора, к вторичным обмоткам которых подключены два управляемых тиристорных моста, полюса постоянного тока которых соединены через реакторы, и блок регулирования реактивной мощности, первичные обмотки трансформаторов соединены по схеме согласной звезды с заземленной нейтралью, а вторичные обмотки - по схеме встречной звезды, и их нейтрали соединены перемычкой, а блок регулирования реактивной мощности выполнен пофазным. Наличие перемычки между нейтралями вторичных обмоток трансформаторов при их соединении в две взаимно-обратные звезды дает возможность оставить в работе вентили, относящиеся к одной фазе устройства лучить режим, при котором реактивная мощность потребляется только в этой фазе. Оставшиеся в работе вентили получают отдельные управления, остальные вентили заперты (на их управляющие электродь; не подаются импульсы управления). Предусмотрено автоматическое регулирование величины реактивной мощности путем изменения фазы управляющих импульсов. На чертеже представлена принципиальная схема СТК. В СТК входят конденсаторы 1, служащие для выдачи реактивной мощности и образующие вместе с реак торами 2 фильтр высших гармоник тока, два трехфазных силовых трансформатора с первичными обмотками 3 и 4, соединенными одинаково по схеме звезда с заземленной нейтралью, и вторичными обмотками 5 и 6, соединенными в две взаимно-обратные звезды, нейтрали 7 и 8 которых соединены перемычкой, два тиристорных моста, один из которых с тиристорными вентилями 9-14 присоединены к вторичным обмоткам 5 одного трансформатора, а другой с тиристорными вентилями 15-20 - к вторичным обмоткам 6 другого трансформатора. Тирис31

торные мосты соединены последовательно через силовые реакторы 21 и 22. Для пофазного автоматического регулирования реактивной мощности используются трансформаторы тока 23, первичные обмотки которых включены на входе СТК, трехфазный трансформатор напряжения 24, первичные преобразователи 25, измеряющие пофазно величину реактивной мощности, суммирующие устройства 26 (на фиг. 1 показана структурная схема автоматического регулирования для одной фазы А , для фаз 6 и С структурные схемы регулирования такие же), устройства уставки 27, регуляторы 28 и устройства формирования импульсов управления 29. Каждое устройство 29 создает и посылает импульсы управления на вентили двух мостов, относящиеся к соответствующим фазам, например на вентили 9 и 10 фазы А одного трансформатора и на вентили 15 и 16 фазы Л другого трансформатора. Устройство уставки 27 может вырабатьшать величину . уставки реактивной мощности данной фазы СТК либо под действием ручного задания (по каналу 30), либо под действием внешних систем автоматики (по каналу 31).

В симметричном трехфазном режиме СТК один преобразователь, например, с вентилями 9-14 работает в выпрямительном режиме, а другой - в инверторном режиме. При необходимости СТК может работать с одинаковым потреблением реактивной мощности в двух фазах. Для этого в работе остаются вентили, относящиеся к двум фазам СТК, например вентили 9-12 и 15-18, а другие вентили запираются (на них не подаются импуль64934

сы управления). Наличие перемычки между нейтралями вторичных обмоток . в предлагаемом СТК позволяет в трехфазном режиме получать значитель5 ную неравномерность потребления реактивной мощности по фазам. В предлагаемом СТК возможно за счет несимметричного управления вентилями создать разное потребление

10 реактивной мощности по фазам, при этом разность токов двух фаз будет проходить через перемычку между нейтралями 7 и 8 вторичных обмоток трансформаторов.

5 Основное отличие и главное пре.имущество СТК состоит в том, что он может работать с потреблением реактивной мсзщности только в одной фазе. Это возможно, если СТК при20 соединен к трехфазной системе (к трехфазной ЛЭП) с заземленной нейтралью, что характерно для систем высокого и сверхвысокого напряжения. Однофазный режим работы двухмосто25 вого преобразователя может быть

получен для любой фазы. Вентили, относящиеся в выбранной фазе, остаются в работе, а остальные запираются. Если, например, необходимо, осуществить потребление реактивной мощности только по фазе А , то в работе остаются вентили 9, 10, 15 -и 16.

Предлагаемый СТК обладает более широкими функциональными возможностями в отношении пофазного регулирования реактивной мощности, в том числе возможностью регулирования реактивной мощности в одной из трех фаз. В экономическом отношении предлагаемый СТК имеет такие же показатели, как прототип, так как в них входит одинаковое оборудование.

25 25 25

СТАТИЧЕСКИЙ ТИРИСТОРНЫЙ КОМПЕНСАТОР, содержащий соединенные последовательно конденсаторную батарею и реакторы, два трехфазных трансформатора, к вторичным обмоткам которых подключены два управляемых тиристорных моста, полюса постоянного тока которых соединены через реакторы, блок регулирования реактивной мощности, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем пофазного управлениякомпенсатором, первичные обмотки трансформаторов соединены по схеме согласной звезды с заземленной нейтралью, а вторичные обмотки по схеме встречной звезды, и их нейтрали соединены перемычкой, а блок регулирования реактивной мощности выполнен пофазным.

V LllT