Фильтрокомпенсирующее устройство Советский патент 1984 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности, к устройствам компенсации реактивной мощности и фильтрации высших гармоник тока в системах электроснабжения, изменяющихся в широком диапазоне нелинейных нагрузок (управляемых вентильных электроустановок, электродуговых печей, электросварочных установок и т..д.), и может быть использовано на промьпцленных предприятиях различных отраслей народного хозяйства, содержащих упомянутые нагрузки (химических, металлообрабатьшающих, черной и цветной металлургии и т.д.)

Известны регулируемые фильтрокомпенсрфующие устройства (ФКУ) для обеспечения (повышения) качества электрической энергии в системах электроснабжения промышленных предприятий, содержащие несколько (например, два) трехфазных конденсаторно-реакторных фильтров высших гармоник (ФВГ). В таких фильтрах один или несколько ФВГ присоединены к фазньм зажимам питающей сети непос- редственно, а другие (второй) ФВГ.через контакты трехфазного выключателя или бесконтактный (полупроводниковый) коммутатор l3 и 2}.

Известно также устройство, состоящее из двух трехфазных конденсатбрно-реакторных фильтров высших гармоник одного или близких порядков фильтруемой частоты и трехфазный . выключатель. При одной фильтруемой гармонике такое ФКУ является одно-г частотным. Первый трерсфазный конденсаторно-реакторный фильтр присоединен к фазным зажимам питающей сети непосредственно, а второй трехфаз-. ньй фильтр той же частоты - через контакты трехфазного выключателя. Оба фильтра включены звездой с соединением в общие точки свободньи выводов реакторов. Два уровня генерируемой устройством в сеть реактивной мощности на основной .(первой) гармонике обеспечиваются при разомкнутом (меньший ypoBeifb) и замкнутом (больший уровень) положениях контактов выключателя ClJ« .

Недостатком известного устройства является ограниченность его функциональных возможностей, так как при разомкнутом положении контактов выключателя возможен параллельный резонанс ФКУ с сетью, а при замкнутых контактах - параллельный pesoнанс между фильтрами одной частоты, оторый может быть устранен только зменением положения контактов выключателя, т.е. путем значительного изменения уровня реактивной мощности, генерируемой устройством на частоте питающей сети. Этот же эффект может быть достигнут увеличением числа ФВГ одной частоты, что приводит к усложнению схемы, повышению стоимости и снижению надежности работы устройства.

Цель изобретения - расширение, функциональный: возможностей.

Поставленная цель достигается тем, что в фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее два соединенных звездой фильтра, каждая ветвь которого состоит из последовательно включенных конденсатора и реактора, при этом первый фильтр подключен к сети свободными выводами конденсаторов, а в цепь второго фильтра включен трехфазный выключатель, введен вто- , рой трехфазный выключатель, подключенный между точками соединения конденсаторов и реакторов неодноименных фаз обоих фильтров, второй фильтр подключен к сети свободными вьшЬдами конденсаторов, а первый вьжлючатель включен меаду конденсаторами и реакторами второго фильтра перед реакторами.

При этом, изменяя положение (замкнутое или разомкнутое) контактов первого или второго выключателей, могут быть сформированы дополнительные частотные характеристики устройства, позволяющие исключить параллельный резонанс ФКУ .и сети без увеличения числа конденсаторов и реакторов.

На чертеже приведена принципиальная схема регулируемого одночастотного фильтрок.омпенсирующего устройства.

.Устройство содержит два соединенных звездой трехфазных конденсаторно-реакторных фильтра высших гармоник одной частоты, первый из которых, состоящий из конденсаторов 1- и-реакторов 2, присоединен к фазным зажимам питающей сети Л, 6 , С непосредственно конденсаторами 1. Конденсаторы второго фильтра 3 также присоединены к фазным зажимам питающей сети непосредственно, а реакторы 4 присоединены к конденсаторам 3 через контакты выключателя 5. Устройство содержит второй трехфазный

выключатель 6, каждый из контактов которого включен мезкду общей точкой конденсатора 1 и реактора 2 одной ветви (фазы) первого фильтра и общей точкой контакта первого выключателя 5 и конденсатора 3 неодноименной фазы второго фильтра.

Устройство работает следующим образом.

При разомкнутыхконтактах выключателей 5 и 6 и питающей сети подключен только первь фильтр (нижний уровень гeнepиpye foй устройством в сеть реактивной мощности). При замкнутом положенной контактов вьжлючателей 5 и 6 имеет место верхний (больший) зфовеиь генерируемой . реактивной мощности, при включенном положении только выключателя 5 оба фильтра работают независимо, а при включенном пложении только выключателя 6 частотные характеристики устройства аналогичны характеристик, кам параллельно включенных одного фильтра высших гарйоник и шунтовой батареи конденсаторов, что исключает параллельный резонанс между фильтрами. При одновременно включенных .положениях выключателей 5 и 6 параллельный резонанс токов между фильтрами также исключается и обеспечивается еще одна дополнительная частотная характеристика, позволяющая исключить возможный параллельный

резонанс токов между ФКУ и питающей сетью на верхнем уровне генерируемореактивной мощности.

. Другим вариантом устройства является схема, в которой контакты второго выключателя 6 включены между общими точками контактов первого выключателя 5 и реакторов первого фильтра 4. В этом случае замкнутое состояние контактов выключателя 6 обеспечивает изменение порядка фильтруемой гармоники на нижнем (меньшем) уровне генерируемой реактивной мощности (при разомкнутых контактах первого выключателя 5). В зависимости от возможности (опасности) или вероятности возникновения параллельного резонанса токов между фильтрокомпенсирующим устройством и питающей сетью (что определяется соотношением их мощностей и порядком фильтруемой гармоники) контакты второго выключателя 6 включены либо со стороны конденсаторов 3, либо со стороны реакторов 4 первого фильтра (второй вариант). Этим исключается режим параллельного per зонанса.с питающей сетью регулируемого фильтрокомпенсирующего устройства, содержащего два фильтра одной частоты, один из которых присоединен к питающей сети непосредственно, а второй через контакты трехфазного выключателя.

ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУКХДЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее два соединенных звездой фильтра, каждая ветвь которых состоит из, последовательно включенных конденсатора и реактора, при этом первый фильтр подключен к сети свободными выводами конденсаторов, a в цепь второго фильтра включен трехфазный выключатель, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него введен второй трехфазный выключатель., подключенный между точками соединения конденсаторов и реакторов неодноименных фаз обоих фильтров, второй фильтр подключен к сети свободными выводами конденсаторов, О) a первый выключатель включен между С конденсаторами И реакторами второгр фильтра перед реакторами.