Устройство для повышения устойчивости электрических систем переменного тока и стабилизации напряжения в них Советский патент 1958 года по МПК H02M7/72 H02J3/18 

Предлагаемое устройство предназначается для стабилизации напряжения в любой точке электрической сети высокого, среднего или низкого напряжения и повышения устойчивости дальних электропередач переменного тока путем регулирования реактивно мощности, отдаваемой статическими ;онденсаторами или поглощаемой реакторами.

Как известно, конденсатор, подключенный к линии переменного тока или включе ный в какой-либо точке сети переменного тока, отдает реа :тивную мощность и способствует поддержанию напряжения в даииой точке. примеиеиие батарей конденсаторов для улучшения устойчивости и регулирования напряжения сети переменного тока неудоб1 о тем, что для регулирования величины отдаваемой реактивной мои;ности нужно менять количество включен {ых конденсаторов.

Применение устройства, управляющего батареей конденсаторов и меняющего, такнл образом, выпуск реактивпой мощност от нуля до максимума, позволяет заменить перевозбужденный синхронный компе сатор батареей конденсаторов и существенио улучшить получаемые характеристики. Для того, чтобы такая установка могла и недовозбужденный синхронный компенсатор, т. е. ocymecTB iTb также поглощение реактивной мощности, необходимо иметь, кроме конде 1саторов, катущки, поглощающие избыточную реактивную мощность сети. Эти установки, при условии быстрого и плавного регулирования выпуска и потребле ия реактивной мощности, пол 1остью заменит синхронные адмпенсаторы во всех их режимах, кроме того, она много дещевле, надежнее и экономичнее последних.

Поставленная задача управления мощностью, выпускаемой статическими конденсаторами, решается, согласно изобретению, с помощью известкого вомт:;лы10 0 )ямительио-ииверторного устройства, состоящего из )пвляемого ионного выпрямителя, подключенного к нему через сглаживающий фильтр управляемого ионного инвертора, и электрического кондс;1:с;ггор;к включенного в анодную цепь носледнего.

На чертеже показано такое устройство, присоединенное к липни передачи неро.енпого тока ЛЭП.

Выпрямитель и и инвертор Я включены по трехфазной мостовой схеме и связаны между собо на стороне постояпиого тока через сглаживаюнднн дроссел, L. Последний служит, в основном, для ограничения возможных токов короткого замыкания при замыкании на стороне постоянного тока.

Сетевая обмотка трансформатора Г„ в: ;лрямителя В присоединяется непосредственно к линии ЛЗП в точке А, сетевая обмотка трансформатора Т,, инвертора И нрисоединяется к той же точке, )io через конденсатор С допо,1Н;-ггельпый трансформатор Т, включенный последовательно с этой обмоткой. Конденсатор С может быть включен, ка показано на чептел е, 11епосредстБе пю в анодную цепь инвертора, или через трансформатор с автоматически изменяющимся, при изменении напряжения в линии, коэффициентом трансформации. Сетевые обмотки обоих трансформаторов Т„ и Т,, целесообразно включать по схеме звезды с наглухо заземленной нейтралью, схемные же обмотки-по схеме звезды и треугольника. В этом случае искажение кривой напряжения в линии переменного тока оказывается минимальным.

Питание всей вынрямительно-инверториой установки может осун.1ествляться также и от одного трехобмоточного трансформатора.

На чертеже обозначено: ШСУ-В и ШСУ-И-шкафы ееточного управления выпрямителем и, соответственью, инвертором, 0„ и 0„ -обмотки нодмагничивання соответствующих пиктраисформатороз, 7/ /-трансформ.атор напряжеиия, Р-регулятор.

Основной принцип работы устройства заключается в том, что выпрямительно-инверторная установка представляет собой потребителя реактивной мощности, которую ort забирает из сети. При этом активная мощность, потребляемая им нз сети, ничтожна, и она составляет только мощность, еобходимую для покрытия потерь. Выпрямительно-инверторная установка потребляет реактивную мощность, которую можно плавно менять от пуля до максимума, меияя этим соответственно вспомогательную э.д.с. также от нуля до л:аксимума. Изменение осуществляется воздействием на сеточное управление обоих преобразователей либо вручную путем поворота фазорегуляторов, либо, как это показано на чертеже, автоматически-от автоматического регулятора Р.

Исполнительный регулятора должен давать ток в обмотки подмагничивапи5г О,,, и О „ пиктрансформаторов.

Все это регулирование осуществляется практически мгновенно. Реактивная мощность, потребляемая выпрямительно-инверторной установкой, нропорциональна разности косинусов углов зажигания выпрямителя н инвертора, т. е.

Qi,(cosa -cosfi),

где; к-угол запаздывания зажигания выпрямителя, ; -угол опережения зажигания инвертора.

Если поддерживать на выпрямителе постоянный угол зажигания (а„ост)и менять угол 3 инвертора, то реактивная мощность Q растет при увеличении угла |. Наоборот, если поддерживать па ипверторе постояпный угол 3 и менять угол У- выпрямителя, то реактивная мощность падает при увеличении угла --. Нри реверсе соотнощения меняются па обратные, так как углы а и 3 преобразователей меняются местами.

Достоинством устройства является то обстоятельство, что инвертор получается весьма устойчивым и допускает работу при угле 3, близком к гплю.

Предмет изобретения

Применение для повышения устойчивости электрических систем переменного тока и стабилизации напряжения в них устройства, вырабатывающего реактивную мощность и состоящего из управляемого ионного выпрямителя, подключенного к нему через сглаживающий дроссель. управляемого ионного инвертора, и электрического конденсатора, включенного в анодную цепь инвертора непосредственно или через трансформатор с автоматически изменяющимся в зависимости от изменений напряжения сети коэффициентом трансформации.

OS