Источник реактивной мощности Советский патент 1990 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических сетях для генерирования преимущественно опережающей реактивной мощности

Изобретение решает задачу создания простых тиристорных источников реактивной мощности (ИРМ) с синусоидальной формой тока0

Цель изобретения - снижение коэффициента гармоник тока и массогабаритных показателей.

На фиг„ 1 приведена принципиальная схема ИРМ} на фиг02 - идеализированные диаграммы напряжений и токов, поясняющие работу ИРМ„

ИРМ состоит из четырех вентильных коммутаторов 1 - 4, каждый из которых соответственно содержит по три сими- стора 5-10; 11-13и14-16, соединенных в звезду и подключенных к фазам сети А, В и С блока 17 генерации однофазного тока, включенного между нулевыми точками вентильных коммутаторов 1 и 2; из двух пар последовательно соединенных конденсаторов 18, 19 и 20, 21, первая из которых подключена одним концом к нулеСД 1

СО

ел

вой точке вентильного коммутатора 3, а вторая - к нулевой точке вентиль- нрго коммутатора 4, причем другие концы последовательно включенных пар конденсаторов 13, 19 и 20, 21 соединены между собойj дополнительного си- мистора 22, включенного между нулевой точкой вентильного коммутатора 1 и точкой соединения разных пар кон- денсаторов 18, 19 и 20, 21, допол- н тельного симистора 23, включенного между нулевой точкой вентильного ком- м татора 2 и общей точкой конденсаторов 18 и 19, и дополнительного си- м стора 24, включенного между нуле- точкой вентильного коммутатора 2 и, общей точкой конденсатора 20 и 210

Блок 17 генерации однофазного тока содержит сглаживающий дроссель 25, д|ва коммутирующих тиристора 26 и 27, подключенные разноименными электродами к концам обмотки дросселя 25 два вольтодобавочных конденсатора 28 и 29, включенные последовательно меж- ДУ другими электродами коммутирующих тиристоров 26 и 27; два шунтирующих диода 30 и 31, подключенные параллельно к вольтодобавочным конденсаторам 26 и 27 соответственно, и вольто- Добавочный выпрямитель 32, включенный между общими точками коммутирующих тиристоров 26 и 27 с вольтодоба- вочными конденсаторами 28 и 29 0 Выводными зажимами блока генерации од- 1 офазного тока являются средняя точка сглаживающего дросселя 25 и общая точка вольтодобавочных конденсаторов 28 и 290

На фиг02 по осям показаны диаграм- мы 33 напряжения в фазах A(U), B(UB) C(UC); тока 34 фазы А(1д); тока 35 фазы B(i&); тока 36 фазы C(ic); суммарного напряжения 37 UK на конденсаторах 18 и 19, 20 и 21 о

ИРМ работает следующим образом.

К моменту времени t1 все управляющие вентили, кроме коммутирующих тиристоров 26 и 27, закрыты, а ток сглаживающего дросселя 25 замыкается через коммутирующие тиристоры 26 и

27и вольтодобавочный выпрямитель 32„ Причем вольтодобавочный конденсатор

28заряжен до напряжения вольтодоба- вочного выпрямителя 32. а напряжение на вольтодобавочном конденсаторе 29 равно нулюо

В момент времени t подаются отпирающие импульсы на симисторы 5, 13,

15 и 24 о При этом под действием напряжения небаланса моста, образованного из двух половин обмотки сглаживающего дросселя 25 и двух вольтодобавочных конденсаторов 28 и 29, указанные симисторы открываются, а коммутирующий тиристор 27 запирается. Токи ИРМ начинают замыкаться, как показано на фиг01 стрелками; ток фазы А1 Д( , замыкаясь через симистор 5, левую половину обмотки сглаживающего дросселя 25, коммутирующий тиристор 26 и дополнительный симистор 24, в общей точке конденсаторов 20 и 21 разделяется на две части, первая из которых 1Й1, проходя через конденсатор 21 и симистор 15 замыкается через фазы В, а вторая i c, проходя через последовательно соединенные конденсаторы 18 20 и симистор 13, замыкается через фазы С сети0

В начальный момент времени tv после включения группы симисторов 5, 13 15 и 24 ток коммутирующего тиристора 26 замыкается через вольтодобавочный конденсатор 28 и он начинает разряжаться. Поэтому напряжение на нем начинает падать, а напряжение на вольтодобавочном конденсаторе 29 повышается поскольку сумма напряжений на вольтодобавочных конденсаторах 28 и 29 постоянна и равна напряжению вольтодо- баночного выпрямителя 32„ Причем переход напряжения с вольтодобавоч- ного конденсатора 28 на вольтодобавочный конденсатор 29 происходит за довольно короткий срок, после чего ток коммутирующего тиристора замыкается через шунтирующий диод 30„

Начиная с момента времени t;,/, между нулевыми точками вентильных коммутаторов 3 и 4, к которым подключены последовательно соединенные конденсаторы 18 - 21, действует линейное напряжение сети Uc&, отношение токов i 6, и ic пропорционально отношению емкости конденсатора 21 к результирующей емкости последовательно соединенных конденсаторов 18 - 20

В момент времени t, подается отпирающий импульс на коммутирующий тиристор 27 о При этом под действием напряжения небаланса указанного моста коммутирующий тиристор 27 открывается, группа симисторов 5, 33, 15 и 24 запирается, а ток сглаживающего

51

дросселя 25 начинает замыкаться через коммутирующие тиристоры 26 и 27 и вольтодобавочный выпрямитель 32„ При этом напряжения на вольтодобавоч ных конденсаторах 28 и 29 остаются неизменными о

После некоторой паузы в момент врмени tЈ подаются отпирающие импульсы на группу симисторов 8, 13, 15 и 22, в результате чего эта группа симисторов включается в работу, а коммутирующий тиристор 26 выключается0

Аналогичным образом, поочередно включая в работу в моменты времени t$ t4o00 и т.д. разные группы симисторов в соответствии с приведенной таблицей, токи в фазах 1д, i 6, it, а также результирующее напряжение и на конденсаторах 18-21 могут быть изменены в соответствии с диаграммами, представленными нафиг02

Как видно из диаграммы токов,представленных на , каждый полупериод фазных токов 1Л, iB, ic состоит из девяти ступенчатых участков, в то время как полупериоды фазных токов известного источника формируются из шести участков о Поэтому форма тока предлагаемого ИРМ более близка к синусоиде, чем форма кривой тока известного ИРМ

Кроме Tdro, все конденсаторы предлагаемой схемы используются одновременно в каждом интервале времени, что повышает коэффициент их использования, а количество тиристоров меньше на три единицы. В результате

35016

расширяется рациональная область применения ИРМ, снижаются массогабарит- ные показатели и стоимость как фильтров высших гармонических составляющих тока, так и самого ИРМ, упрощается схема и облегчаются условия его эксплуатации и обслуживания

Q Формула изобретения

Источник реактивной мощности, содержащий четыре трехфазных вентильных коммутатора, соединенные звездой и

5 подключенные к сети, блок генерации однофазного тс ка, включенный между нулевыми точками первого и второго вентильных коммутаторов, две пары.последовательно включенных конденсато0 ров, первая из которых подключена одним концом к нулевой точке третьего, а вторая - четвертого вентильного коммутатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения коэффи5 циента гармоник тока и снижения массо- габаритных показателей, вторые концы пар последовательно включенных конденсаторов соединены между собой и подключены через первый дополнитель0 ный управляемый вентиль с двухсторонней проводимостью к нулевой точке первого вентильного коммутатора, а общие точки каждой пары последовательно включенных конденсаторов подключены

, через второй и третий дополнительные управляемые вентили с двухсторонней проводимостью к нулевой точке второго вентильного коммутатора.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в электрических сетях для генерирования преимущественно опережающей реактивной мощности. Цель изобретения - уменьшение коэффициента гармоник тока и снижение массогабаритных показателей. Схема содержит четыре вентильных коммутатора, блок генерации однофазного тока, включенный между нулевыми точками первого и второго вентильных коммутаторов, две пары последовательно включенных конденсаторов, первая из которых подключена одним концом к нулевой точке третьего, а вторая - к нулевой точке четвертого вентильных коммутаторов. Свободные концы разных пар последовательно включенных конденсаторов соединены между собой и подключены через дополнительный управляемый вентиль с двусторонней проводимостью к нулевой точке первого вентильного коммутатора, а общие точки каждой пары последовательно включенных конденсаторов через дополнительные управляемые вентили с двусторонней проводимостью - к нулевой точке второго вентильного коммутатора. 2 ил.

Группы симисторов,- включаемые в отдельные моменты времени

Ъа.1