Устройство для регулирования мощности трехфазной конденсаторной батареи Советский патент 1991 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования мощности трехфазной конденсаторной батареи переключением со схемы треугольник на схему звезды.

Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия,

На фиг, 1 показана блок-схема предлагаемого устройства; на фиг.2 - кривые напряжения на конденсаторах, поясняющие работу устройства.

Устройство (фиг.1) содержит тиристор- ный коммутатор 1 включения конденсатора 2-4 конденсаторной батареи звездой и ти- ристорный коммутатор 5 включения конденсаторов 2-4 конденсаторной батареи треугольником.

Бл ок 6 управления в зависимости от параметра регулирования X выдает команды на включение или отключение коммутаторов 1 и 5. Параллельно конденсаторам 2-4 через тиристорные выключатели 7-9, выполненные на запираемых тиристорах 10-12, шунтирующих выходы диодных мостов 13-15, включены разрядные сопротивления 16-18. Логический блок 19 состоит из шести элементов И 20-25 и трех пороговых элементов 26-28. Первые входы Xi элементов И 20-22 соединены с первым выходом У1 блока 6 управления и прямым входом

О

V4 vj СА)

элемента ЗАПРЕТ 29, выход которого соединен с входом коммутатора 1 включения конденсаторной батареи звездой. Вторые диоды Ха элементов И 20-22 соединены с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ 29 и выходом RS-триггера 30, S-вход RS-тригге- ра 30 соединен с вторым выходом Уа блока 6 управления и входом коммутатора 5 включения конденсаторной батареи треугольником. Входы пороговых элементов 26-28 соединены с выходами элементов 31-33 контроля напряжения, включенных параллельно конденсаторам 2-4 соответственно. Выходы пороговых элементов 26-28 соединены вторыми входами Хз элементов И 23- 25, первые входы Xi которых соединены с выходами элементов И 20-22. Выход элемента И 34 соединен с R-входом RS-триггера 30, а входы - выходами пороговых элементов 26-28. Выходы элементов И 20- 25 соединены с входами формирователей 35-37 импульсов, выходы которых соединены с входами управления запираемых тири- сторов 10-12. Формирователи 35-37 импульсов управления состоят из формирователей (ключей) 38-40 импульсов включения тиристоров 10-12 и формирователей (ключей) 41-43 импульсов выключения указанных тиристоров.

Устройство работает следующим образом.

В зависимости от величины контролируемого параметра X на одном из выходов блока 6 управления появляется сигнал.

Предположим, что сигнал управления (Лог,1) появляется на втором выходе Уа блока 6 управления, разрешая включение коммутатора 5. Полупроводниковые ключи коммутатора 5 включаются, подсоединяя конденсаторы 2-4 сети по схеме треугольником. Напряжение на каждом конденсаторе 2-4 становится равным линейному напряжению питающей сети (Уф - фазное напряженит питающей сети). На выходах элементов 31-33 контроля напряжения появляются сигналы, равные а Уф (а - коэффициент пропорциональности), которые подаются на входы пороговых элементов 26-28, В результате на выходах пороговых элементов 26-28 появляются сигналы Лог.О.

Одновременно сигнал Лог.1 с выхода У2 блока 6 управления подается на S-вход RS-триггера 30 и переводит его в другое устойчивое состояние с сигналом Лог.1 на выходе, который подается на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 29.

В случае, когда контролируемый параметр Xi изменяется настолько, что необходимо переключение конденсаторной батареи со схемы треугольник на схему звезды на обоих выходах блока управления кратковременно (на 10-15 мс) появляются Лог,О

(момент to фиг.2). Тиристором коммутатора 5 закрываются в моменты перехода тока в них через нуль (моменты ti, 12, гз, фиг.2). Появление в последующий момент времени (момент t4, фиг.2) сигнала управления

Лог.1 на первом Ут выходе блока 6 управ- ления не приводит к включению коммутатора 1 звездой, поскольку на инверсном входе элемента ЗАПРЕТ 29 сохраняется сигнал Лог.1. В этот момент времени на выходах

элементов И 20-22 появляются Лог.1, которые подаются на входы формирователей 38-40 импульсов включения, формирующих импульсы (положительной полярности) на входах управления запираемых тиристоров 10-12. Тиристорные выключатели 7-9 открываются, замыкая конденсаторы 2-4 на разрядные сопротивления 16-18 соответственно. Напряжение на разряжаемых конденсаторах быстро уменьшается,

соответственно уменьшаются напряжения на входах пороговых элементов 26-28.

Напряжения срабатывания пороговых элементов выбраны одного a Уа, а двух других а иф/2, Пусть пороговый элемент 26

срабатывает при остаточном напряжении на конденсаторе 2, равным ,a пороговое элементы 27-28 - при остаточных напряжениях на конденсаторных 3 и 4, равных 1-2 ( V;jf УФ). При уменьшении напряжения

на конденсаторе 2 до /2 на выходе порогового элемента 26 появляется Лог.1, которая подается на вход Xi элемента И 34 и через элемент /) 24 поступает на вход формирователя 41, 42 импульсов выключения формируемого импульса (отрицательной полярности на входе управления запираемого тиристора 10). что приводит к закрыванию выключателя 10, прекращению разряда конденсатора 2 (момент ts, фиг.2).

Аналогично происходит закрывание выключателей 8 и 9 при уменьшении остаточного напряжения на конденсаторах 3 и 4 до 2/2Уф (момент te. фиг.2) Одновременно с приходом Лог.1 на входы Х2 и Хз элемента

И 34 на его выходе появляется Лог.1, которая (через дифференциальную цепь) поступает на R-вход RS-триггера 30. Триггер 30 перебрасывается в другое устойчивое состояние с сигналом Лог.О на выходе, который подается на инверсный вход элемента ЗАПРЕТ 29, разрешая включение коммутатора 1 включения конденсаторной батареи по схеме звездой. Коммутатор 1 включается в момент нулевой разности напряжений на

его выключателе, осуществляя безударное подключение конденсаторов 2-4 на систему фазных напряжений питающей сети (момент t, фиг.2).

Таким образом, предлагаемая схема позволяет осуществить форсированный разряд силовых конденсаторов до определенных значений остаточных напряжений. В результате снижается длительность переключения конденсаторов с треугольника на звезду, снижаются броски тока при включении конденсаторов, уменьшаются потери электроэнергии, улучшается качество напряжения в питающей сети. Все это повышает надежность конденсаторной установки, так и гальванически связанного с ней электрооборудования. Выключатели в разрядных цепях могут быть выполнены и на биполярно соединенных запираемых тиристорах. Формула изобретения Устройство для регулирования мощности трехфазной конденсаторной батареи переключением со звезды на треугольник, содержащее коммутатор включения кон- денсаторной батареи звездой и коммутатор включения конденсаторной батареи треугольником, блок управления с входами для подключения к датчику регулируемого параметра и с выходами Включить и Переклю- чить три разрядных сопротивления, включенных последовательно с тремя выключателями, выполненными на запираемых тиристорах, элементы И, RS-триггер, отличающееся тем, что, с целью

повышения надежности и быстродействия, оно снабжено элементом ЗАПРЕТ, тремя формирователями импульсов, тремя элементами контроля напряжения конденсзто- ров, трехвходовым элементом И и логическим блоком, выполненным из шести элементов И и трех пороговых элементов, причем выход Переключить блока управления соединен с первыми входами первых трех элементов И логического блока и прямым входом элемента ЗАПРЕТ, выход которого соединен с входом коммутатора включения конденсаторной батареи звездой, вторые входы первых трех элементов И логического блока соединены с инверсным входом элемента ЗАПРЕТ и выходом RS- триггера, R-вход которого соединен с выходом Включить блока управления и входом коммутатора включения конденсаторной батареи треугольником, входы пороговых элементов соединены с выходами соответствующих элементов контроля напряжения конденсаторов, а выходы - с первыми входами трех вторых элементов И логического блока, вторые входы которых соединены с выходами первых трех элементов И, выход трехвходового элемента И соединен с S- входом RS-триггера, а его входы - с выходами пороговых элементов, выходы каждого из трех первых и каждого из трех вторых элементов И попарно соединены с входами соответствующих формирователей импульсов, выходы которых соединены с входами управления соответствующих запираемых тиристоров.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования мощности трехфазной конденсаторной батареи переключением конденсаторов треугольник-звезда. Цель изобретения - повышение надежности и быстродействия. Изобретение позволяет осуществлять форсированный разряд силовых конденсаторов до определенных значений остаточных напряжений. В результате снижаются длительность переключения конденсаторов с треугольника на звезду и броски тока при включении конденсаторов звездой. При подаче блоком управления команды на переключение с треугольника на звезду, тиристорный коммутатор отключается, логический блок формирует команды на включение тиристорных выключателей. Конденсаторы разряжаются до определенных напряжений, задаваемых проговыми элементами. Пороговые элементы формируют команды на отключение тиристорных вы- ключателей и прекращение разряда конденсаторов. Затем в момент равенства значений остаточных напряжений на конденсаторах соответствующих мгновенных напряжений питающей сети включается коммутатор включения звездой. 2 ил.

«л,1/4в

Ыч it ч t5

Фиг. 2

«ь,