Способ управления мостовым тиристорным выключателем Советский патент 1991 года по МПК H02J3/18 

о ел

СА)

О

VI

двойной частоте сети. Индуктивное сопротивление рактора выбирают в пределах

Г Хс у 1

J4S + 1 )

ХР

Хс

(4S-1)2

-X,

сет

где Хс - индуктивное сопротивление питающей сети; Хр - индуктивное сопротивление конденсаторной батареи; Хс - емкостное сопротивление конденсаторной батареи; S - дискретная переменная. 4 ил. 1 табл.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фор- сировки мощности одно- и трехфазных конденсаторных батарей при снижении напряжения в промышленных и автономных системах электроснабжения. Цель - расширение функциональных возможностей мостового тиристорного выключателя. Мостовой тиристорный выключатель выполнен на полностью управляемых ключах переменного тока 1-4, подключающих конденсатор 5 к сети, через реактор 6 с индуктивным сопротивлением Хр. При этом частоту коммутации пар ключей устанавливают равной

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для фор- сировки мощности одно- и трехфазных конденсаторных батарей при снижении напряжения в промышленных и автономных системах электроснабжения.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей мостового тири- сторного выключателя.

На фиг. 1 представлена схема мостового тиристорного выключателя; на фиг. 2 и 3 - диаграммы импульсов управления тири- сторами в нормальном и форсировочном режимах; на фиг. 4 - график кратности фор- сировки реактивной мощности конденсаторной батареи.

На фиг. 1 представлена схема мостового тиристорного выключателя, выполненного на полностью управляемых ключах переменного тока 1-4, подключающих конденсатор 5 к сети бесконечной или конечной (Хсет 0) мощности через реактор б с индуктивным сопротивлением Хр. Импульсы управления тиристорами 1-4, входящими в состав ключей переменного тока, вырабатываются в двух задающих генераторах 7 и 8 и через переключатель 9 подаются на вход распределителя-формирователя 10 импульсов, а с его выхода - на управляющие электроды тиристоров 1-4. В систему управления выключателем входит также реле 11 форсировки.

Если напряжение в сети находится в допустимых пределах, то переключатель 9 находится в верхнем положении (фиг. 1), на вход распределителя-формирователя 10 поступают импульсы управления от задающего генератора 7, частота которых равна частоте сети (). При поступлении команды Пуск эти импульсы (после усиления в распределителе-формирователе) подаются на управляющие электроды тиристоров, находящихся в противоположных плечах схемы выключателя. Замыкание этих тиристоров происходит одновременно в момент равенства напряжения сети и напряжения на заряженном (обычно до Vm, где Vm - амплитуда напряжения сети) конденсаторе

подаются на тиристоры 1 и 2 (фиг. 2), в случае противоположной полярности ( в скобах) - на тиристоры 3 и 4. Таким образом, при нормальном режиме напряжения в сети ток постоянно проводят только два ключа из

0 четырех.

При снижении напряжения в сети от реле 11 форсировки поступает сигнал на переключатель 9 и на вход распределителя- формирователя 10 поступают импульсы уп5 равления удвоенной частоты Qy 2 а . которые затем подаются на тиристоры обоих пар ключей в соответствии с диаграммой на фиг. 3. Каждая пара ключей (например 1 и 2) проводит ток в течение 90 эл. град.

0 (ш 90°). затем она отключается, а ток конденсатора переводится на вторую пару ключей (3 и 4). которая через 90 эл. град, отключается и т.д. Таким образом, при предлагаемом способе управления в отличие от

5 известного осуществляется поочередная коммутация каждой пары ключей, находящихся в противоположных плечах выключателя, с частотой, равной удвоенной частоте сети.

0

Гармонический анализ сетевого тока ключа при таком способе управления показал, что его основная гармоника hi определяется выражением

5

Лл t .,,.(

М +

cos

УЯ

,j п I в

1/ 1i I

(1)

WV 1

- кратность часУ Хсет + Хр Хс

тоты собственных колебаний в контуре, об- разованном индуктивностями сети вместе с реактором и емкостью конденсатора 5.

IB - ток конденсатора 5 согласно известному способу управления тиристорным выключателем.

Из выражения (1) следует, что коэффициент форсировки конденсаторной батареи 5 по току

1ц , , 4 --г- 1 +

v -1

cos

VJl

(2)

и для данной конденсаторной батареи Хс зависит только от относительного индуктивХСет Ь Хр

ного сопротивления цепи

Хс

которое входит в формулу для нахождения V. Требуемое значение числителя ХСет+Хр можно обеспечить путем выбора соответствующего сопротивления Хр.

Для того, чтобы коэффициент форсировки Кф был больше единицы, необходимо чтобы

V Т

функция cos -у- в (2) была положительной,

что может иметь место при изменении v в пределах 3-5; 7-9; 11-13 и т.д. или в общем видеот(45-1)до(43+1). где . 2, 3, ...

В качестве примера рассмотрим, как определяется сопротивление Хр дополнительного реактора при . Нижний предел этого сопротивления соответствует значению кратности частоты собственных колебаний

1

5

V:

Т-Хп

г Хсет Хг

Отсюда --уk

АС

0,04 или Хр-0,04Хс- Хсвт(4%Хс-Хсет).

Верхний предел сопротивления реактора соответствует значению v 3:

.

уХсет т Хр

4-Х

Хс

.11 илиХр 0.11ХсОтсюда -ХСет{11%Хс-Хсет).

На фиг. 4 показана кривая изменения коэффициента форсировки относительного индуктивного сопротивления цепи, Максимальная форсировка (. 3, 5) соответствует значению v 4 и/1и сопротивлению реактора, равному 6,25% Хс-ХСет.

Пусть конденсаторная батарея 5 мощностью квар подключена к сети В сопротивлением 2 Ом.

Сопротивление батареи равно Хс1

У:

Q

380

144,4 Ом.

1000 10J

Для обеспечения режима максималь- ной форсировки сопротивление дополнительного реактора 6 должно составить Y -6,25 р 100

144,,025 Ом.

Для сети бесконечной мощности () требуемое по условиям форсировки сопротивление (а следовательно, и установленная мощность реактора) больше, чем для сети конечной мощности.

В таблице приведены величины сопро- тивления реактора 6 для других значений S, а также величины v и Хр, при которых коэффициент форсировки батареи максимален.

Формула изобретения

Способ управления мостовым тиристор- ным выключателем, выполненным на управляемых ключах переменного тока, одна диагональ которого подключена через реактор к питающей сети, а вторая - к конденсаторной батарее, путем поочередной коммутации каждой пары ключей, находящихся в противоположных плечах выключателя, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, частоту коммутации пар ключей устанавливают равной двойной частоте сети, а индуктивное сопротивление реактора выбирают в пределах

Хс

(4S+1)

- Хсет Хр

Хс

(4S-1)2

-Хс

где Хсет - индуктивное сопротивление питающей сети;

Хр - .индуктивное сопротивление конденсаторной батареи;

Хс - емкостное сопротивление конден- саторной батареи;

S- дискретная переменная (, 2, 3...).

i;z з;1/ з

ТъО,5Т; Пу }p,;ulttb)°l5Ј

ГМЛ1

шмт ппш

Фиг.з

Kqj 2,21,8 - 1,4

1,0I

лу

шмт ппш im %

Ренин wop- сироВки

Область фор справки оеактибнои нощности()