Двухступенчатая конденсаторная установка Советский патент 1992 года по МПК H02J3/18 

сл

С

Использование: для ступенчатого регулирования мощности трехфазной конденсаторной батареи. Сущность изобретения: с целью повышения быстродействия при переключении конденсаторов с треугольника на звезду с помощью коммутаторов разряд конденсаторов осуществляется с помощью коммутатора разряда до амплитуды фазного напряжения. После чего безударно включается коммутатор включения конденсаторной батареи звездой, соединяя конденсаторы по схеме звезда. Работу всех коммутаторов обеспечивает логическая схема, состоящая из блока управления, элементов И одновибратора. 2 ил. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для ступенчатого регулирования мощности трехфазной конденсаторной батареи.

Известно устройство для регулирования мощности трехфазной батареи, содержащее коммутаторы включения конденсаторной батареи звездой и треугольником, блок управления, три разрядных сопротивления, три тиристорных выключателя, включенных последовательно с разрядными сопротивлениями, два элемента И, элемент ИЛИ-НЕ, триггер, одновибратор, элемент задержки, электронный ключ.

Недостатками известного устройства является невысокая надежность, вызванная сложностью схемы, разрядом конденсаторов при переключении со звезды на треугольник.

Известна дискретная конденсаторная установка, содержащая коммутаторы включения конденсаторной батареи звездой и

треугольником, коммутатор разряда, три разрядных сопротивления, блок управления, два элемента И, одновибратор, элемент задержки, электронный ключ.

Недостатком известного устройства является невысокое быстродействие, поскольку разрешение на включение конденсаторов звездой дается только после их полного разряда.

Цель изобретения - повышение быстродействия.

Указанная цель достигается тем, что в друхступенчатой конденсаторной установке, содержащей коммутатор включения конденсаторной батареи звездой, коммутатор включения конденсаторной батареи треугольником, и коммутатор разряда конденсаторной установки, выполненные в виде тиристорных ключей, блок управления с входами для подключения к датчику регулируемого параметра, три разрядных сопротивления, включенных поvj

00

VJ о ся

следовательно с тиристорными ключами коммутатора разряда конденсаторной батареи, одновибратор, вход которого соединен с выходом блока управления включения конденсаторной батареи треугольником, прямой выход с входом коммутатора разряда, два элемента И, одни входы которых соединены с соответствующими выходами блока управленш, другие входы - с инверсным выходом одновибратора, а выходы - с выходами соответствующих коммутаторов включения конденсаторной батареи, последовательно соединенные элемент задержки и электронный ключ, включенные в цепь управления коммутатором разряда, каждый канал коммутатора включения конденсаторной батареи звездой и треугольником дополнительно снабжен элементом И и нуль-индикатором, а в цепи управления каждого канала коммутатора разряда введены элемент ЗАПРЕТ и последовательно Ыединенные элемент задержки и электронный ключ, причем выход элемента И каждого канала коммутатора включения конденсаторной батареи звездой и треугольником соединен с управляющим входом тиристорного ключа, выходы которого соединены с входами нуль-индикатора, выходы которого подключены к первому входу элемента И канала коммутатора включения, второй вход которого является входом соответствующего коммутатора включения, выход электронного ключа каждого канала коммутатора разряда соединен с управляющим входом соответствующего тиристорного ключа, вход элемента задержки соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого является входом коммутатора разряда, а инверсный вход соединен с выходом нуль-индикатора соответствующего канала коммутатора включения конденсаторной батареи треугольником.

На фиг.1 представлена функциональная схема предлагаемой конденсаторной установки (КУ): на фиг.2 - диаграммы напряжений на конденсаторах при переключении с треугольника на звезду.

Устройство (фиг.1) содержит трехка- нальный коммутатор 1 включения конденсаторной батареи (КБ), набранной из конденсаторов 2-4, треугольником, двух- канальный коммутатор 5 включения конденсаторов 2-4 звездой. Каждый канал коммутаторов 1 и 5 включения КБ звездой и треугольником содержит (на примере канала 1,1) силовой симистор б. 1, элемент И 7,1, выход которого соединен с управляющим входом симистора 6.1. Входы нуль-индикатора 8.1 соединены с выходами симистора 6.1, а выход - с входом Х2 элемента И 7.1, вход Х1 которого соединен с входом Y1 (Y2) коммутатора 1 (5).

Параллельно конденсаторам 2-4 через коммутатор 9 разряда включены разрядные

сопротивления 10-12. Каждый канал коммутатора 9 разряда конденсаторов 2-4 содержит (на примере канала 9.1) разрядный симистор 13.1, управляющий вход которого соединен с выходом электронного ключа

0 14.1, Выход электронного ключа 14.1 соединен с выходом элемента задержки 15.1, вход которого соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ 16.1. Прямой вход элемента ЗАПРЕТ 16.1 соединен с входом Y3 коммутатора 9

5 разряда, а инверсный - с выходом нуль-индикатора 8.1 соответствующего канала 1.1 коммутатора 1.

Вход блока 17 управления соединен с клеммой X для подключения к датчику регу0 лируемого параметра, а выходы - с входами Х1 элементов И 18 и 19, выходы которых соединены с соответствующими входами Y1 и Y2 коммутаторов 1 и 5 включения треугольником и звездой. Входы Х2 элемен5 тов И 18 и 19 соединены с инверсным выходом одновибратора 20, прямой вход которого соединен с входом Y3 коммутатора 9 разряда, а вход - с входом Х1 элемента И 18.

0 Устройство работает следующим образом.

В зависимости от величины контролируемого параметра X, на одном из входов блока 17 управления появляется сигнал.

5 Предположим, что сигнал управления (лог.1) появился на верхнем (по схеме) выходе блока 17 управления. Одновибратор 20 срабатывает по срезу импульса, поэтому на его инверсном выходе сохраняется сигнал

0 лог.1, который подается на выходы Х2 элементов И 18 и 19, разрешая прохождение сигнала управления на включение симисто- ров коммутатора 1. В момент равенства нулю напряжения на симисторе 6

5 соответствующие нуль-индикаторы 8 выдают сигнал лог.1 на входы Х1 элементов И7, разрешая безударное пофазное включение коммутатора 1. При этом конденсаторы 2-4 подключаются к сети по схеме треуголь0 ник.

В случае, когда контролируемый параметр изменился на столько, что необходимо переключение КБ с треугольник на звезду, на нижнем (по схеме) выходе блока 17

5 управления появляется сигнал лог.1 (момент to), а на верхнем (по схеме) выходе - сигнал лог.О. По перепаду 1-0 сигнала на верхнем (по схеме) выходе блока 17 управления запускается одновибратор 20, который формирует на прямом выходе импульс

с уровнем лог.1, а на инверсном - с уровнем лог.О, запрещающим прохождение сигналов управления через элементы И 18 и 19 на коммутаторы включения 1 и 5. Длительность импульса одновибратора 20 выбирается равной времени, необходимого для разряда конденсаторов 2-4 с амплитудного линейного напряжения до 0,85-0,95 амплитудного фазного.

Сигнал лог.1 с прямого выхода одновибратора 20 поступает на прямой вход канальных элементов ЗАПРЕТ 16 коммутатора 9 разряда КБ. В моменты ti, ta, ts (фиг.2) поочередно запираются симисторы б коммутатора 1 включения на выходах соответствующих нуль-индикаторов 8 появляются сигналы лог.О, которые поступают на инверсные входы элементов ЗАПРЕТ 16 коммутатора 9 разряда. В результате на выходе элементов ЗАПРЕТ 16 устанавливается сигнал лог.1, который с небольшой временной задержкой, необходимой для гарантированного запирания симисторов 6 коммутатора 1 включения и обеспечиваемой элементами задержки 15, поступают через электронные ключи 14 на управляющие входы соответствующих симисторов 13 коммутатора 9 разряда. Симисторы 13 коммутатора 9 в моменты ta, t4, ге(фиг,2) включаются, обеспечивая быстрый разряд конденсаторов 2-4. В момент t, когда остаточное напряжение на конденсаторах становится фазного, на прямом выходе одно- вибратора 20 устанавливается сигнал лог.О, снимающий сигнал управления с симисторов коммутатора 9 разряда, а на его инверсном выходе - сигнал лог.1, разрешая прохождение сигнала управления с блока 17 управления на включение коммутатора 5, В моменты t8 и tg равенства нулю напряжения на симисторах двухканального коммутатора 5 включения КБ звездой, на выходах соответствующих нуль-индикаторов появляются сигналы лог.1, которые через элементы И поступают на управляющие электроды симисторов коммутатора 5. Эти симисторы в моменты te и tg (фиг.2) безударно включаются, подключая КБ к сети по схеме звезда. При этом симисторы 13 коммутатора 9 разряда естественно запираются в момент перехода тока в них через нуль.

В случае, когда контролируемый параметр X изменился на столько, что необходимо переключение КБ со схемы звезда на схему треугольник, на верхнем (по схеме) выходе блока 17 управления устанавливается сигнал лог.1, а на нижнем (по схеме) - лог.О. Одновибратор 20 в этом случае не запускается. В результате установки на входе Y2 коммутатора 5 сигнала лог.О, а на входе Y1 коммутатора 1 - лог.О, симисторы коммутатора 5 поочередно запираются в момент перехода тока в них через нуль и

5 поочередно включаются симисторы коммутатора 1 в момент перехода напряжения на них через нуль (процесс включения описан выше). В результате конденсаторы 2-4 безударно подключаются к сети по схеме тре0 угольник.

Таким образом, предложенное устройство позволяет повысить (в 3-4 раза быстродействие переключения конденсаторов с треугольника на звезду, в результате

5 снижается до минимума интервал времени анормальной реактивной мощности, улучшается качество напряжения в сети. Появляется возможность использования КУ для борьбы с колебаниями реактивной мощно0 сти и напряжений, то есть расширяются функциональные возможности конденсаторной установки.

Формула изобретения

5 Двухступенчатая конденсаторная установка, содержащая коммутатор включения конденсаторной батареи звездой, коммутатор включения конденсаторной батареи треугольником и коммутатор разряда кон0 денсаторной установки, выполнение в виде тиристорных ключей, блок управления с входами для подключения к датчику регулируемого параметра, три разрядных сопротивления, включенных последовательно с

5 тиристорными ключами, коммутатор, разряда конденсаторной батареи, одновибратор, вход которого соединен с выходом блока управления включения конденсаторной батареи, треугольником, прямой выход-с вхо0 дом коммутатора разряда, два элемента И, одни входы которых соединены с соответствующими выходами блока управления, другие входы - с инверсным выходом одновибратора, а выходы - с входами соот5 ветствующих коммутаторов включения конденсаторной батареи, последовательно соединенные элемент задержки и электронный ключ, включенные в цепь управления коммутатором разряда, отличающаяся

0 тем, что, с целью повышения быстродействия, каждый канал коммутатора включения конденсаторной батареи звездой и треугольником дополнительно снабжен элементом И и нуль-индикатором, а в цепи

5 управления каждого канала коммутатора разряда введены элемент ЗАПРЕТ и поступательно соединенные элемент задержки и электронный ключ, причем выход элемента И каждого канала коммутатора включения конденсаторной батареи звездой и треусольником соединен с управляющим входом тиристорного ключа, выходы которого соединены с входами нуль-индикатора, выходы которого подключены к первому входу элемента И канала коммутатора включения, второй вход которого является входом соответствующего тиристорного ключа, вход

элемента задержки соединен с выходом элемента ЗАПРЕТ, прямой вход которого является входом коммутатора разряда, а инверсный вход соединен с выходом нуль-индикатора соответствующего канала коммутатора включения конденсаторной батареи треугольником.

и

Jc