коммутатора с естественной коммутацией увеличивает потребляемую реактивную мощность как коммутатором, так и трансформаторами.
Известно также трансформаторно-ти- ристорное устройство для реулирования ре- .активной мощности, содержащее два трехфазных трансформатора и два тири- сторных коммутатора с системами управления. Первичные обмотки первого и второго трехфазных трансформаторов соединены между собой последовательно и включены между сетью и нагрузкой, а вторичные обмотки этих трансформаторов объединены через первый тиристорный коммутатор, в то время как второй тиристорный коммутатор осуществляет переключение секций только вторичной обмотки первого трехфазного трансформатора.
Однако и это устройство обладает недо- статками. Оно обладает ограниченными функциональными возможностями, которые выражаются в том, что в процессе регулирования фазы устройство не обеспечивает компенсацию реактивной мощности и не стабилизирует выходное напряжение, которое зависит от нескольких факторов (изменение величины и характера нагрузки, изменение амплитуды напряжения сети, обеспечение требуемого диапазо- на регулирования фазы).
Известное трансформаторно-тгиристор- ноё регулирующее устройство, взятое за прототип, включает два инвертора, питающихся .от общего источника и имеющих син- хронизированные с общим генератором системы управления. Выводы инверторов подключены ко вторичным обмоткам двух трансформаторов, первичные обмотки (сетевые) которых включены последовательно и подсоединены к общей нагрузке.
Устройство обеспечивает регулирование напряжения нагрузки за счет регулирог вания фазы выходного напряжения одного инвертора относительно выходного напря- жения другого инвертора и суммирования этих напряжений при помощи трансформаторов. Однако оно ограничено только этой функциональной возможностью и не обеспечивает компенсацию реактивной мощно- сти и стабилизацию напряжения.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет обеспечения полной компенсации реактив- ной мощности и стабильности выходного напряжения.
Поставленная цель достигается тем, что в устройство дополнительно введены датчик реактивной мощности сети, датчик напряжения нагрузки, выпрямитель и блок
сравнения, причем выход датчика реактивной мощности сети подключен к управляющему входу системы управления первым инвертором, первый вход блока сравнения подключен к выходу датчика напряжения, второй вход блока сравнения подключен к источнику задающего сигнала, а выход бло- ка сравнения подключен к управляющему входу системы управления вторым инверто ром, синхронизирующие входы первой и второй систем управления инверторами подключены к выходам для подключения к сети, к которым также подключено начало первичной обмотки первого трансформатора, входы выпрямителя подключены к выводам для подключения к нагрузке, а выходы выпрямителя к объединенным входам инверторов.
Такое устройство обладает следующими возможностями. Оно в процессе регулирования фазы обеспечивает регулирование ре.активной мощности и возможен режим регулирования как потребляемой (недоком- пенсация). так и отдаваемой (перекомпенсация) реактивной мощности, либо регулирование фазы без потребления (полная компенсация) реактивной мощности сети, а также регулирует в узком диапазоне амплитуду выходного напряжения относительно напряжения сети или стабилизирует это напряжение на заданном уровне независимо от диапазона регулирования фазы, величины и характера.нагрузки, а также качества напряжения сети.
Расширенные функциональные возможности достигаются применением в устройстве двух трехфазных инверторов с системами управления, обеспечивающими регулирование фазы выходных напряжений инверторов на требуемые углы а и Д при которых величина выходного напряжения и величина потребляемой или отдаваемой реактивной мощности остаются на заданном уровне, а также применением датчика реактивной мощности сети и датчика напряжения нагрузки, которые обеспечивают совместно с системами уравнения фазой выходных напряжений первого и второго инверторов автоматическую стабилизацию выходного напряжения устройства на заданном уровне.и полную компенсацию реактивной мощности сети,
На фиг.1 приведена принципиальная схема силовой части трансформаторно-ти- ристорного компенсатора реактивной мощности; на фиг.2 и 3 - векторные диаграммы режимов работы устройства.
Устройство (фиг.1) содержит первый и второй трехфазные трансформаторы 1 и 2, первый и второй трехфазные инверторы 3 и
4, выпрямитель 5. системы управления первым и вторым трехфазными инверторами 6 и 7, датчик реактивной мощности 8 в комплекте с трансформаторами тока, датчик напряжения 9, устройство сравнения 10. нагрузку 11.
На векторных диаграммах (фиг.2 и фиг.З) введены следующие обозначения:
Oi,U2 напряжения сети и нагрузки;
li, h токи сети и нагрузки;
У2 - углы между током и напряжением С9ответственно сети и нагрузки;
On, Uf2, Of - соответственно напряжения первого и второго трехфазных инверторов напряжения и их векторная сумма;
if - ток, потребляемый выпрямителем;
- коэффициенты трансформации первого и второго трехфазных трансформаторов;
о: и/ - углы управления тиристорами соответственно первого и второго трехфазных инверторов.
Трансформаторно-тиристорный компенсатор реактивной мощности (фиг.1) работает следующим образом. Выходное напряжение устройства U2 формируется из напряжения сети Ui и напряжений двух
трехфазных инверторов 3 и 4 UneJ и
Uf2e, регулируемых по фазе на углы а и/3 . При помощи трехфазных трансформаторов 1 и 2 выходные напряжения трехфазных инверторов 3 и 4 уменьшаются в коэффициент трансформации Кт раз и прибавляются к напряжению сети. В результате этого напряжение нагрузки 11 будет иметь вид
U2 Ui + KTUfie a + KTUf2e.(1) Так как трехфазные инверторы 3 и 4 питаются от одного и того же выпрямленного стабилизированного напряжения нагрузки 11, то и амплитудные значения выходных напряжений трехфазных инверторов 3 и 4 также будут равны
Ufi Uf2 Uf, и тогда
0
+ KTUf (eja + eV5) .(2) Из выражения (2) и из векторных диаграмм (фиг.2 и 3) видно, что амплитуду и фазу вектора напряжения U2 можно регулировать изменением углов ди/. В устройстве изменение угла а осуществляется в функции отклонения от нуля реактивной мощности сети, а изменение угла / - в функции отклонения от заданного уровня напряжения нагрузки 11. При потреблении (генерации) устройством реактивной мощности сигнал с выхода датчика реактивной мощности сети 8 поступает на систему управления б первым трехфазным инвертором 3 и увеличивает угол управления тиристорами первого трехфазного инвертора 3 (t в сторону опережения (отставания) относительно напряжения сети. При этом датчик напряжения 9. осуществляя контроль выходного напряжения, подает сигнал обратной связи на элемент сравнения 10, на котором этот сигнал сравнивается с сигналом пропорциональным заданному, например, номинальному значению напряжения сети. Разность этих сигналов с выхода элемента сравнения подается- на систему управления 7 вторым трехфазным инвертором 4. которая, изменяя угол управления тиристорами второго
п трехфазного инвертора 4/, осуществляет регулирование амплитуды выходного напряжения. В результате такого фазового воздействия на выходные напряжения первого и второго трехфазных инверторов Он и
Uf2 результирующий вектор Of будет так формировать свой модуль и аргумент, что вектор U2 (см. фиг.2 и 3) является радиусом заданной окружности.
Использование предлагаемого устрой„ ства позволяет осуществлять полную компенсацию реактивной мощности в различных системах трехфазного тока с обеспечением заданной стабильной амплитуды выходного напряжения независимо от
с- жесткости внешней характеристики сети; а также величины и характера нагрузки.
Фор мула изобретения Трансформаторно-тиристорный компенсатор реактивной мощности, содержащий два инвертора с синхронизированными системами управления, два трансформатора, первичные обмотки которых включены последовательно между собой, причем конец первичной обмотки первого трансформатора подключен к началу первичной обмотки второго трансформатора, другой
вывод которой подключен к выводам для подключения нагрузки, а вторичные обмотки первого и второго трансформаторов подключены соответственно к выходам первого и второго инверторов, входы которых объединены и подключены к источнику постоянного напряжения, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены датчик реактивной мощности сети, датчик напряжения нагрузки, выпрямитель и блок сравнения, причем выход датчика реактивной, мощности сети подключен к уп- равляюи&Му входу системы управления первым инвертором, первый вход блока сравнения подключен к выходу датчика напряжения, йто р о1 Ъпока : : вн ен подключен к Источнику сигнала, а выход -блока сравнения подключен к управляющему входу системы управления второго инвертора, синхронизирующие входы первой и второй систем управления инверторами подключены к выводам для подключения к сети, к которым также подключено начало первичной обмотки первого трансформатора, вхбды выпрямителя подключены к выводам для подключения к нагрузке, а выходы выпрямителя - к объединенным входам инверторов.
