Устройство для повышения качества электроснабжения в четырехпроводных сетях Советский патент 1993 года по МПК H02J3/18 H02J3/26 

Фиг г

00

ьо w о

VJ Ю

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для повышения качества электроснабжения промышленных установок в четырехпроводных электрических сетях, т.е. для повышения качества электроэнергии у электроприемников и надежности их работы за счет ограничения токов короткого замыкания, компенсации реактивной мощности, регулирования напряжения, компенсации высших гармоник, выравнивания несимметричной нагрузки и симметрирования напряжения.

Цель изобретения - повышение качества электроснабжения промышленных установок в четырехпроводных электрических сетях, путем обеспечения ограничения токов короткого замыкания, компенсации высших гармоник, компенсации реактивной мощности, регулирования напряжения и симметрирования напряжения и тока нагрузки.

Это достигается шунтированием управляемых реакторов резисторами. Обеспечивается поперечным включением обмоток управления и продольным включением основных обмоток в электрическую сеть. Сопровождается подключением обмоток управления и основных обмоток управляемого реактора в разные фазы.

На фиг.1 приведена схема электрических соединений устройства; на фиг.2 - конструкция магнитной системы управляемого реактора с немагнитными зазорами; на фиг.З - блок-схема устройства управления тиристорами управляемого реактора.

Устройство содержит три управляемые реактора, каждый из которых состоит из двух основных обмоток 1, 2 соединенных согласно-последовательно, и с продольным включением в электрическую сеть (фиг.1). К общей точке соединения обмоток 1, 2 подключены по одному выводу тиристорного выпрямительного моста 3, другие выводы которого соединены с нулевым проводом электрической сети через конденсаторные батареи 4. К выводам постоянного тока выпрямительного моста 3 подсоединены последовательно включенные обмотки управления 5, 6 управляемого реактора. К выходам переменного тока моста 3 подключены резисторы 7. В электрическую сеть включены трансформаторы тока 8 и присоединен трансформатор напряжения 9,

Магнитная система 10 каждого управляемого реактора выполнена трехстержневой с немагнитными зазорами в каждом стержне (фиг.2). На средних стержнях, имеющих сечение в два раза превышающее сечение каждогоизкрзйнихстержней, располагаются основные обмотки 1,2. На крайних стержнях находятся обмотки управления 5, 6.

Система измерения и управления тири- сторных мостов 3 (фиг.З) состоит из датчика

тока (производной тока) 11, подключенного к выходу трансформаторов тока 8, фильтра высших гармоник 12 и фильтра напряжения обратной и нулевой последовательности 13, соединенных с вторичными обмотками

трансформатора напряжения 9, преобразователя реактивной мощности 14. имеющего соединения с выходами трансформаторов тока 8 и трансформаторов напряжения 9, и измерительного блока напряжения 15, под5 ключенного к вторичным обмоткам трансформатора напряжения 9. Выходы измерительных блоков 11-15 через коммутатор 16 и аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 17 подключены к входу

0 программируемого контроллера 18. Управление тиристорными выпрямительными мостами 3 осуществляется с выхода блока импульсно-фазового управления 20 через цифроаналоговый преобразователь (ЦАП)

5 19, подключенный к выходу программируемого контроллера 18 в соответствии с заложенной в контроллер программой.

Работает система электроснабжения следующим образом. При возникновении

0 короткого замыкания (однофазного, двухфазного или трехфазного) происходит срабатывание датчика тока (производной тока) 11, под действием которого программируемый контроллер 18 воздействует через ЦАП

5 19 на блок импульсно-фазового управления 20, обеспечивается снятие импульсов управления с тиристоров выпрямительного моста 3. Подмагничивание с реакторов, которое вызывалось протеканием выпрями0 тельного тока через обмотки управления 6, 5 снижается. Индуктивное сопротивление реакторов, зависящее от основных обмоток 1, 2;резко возрастает, обеспечивая ограничения токов короткого замыкания. После ис5 чезновения (отключения) короткого замыкания система возвращается в нормальный режим работы.с

При полностью открытых тиристорах выпрямительных мостов 3 обеспечивается

0 максимальное подмагничивание магнитной системы реакторов. Их индуктивное сопротивление мало. Конденсаторные батареи 4 выдают максимальную реактивную мощность в электрическую сеть. Изменяя угол

5 управления тиристоров в зависимости от показаний блока 14 и измерительного блока напряжения 15 под воздействием блока 20, управляемого блоком 18. обеспечивается изменение реактивной мощности, выдаваемой конденсаторными батареями 4. степе Ни подмагничивания магнитной системы реактора, а, следовательно, падения напряжения на обмотках 1, 2 реактора. Таким образом обеспечивается регулирование напряжения на нагрузке и компенсация реак- тивной мощности.

Компенсация обратной и нулевой последовательности напряжения обеспечивается пофазным управлением тиристоров выпрямительных мостов 3 под воздействием блока 20 в зависимости от выходных сигналов блоков 18, 19 в соответствии с показаниями фильтров обратной и нулевой последовательности напряжения 13 элект- рической сети. Изменению подвержены три продольных индуктивных элементов (обмотки 1. 2) и три емкостных поперечных элемента (конденсаторные батареи 4). Для расширения диапазона симметрирования обмотки управления 5, б могут подключаться к одной фазе (например, фазе А), а их рабочие обмотки 1, 2 могут включаться в другую фазу (например, в фазу С).

Компенсация высших гармоник обеспечивается Т-образным широкополосным фильтром, состоящим из основных обмоток управляемого реактора 1, 2 и цепи, состоящей из обмоток управления 5, 6, с пэрал- лельным подключением резисторов 7 и конденсаторных батарей 4. Подстройка полосы пропускания фильтра обеспечивается изменением угла управления тиристоров выпрямительного моста 3 в соответствии с

показаниями блока 12, воздействующими через блоки 16 и 17 на блок 18.

Изменение угла управления тиристоров выпрямительного моста 3 под действием непрерывных выходных сигналов блока 20 через блок 19 осуществляется в соответствии с алгоритмом программы, заложенной в блок 18, в зависимости от показаний датчиков и блоков 11-15, подключенных через коммутатор 16 и АЦП 17 к входу блока 10.

Устройство повышения качества электроснабжения выполнено из хорошо известныхэлементов,выпускаемых промышленностью. . Формула изобретения

Устройство для повышения качества электроснабжения в четырехпроводных сетях, содержащее тириглорный источник реактивной мощности с управляемым реактором, рабочие обмогки которого продольно включены з электрическую сеть, а обмотки управления поперечно включены р электрическую сеть, отличающееся тем, что, с целью повышения качсс ва электроснабжения промышленных установок путем ограничения токов короткого замыкания, компенсации реактивной мощности, реагирования напряжения, симметрирования нагрузок и напряжений и снижения уровня генерации высших гармоник, тири- сторный источник реактивной мощности выполнен в виде тирпсторного моста, в одну диагональ которого включены две обмотки управления управляемого релктора, а в дру- iVio диагональ - резистор.

Использование: относится к преобразованию электрической энергии. Сущность изобретения: повышение качества электроснабжения обеспечивается использованием многофункционального устройства, выполняющего задачи ограничения токов короткого замыкания, компенсации высших гармоник и реактивной мощности, регулирования напряжения и симметрирования токов нагрузки и напряжения. Токоограни- чивающее устройство и источник реактивной мощности, выполненные на основе управляемых реакторов 1, 2, 5, 6 и конденсаторов 4, управляются с помощью программируемого контроллера. Причем тиристорный источник реактивной мощности выполнен в виде тиристорного моста, в одну диагональ которого включены две обмотки управления управляемого реактора, а в другую диагональ включен резистор. 3 ил. Ё

ill. .1 1 1. .1 1 1 i I 1 1 A i

I IT