УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗБУЖДЕНИЯ СИНХРОННОГО КОМПЕНСАТОРА Советский патент 1974 года по МПК H02P9/14 

Изобретение касается области возбуждения электрических машин, в частности синхронных компенсаторов.

Для работы синхронного компенсатора необходим ток возбуждения двух направлений и разный по величине. Ток отрицательного направления составляет 5-10% от тока положительного направления. Таким образом, для возбуждения синхронного компенсатора необходим преобразователь с асимметричной регулировочной характеристикой. Такую характеристику наиболее просто можно получить, если вентильные группы преобразователя питать разным по величине напряжением. Назовем условно вентильную группу отрицательного направления низковольтной, а положительную - высоковольтной. Управлять несимметричным преобразователем можно только раздельно, так как ори совместном управлении происходит опрокидывание инвертора низковольтной группы, что приводит к двойному короткому замыканию. Раздельное управление реверсивного преобразователя, т. е. с запретом одновременной подачи импульсов управления на обе вентильные группы, обладает рядом преимуществ по сравнению с совместным управлением.

Наиболее оптимальным вариантом из известных схем раздельного управления для работы реверсивного преобразователя на нагрузку с большой индуктивностью является устройство, которое работает в функции сигнала управления и тока нагрузки. Данное устройство раздельного управления является

трехпозиционным. При включении преобразователя и отсутствии сигнала управления импульсы управления сняты с обеих вентильных групп преобразователя. При появлении сигнала управления схема раздельного управления включает импульсы управления соответствующей группы в зависимости от знака сигнала управления. Нри появлении импульсов управления в одной из вентильных грзпп преобразователя в нагрузке начинает протекать

ток. Сигнал наличия тока нагрузки дает разрешение на подачу управляющих импульсов работающей группы и производит отключение сигнала управления. При спадании тока нагрузки до нуля происходит подключение вентильной группы в зависимости от знака напряжения управления.

Известны устройства для возбуждения синхронного компенсатора, содержащие антипараллельно включенные высоковольтную и низковольтную группы вентилей, подключенные параллельно обмотке возбуждения, систему раздельного управления указанными группами вентилей и датчик тока, включенный в цепь обмотки возбул дения.

Однако в известных устройствах, например,

прИ малых токах возбуждения любого знака и возникновении короткого замыкания в энергосистеме в обмотке возбуждения возникают перенапряжения, имеющие периодическую и апериодическую составляющие. Если доля тока периодической составляющей больше постоянного тока возбуждения, то суммарный ток возбуждения прерывается, так как при раздельном управлении преобразователем работает только одна из вентильных групп. Прерывание тока возбуждения приводит к раскорачпванию обмотки возбуждения и тем самым вызывает з)1ачптельные перенапряжеппя, которые могут повредить как обмотку возбуждения, так и преобразователь.

Для снижения перенапряжений до допустимой величины обмотка возбуждения синхронного компенсатора при малых токах возбуждения шунтируется сопротивлением, равным десятикратному зпачепию активного сопротпвления обмотки возбуждения. Однако подключение активного сопротивления меняет режим работы преобразователя. Возникают области прерывистых токов. Нулевому зпачению выпрямленного напряжения соответствуют углы упразлсчпг; больше 90 зл. град, по сравнению с индуктивной нагрузкой.

Подключение активного сонротивлеиия к обмотке возбуждения предотвращает возникновение опасных перенапряжепий, но искажает форму регулировочной характеристики и значительно ухудашет качество регулирования. В области нулевых значений тока возбуждения возможны автоколебания.

Целью изобретения является обеспечение линейности регулировочной характеристики при переходе тока возбуждения через нулевое значение.

Указанная цель достигается благодаря тому, что устройство снабжено донолнительной низковольтной группой вептилей, включенной параллельно высоковольтной группе п управляемой совместно с указанными группами вентилей, а система раздельного управления снабжена нуль-органом, вход которого подключен к указанному датчику, и источникам смещения, приключенным ко второму входу нуль-органа, при этом выходы нуль-органа через органы выдержки времени подключены к блокам запрета систем раздельного управления низковольтной и высоковольтной групп вентилей.

На фиг. 1 приведена блок-схема устройства для возбуждения синхронного компенсатора; на фиг. 2 - блок-схема логического устройства; на фиг. 3 - регулировочная характеристика.

Вентильные группы BI и В образуют реверсивный преобразователь, состоящий из низковольтной вентильной группы В-, отрицательного тока возбуждения и высоковольтной 2 полол ительного тока возбуждения. Питание производится от одного трансформатора Тр. Система управления состоит из aвтo taтичeского регулятора возбуждения АРБ, блоков

фазоимпульсных преобразователей ФИП и ФИП2, блоков усилителей отпирающих имп льсов ЕУ н БУ-2, блоков запрет b3i и 32, логического устройства ЛУ раздельного управления вентильными группами Bi и Вг, репеосиБног.) датчика по TOKV нагрузки ДТ. обмотки возбуждения синхронного компенсатора ОВ, двух ограничительных реакторов н ОР-2, г; :псния ноля БГТ1, .1О1 Лнительной низко.зольтной

вс;тнльноп -охппу, j3:; и системы управления в пей ФИП-:, Уз и БЗг.

Логическое устройство

(ЛУ) состоит из нуль-органа НО, источника смещения ИС односторонней выдержки времени на подключение пмнульсов унравления BBi и ВВ и выходных усилителей ВУ и ВУу.

Устройство работает следующим образом. При отсутствии тока возбуждения логическое устройст о ;:(;; ключаст импульсы управления в низковольтные вентильные группы BI и Вз, которые питаются одинаковым по величипе папряжением и управляются совместно. Для ограничения уравиительпых токов применяются ограничительные реакторы ОР OPz. Совместное управление вентильными группами В, БЗ осуществляется на участке а, Ь, с (фиг. 3) регулировочной характеристики. Одновременная- работа двух антппараллельпых вентильных групп предотвращает возможность прерывапия суммарного тока возбуждения при авариях и тем самым предотвращает возникновения перенапряжений на обмотке возбуждения. Совместное управление обеспечивает линейность регулировочной харатеристики при реверсе тока возбуждения.

При увеличении тока возбуждения положительного направления до определенной величины точка с M.j сиг. 3), наступает рапсмство напряжений поступающего с датчика тока и напряжения смещения. На выходе нуль-органа (НО) (фиг. 2) появляется сигнал, который, проходя через одностороннюю выдержку времени SBi и выходной усилитель ВУ; поступает на блок запрета ВЗ низковольтной вентильной группы В| и прекращает подачу импульсов управления. С дрзтого выхода нульоргана сигнал поступает через одностороннюю выдержку BBz, выходной усилитель ВУ на блок запрета БЗ и производит подключение импульсов управления высоковольтной вентильной группы BZ.

На участке с, d регулировочной характеристики (фиг. 3) работают параллельно две вентильные группы одного направления - высоковольтная BZ и низковольтная Во. Когда выпрямленное напряжение высоковольтной грппы By превысит выпрямленное налцяжение ппзковольтной группы Вд, последняя закрывается, и всю нагрузку . берет па себя группа Во.

При снижении тока нагрузки ниже точки с на регулировочной характеристике (фиг. 3) запирается высоковольтпая группа Вч, и через

выдержку времени открывается низковольтная группа BI.

При аварийном гашении поля возбуждения поступает сигнал из блока гашения поля БГП (фиг. 1), который запирает низковольтные группы BI и Ss, а высоковольтную группу BI переводит в инверторный режим.

Предмет изобретения

Устройство для возбуждения синхронного компенсатора, содержащее антипараллельно включенные высоковольтную и низковольтную группы вентилей, подключенные параллельно обмотке возбуждения, систему раздельного управления указанными группами вентилей,

датчик тока, включенный в цепь обмотки возбул :дения, отличающееся тем, что, с целью обеспечения линейности регулировочной характеристики, оно снабжено дополнительной низковольтной группой вентилей, включенной параллельно высоковольтной группе и управляемой совместно с указанными группами вентилей, а система раздельного управления снабжена нуль-органом, вход которого подключен к указанному датчику, и источником смещения, приключенным ко второму входу нуль-органа, при этом выходы нуль-органа через органы выдержки времени подключены к блокам запрета систем раздельного управления низковольтной и высоковольтной групп вентилей.

О.,

T50A

IdtAi

.

1у{Ъ/