Трехфазный источник реактивной мощности Советский патент 1976 года по МПК H01J3/18 

I

Изобретение относится к области преобразовательной техники и может найти применение в качестве статического регулятора реактивной мощности или стабилизатора напряжения в электросетях и электроустановках.

По основному авт. св. № 395945 известен трехфазный источник реактивной мощности, выполненный в виде трехфазного емкостновентильного моста, замкнутого на дроссель, одна грунпа плеч которого образована конденсаторами, а другая - встречно-параллельными парами управляемых вентилей-тиристоров или симисторами.

Нормальное функционирование такого устройства основано на ограничении диапазона фазового регулирования угла включения вентилей областью О-30° относительно нуля фазового напряжения в сторону онережения с одновременным повышением крутизны регулировочной характеристики и ограничением длительности проводящего состояния вентилей в пределах 60°, чтобы в любой момент времени в проводящем состоянии находилось не более одного вентиля. Однако в практике бывают ложные включения вентилей, например от помех, наводок, случайных проскоков управляющих импульсов, приводящие к одновременному отпиранию двух и более вентилей, т. е. к короткому замыканию питающей сети, что крайне нежелательно. Кроме того, иногда требуется кратковременное форсированное увеличение генерируемой реактивной мощности, нанример, при нуске мощных двигателей в сети или в каких-либо других нестационарных режимах работы.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования и увеличение генерируемой реактивной мощности в форсированных режимах работы, повышение КПД и надежности работы зстройства.

Эта цель достигается тем, что в предложенном устройстве в фазе входной цепи последовательно установлены конденсаторы.

На чертеже показана принципиальная схема трехфазного источника реактивной мощности.

Источник содержит конденсаторы 1-6, тиристоры 7-12 и дроссель 13.

Конденсаторы 1-3 и тиристоры 7-12 образуют емкостно-вентильный трехфазный мост, одна группа плеч которого образована

конденсаторами 1-3, а другая - тремя встречно-параллельными парами тиристоров 7 и 10, 9 и 12, 11 и 8. Выходные клеммы моста замкнуты на дроссель 13, а входные подключены к входным клеммам источника через конденсаторы 4-6.

В нормальном режиме работы устройства при полностью выключенных тиристорах 7- 12 конденсаторы 1-6 образуют трехфазную батарею, генерирующую в сеть максимальную реактивную мощность емкостного характера.

Реактивная мощность, генерируемая конденсаторами 1-6 в питающую сеть, определяется суммарной емкостью и фазовым напряжением сети.

При необходимости плавного уменьшения генерируемой реактивной мощности емкостного характера подают управляющие импульсы на тиристоры 7-12, сдвинутые между собой по фазе на 60°, в очередности возрастающей нумерации включаемых тиристоров 7- 12. При увеличении фазового угла включения тиристоров от О до 30° в сторону оперелсения относительно нуля соответствующего фазового напряжения, увеличиваются длительность протекания и амплитуда полуволн индуктивного тока, протекающего через дроссель 13 и соответствующие пары тиристоров 7-12 и конденсаторы 1-3.

Первая гармоника каждой полуволны индуктивного тока отстает на 90° по фазе от соответствующей фазы напряжения на конденсаторах 1-3, на 180° - от фазы емкостного тока, протекающего в конденсаторах 1-6 под действием напряжения сети. Следовательно, этот ток вычитается из емкостного тока конденсаторов 1-3, а уменьщение суммарного реактивного тока, протекающего через конденсаторы 1-3, приводит к уменьщению и суммарного реактивного тока, генерируемого источником в сеть. Изменение емкостного тока, генерируемого в сеть, автоматически обеспечивает и изменение генерируемой реактивной мощности, т. е. эквивалентно плавному изменению емкости батареи коммутирующих конденсаторов.

Полный диапазон регулирования генерируемой реактивной мощности определяется параметрами элементов схемы, а также крутизной выбранной регулировочной характеристики в зависимости от конкретных потребностей питающей сети в стационарных режимах работы.

При необходимости форсирования реактивной мощности емкостного характера, генерируемой в сеть в кратковременных нестационарных режимах работы сети (пуск двигателей, резкое снижение напряжения сети и т. д.), управляющие импульсы на тиристоры 7-12 подают в другом диапазоне фазового регулирования, а именно, с углом отпирания тиристоров больше 30° в сторонз опережения относительно нуля соответствующего фазового наиряжения (0 30-90°). В этом режиме работы источника в любой момент времени в проводящем состоянии находятся два и более вентилей (например, 7 и 12) и происходит шунтирование входных зажимов

емкостно-вентильного моста, т. е. замыкание обкладок конденсаторов 4-6 с образованием искусственного н)ля. Конденсаторы 1-3 и дроссель 13 оказываются выключенными из работы, а реактивную мощность в сеть генерируют только одни конденсаторы 1,4-6, соединенные в звезду, имеющие большую емкость, чем суммарная емкость всей батареи 1-б, и работаюшие не под частичным, а под полным напряжением питающей сети. Следовательно, происходит форсировка реактивной мощности, генерируемой источником в сеть.

Поскольку конденсаторы 4-6 и тиристоры 7-12 могут кратковременно выдерживать

значительные иерегрузки (по согласованию с заводами-изготовителями), то установленную мощность оборудования источника можно рассчитывать, исходя только из номинальных режимов работы, т. е. обойтись без запаса

установленных мощностей на форсированные режимы работы.

Благодаря тому что регулировочная характеристика складывается из двух поддиапазонов (нормального-длительного и форсированного кратковременного), обеспечивается повыщение к. п. д. устройства за счет отсутствия компенсированных реактивных токов, рассчитанных на перегрузочный (форсированный) режим работы, в номинальных режимах.

При различных аварийных режимах работы самого источника реактивной мощности (самопроизвольное отпирание или пробой тиристоров и т. д.) конденсаторы 4-6 оказывают токоограничивающее действие.

Формула изобретения

Трехфазный источник реактивной мощности по авт. св. № 395945, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулироваиия, увеличения генерируемой реактивной мощности в форсированных режимах работы, повышения КПД и надежности устройства, в каждой фазе входной цепи установлены конденсаторы.

i/ ;