Статический компенсатор реактивной мощности Советский патент 1977 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится iK област,н электротех1Н|Ики. Комтшнсатрр преДназначан для ловышения СОЗф и регулвраваиия на|вряжения в сетях злект.роана|бжения -промышленных Предприятий.

Из(вест1ны схемы статических комтенсаторов, ,/в .которых косинусные конденсаторы работают в оинусоидалыном режиме работы ло напряжению. Недостатками этих устройств являются большие потери и низкая нагаряженность эЛект|ричеокого поля в «оиденсаторах.

Иэвест1ны схемы статических комлансаторов, (В которых конденсаторы работают в однополя(р.ном по напряжению режиме работы. Использование конденсаторов в тако1м режиме поз1воляет в 3-5 раз снизить в них. потери, суш,ест1Ввнно, в 2-3 раза, по1высить напряженность электрического поля в .диэлектрике жовденсатора и тем самым в (2-3) раза уменьшить вес и стоимость канденсаторной батареи по сравнению с синусоидальиы1М режимом.

Ближайшим аналогом предлагаемого компенсатора является стат1ический КОмтенсатор реактив)ной мощности, в котором конденсатор находится под аднополярньим (иаяряжанием, создаюш,ем€я три памош,и моста, состоящего из 1вст1речно-параллельно включенных тиристора и неуправляемого дио.да.

Однако в указанном статическом .компенсаторе воани1кает необходимость И1НДИ1В,и1Дуальной иакусственной IKOM мутации такое в управляемых вентилях, Вследствие чего , его схема управления усложнена и требует /применения большого числа коммутирующих узлов. Кроме того, этот компенсатор характеризуется наличием в кривой генери руемого тока нечетных гармоник, включая 5, 7 и 11-ю, наиболее. опасных, 1вызванных ступенчатой

формой генерируемого напряжения, и наличием в фазах громоздких сглаживающих реакторов для фильтрации гармоник в спектре выходного тока.

В целях улучшения гармонического состава гене|рируемого тока ггредлагаемый статический компенсатор реактивной мощности, содержащий преабразавателвиый IMOCT, плеч1И которого образованы встречно-параллельно В1ключе;и:. тиристорами и диода ми, одни

выводы которого подсоединены к сети, а к другим выводам подсоединен конденсатор, онабжен дросселем, тиристорам, дополнительным .конденсатором, диодом, диодны:м мостом и коммутирующим трансформатором. К перВИЧ1НОЙ обмот|ке трансформатора через тиристор подсоединен дополнительный конденсатор, зашунтираввНный последователыно соединенными диодом и дросселем, вторичная обмотка трансформатора включена последовательно с конденсатором, под1ключен1ным к

выходам дреобразователя, а его обмотка упра1влен.ия подсоединена к диагонали моста, вторая диа-гональ которого включена .между одним из выводов ореобразователя и сетью.

На фиг. 1 изображена принцитиальная схема Предлагаемого компенсатора.

Коиденсаторлая батарея 1 через (вторичную обмотку 2 коммутирующего Т|ра|нсфор|матора 3 .включена в диагональ моста, образованного диодами 4, 5 и управляемььми вентилями (т.И1рисгара Ми) 6, 7. Первичная обмотка 8 коммутирующего прансформатора через тиристор 9 П|р.иооеди)пена к конденсатору 10, который зашунтирован цепочкой из последовательно соеди1нен1ных диода 11 и дросселя 12. Обмопка подма)ГН1ичи)ва1Ния 1,3 .коммутирующего прансформатора «ключеша в диагональ постоянного тока моста 14, причем его другая диагональ Я1вляется выходной цепью компенсатора.

На фиг. 2 (Приведены кривые А «аиряжения и Б тока питающей сети (между точками В и Г на фиг. 1), Д напряжения и Е тока конденсаторной батареи, Ж напряжения на ,коммут|ирующем конденсаторе и им1пульсы запуска 15 тиристора 9, импульсы управления 16 тиристо;ра)М1И 6 и 17 ти ристо1рами 7.

Конденсатор работает следующи/м образом.

Пусть, начиная с момента времени t, конденсатор 1 разряжается через тдристоры 6 на сеть по цепи: конденсатор 1, обмотка 2 коммуинрующего трансформатора 3, тиристор 6, питающая сеть (точ|ки В, Г), диодный мост 14, обмотка подмагничивавия 13, тиристор 6. При этом магнитоправоя трансформатора 3 подмагничен ам/первитками, равными разности ампервитков обмоток 13 и 2, причем число витков обмотки 13 больше числа витков об.мотки 2 (на ощ|ин-два витка).

В момент щремени, когда напряжение на конденсаторе 1 станет раганым нулю, напряжение сети также равно нулю, аклю чается THpHiCTop 9 и подключает к .перв(ичной обмотке 8 коммути1рующего трансформатора 3 конденсатор 10. За счет ЭДС, наводимой на обмотке 2, тиристоры 6 выключаются, а диоды 5 включаются, ток ;в ко)нденсаторе 1 изменяет напра влеетие и он заряжается с той же полярностью, что и равряжается. Конденсатор 10 разряжается до нуля, а затем перезаряжается до момента времени 1йаСЫЩения вдммутирующего транофо|рматора. В промежутке между коммутациями тока из тиристоров 7 в диоды 4 или из тцрнсторов 6 в диоды ,5 конденсатор 10 перезаряжается через-диод 11.и индуктииность 12. Для первоначалшого..заряда конденсатора 10 необходим малоздощный источник наяряж-ения.

Статичеак1ий компенсатор .реактивной мощности может быть иопользован не.только для павыщения СОЗф и регулирования напряжения однофазной сети, но и для трехфазной сети. При этом необходимо при)менвние .Tipex идентичных рассмотренной выше схем, которые допускают соади1нвн1ие между собой как по схеме З1везды, так и Т|реугольни)ка. .Кроме To.ro, ирименение коммутирующих (Пр.Иборо позволяет весьма просто осуществлять бездуговое /включение и выключение статического

комленсатора путем регули1рован1ия подачи импульсов управления на коммутирующие приборы, а также в секционированно.м выполнении косинусной конденсаторной батареи регулировать величину генерируемой схемой реактивной анергии.

Формула изобретения

30 Ста1тическ|ий компевсатор реактивной мощности, содержащий преобразовательный мост, плечи которого образованы (встречнонпараллельно включенными тиристорам.и и диодами, ОД1НИ выводы которого подсоединены к сети,

35 а к другим (Выводам подсоединен конденсатор, отличающийся тем, что, с целью улучшения гармонического соста1ва генерируемого тока, он дополнительно снабжен дросселем, дополнительным ко.нденсатором, тиристором, диодом, диодным мостом и коммут.ирующим трансформатором, к первичной обмотке которого через тиристор .подсоединен допрлнителыный кон1де1нсатор, зашунтнроваиный последовательно соединенными диодом и

45 дросселем, вторичная обмотка транофОр1маТОра включена .последовательно с конденсатором, подключенным к выводам преобразователя, а его обмотка упра;вления подсоединена к диагонал.и диодного моста, вторая диагональ .которого включена между одним из выводов .преобразователя и сетью.

Фиг. 2.