Способ регулирования реактивнойМОщНОСТи B элЕКТРичЕСКиХ СЕТяХ Советский патент 1981 года по МПК H02J3/18 

1

Изобретение относится к регулированию реактивной мощности в электрических сетях с подключением и отключением конденсаторных батарей с помощью управляемых вентилей.

Известен способ подключения конденсаторной батареи с исключением бросков тока в момент коммутации, заключающийся в том, что длительность горения вентилей изменяют подзарядкой конденсаторов до напряжения, превыщающего напряжение сети, токовыми импульсами, момент подачи которых зависит от режима сети 1.

Недостатками этого способа являются сложность способа за счет необходимости подключать конденсаторы каждой фазы двумя силовыми управляемыми вентилями и подзарял ать эти конденсаторы для их отключения специальными токовыми импульсами; невозможность подключения к трехфазной сети конденсаторной батареи, соединенной треугольником.

Известен также способ регулирования реактивной мощности в электрических сетях посредством коммутирования трехфазной конденсаторной батареи путем ее поочередного подключения и отключения, причем ее подключение производят в момент, когда разность соответствующих междуфазных напряжений сети и батареи равна нулю 2J.

Недостатками этого способа являются больщое число операций и больщое время переходных процессов.

Целью изооретения являются упрощение способа за счет сокращения числа операций с щести до четырех и сокращение времени переходных режимов с 4dO до 360 эл. град.

Указанная цель достигается благодаря тому, что при осуществлении способа регулирования реактивной мощности посредством коммутирования трехфазной конденсаторной батареи путем ее поочередного подключения и отключения, подключение которой производят в моменты, когда разность соответствующих меладуфазных напряжений сети и батареи равна нулю, отключение батареи производят от одной из фаз сети в момент времени, когда ток в указанной фазе равен нулю, затем отключают батарею от двух других фаз сети в момент равенства токов нулю в этих фазах, а включение осуществляют в обратной последовательности.

На фиг. 1 показана схема подключения конденсаторной батареи по предлагаемому способу; на фиг. 2 - линейные диаграммы мгновенных значений напряжений сети, напряжений на обкладках конденсаторов и токов в их цепях, а также напряжений между анодами и катодами управляемых и неуправляемых вентилей; на фиг. 3 - осциллограмма токов и напряжений при подключении конденсаторной батареи. Схема (фиг. 1) подключения конденсаторной батареи к трехфазной сети состоит из конденсаторов 1, 2 и 3, соединенных в треугольник и подключаемых к фазе С сети непосредственно, а к фазам А и В - соответственно через управляемые вентили 4 и 5 и неуправляемые вентили 6 и 7, включенные в каждой фазе встречно-параллельно. Управляющее устройство состоит из нульорганов 8 и 9 и элементов И 10 и И. Способ осуществляется следующим образом. Когда управляемые вентили 4 и 5 открыты, конденсаторы 1, 2 и 3 включены на напряжение сети. При этом одна полуволна установившегося переменного тока конденсаторной батареи в фазах А и В течет соответственно через управляемые вентили 4 и 5, а другая - через неуправляемые вентили 6 и 7. При снятии управляющего сигнала Uc управляемые вентили 4 и 5 закрываются после перехода их токов через нулевое значение (естественная коммутация). Порядок закрытия вентилей 4 и 5 зависит от момента снятия управляющего сигнала: либо первым закрывается вентиль 4, а затем 5; либо наоборот: сначала вентиль 5, а затем вентиль 4. Рассмотрим вариант, когда первым отключается управляемый вентиль 5. При снятии управляющего сигнала (момент времени /1 на диаграмме, фиг. 1). Отрицательная полуволна тока фазы А течет через вентиль 4, а положительная полуволна тока фазы В через вентиль 7, при этом вентиль 5 выключается. В момент времени t ток в фазе В становится равным нулю, вентиль 7 запирается обратным напряжением и конденсаторная батарея отключается от фазы В сети. При этом конденсаторы 1 и 3 заряжены до наУ 3 т гмакс прял енияUji , а напряжение на конденсаторе 2 равно нулю. В следующие моменты времени конденсаторная батарея остается подключенной к фазам А и С сети. Ток фазы А при этом течет через вентиль 4 и в момент времени /з стаиовится равным нулю; вентиль 4 закрывается и начинает проводить вентиль 6. В момент времени t ток в фазе А спадает до нуля, управляемый вентиль запирается обратным напряжением и конденсаторная батарея отключается от сети. При подаче управляющего сигнала элементы И 10 и 11 производят включение вентилей 4 и 5 в те моменты времени, когда появляются сигналы на выходах нульорганов 8 и 9. Каждый из них реагирует на нулевое значение напряжения между анодом и катодом вентилей 4 и 5. На фиг. 3,а представлена осциллограмма подключения конденсаторной батареи ири включении управляемых вентилей 4 и 5 в произвольный момент времени. Как видно из осциллограммы, процесс включения конденсаторной батареи сопровождается бросками свободного тока, достигающими пятикратного значения от установившегося тока. На фиг. 3,6 представлены осциллограммы токов в фазах А, В и С и напряжений на вентилях 5 и 4 в момент подключения конденсаторной батареи к трехфазной сети по предлагаемому способу. Из этой осциллограммы видно, что предлагаемый способ обеспечивает включение конденсаторной батареи без бросков свободного тока. Применение предлагаемого способа позволяетсократить число операций с шести до четырех и уменьшить время иереходных режимов с 480 до 360 эл. град. Формула изобретения Способ регулирования реактивной мощности в электрических сетях посредством коммутирования трехфазной конденсаторной батареи путем ее поочередного иодключения и отключения, причем ее подключение производят в моменты, когда разность соответствующих междуфазных напряжений сети и батареи равна нулю, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия, осуществляют отключение батареи от одной из фаз сети в момент времени, когда ток в данной фазе равен нулю, затем отключают батарею от двух других фаз в момент равенства тока в этих фазах нулю, а включение осуществляют в обратной последовательности. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 230959, кл. Н 02J 3/18, 1963. 2. Патент Франции № 1590945, кл. Н 02J 1/00, 1970.

Фиг. /

Z

.2

А

rL

/-Ч х х-

.у f /-

/с

г

v vyX-/ 4c

X

is

x

/ 4 x

xii

X

f .

/