Устройство для плавного регулирова-Ния РЕАКТиВНОй МОщНОСТи B элЕКТРи-чЕСКиХ СЕТяХ Советский патент 1981 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к передаче и, распределеникг электрической энерги и может быть использовано в электрических сетях для регулирования реактивной, мощности и симметрирования напряжений. Известно устройство для плавного регулирования реактивной мощности, содержащее источник управляющих импульсов, питающийся от двух источников постоянного тока напряжение которых должно быть регулируемым 1. Мощность источника управляющих импульсов относительно Высокая и составляет 20% установленной мощности всех конденсаторных батарей источник реактивной мощности. Наиболее близким к предлагаемому является регулируемый статический компенсатор реактивной мощности в электрических сетях, содержащий два симметричных блока, состоящих из тре фазной группы компенсирующих конденсаторов, подключенных через вентильн выключатель из встречно-параллельных управляемых вентилей к трансформатору, предназначенному для подключения к электрической сети t. Однако наличие отдельного источни ка управляющих импульсов (кроме устройства управления главными вентилями) , необходимого для включения главных управляемых вентилей, усложняет схему и увеличивает установленную мощность элементов устройства. Выходные обмотки мипульсных трансформаторов, включенные параллельно батареям конденсаторов, создают эфт фект шунтирования, заключающийся в разрядке конденсатора на сопротивление обмотки в паузах между импульсами. Эффект шунтирования создает дополнительные потери активной мощности и ухудшает работу устройства. Цель .изобретения - повышение надежности. Поставленная цель достигается тем, что в устройство для плавного регулирования реактивной мощности в электрических сетях, содержащее два симметричных блока,состоящих из трехфазной группы компенсирующих конденсаторов, подключенных -через вентильный выключатель из встречно-параллельных управляемых вентилей к трансформатору, предназначенному для подключения к электрической сети, в вентильный выключатель введены дроссель с двумя обмотками, два зарядных управляемых вентиля, два диода- и два коммутирующих конденсатора, причем каждый коммутирующий конденсатор через соответствующую обмотку дросселя и диод подключен к компенсирующему конденсатору, зарядный управляемый вентиль включен параллельно цепочке дио компенсирующий конденсатор, а управляемые вентили подключены между точ кой соединения коммутирующих конденсаторов и выводом средней точки соответствующей обмотки дросселя, причем диод и зарядный управляемый вен тиль включены согласно с управляемым вентилем. На фиг. 1 показана полная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 принципиальная -схема фазы а (точки а и о на фиг. 1) -вентильного выключателя тока (схема во всех фазах идентична) . Устройство состоит из двух параллельно работающих симметричных блоков, различающихся только схемой соединения силовых трансформаторов 1 и 2. Каждый блок состоит из собранных в трехфазную группу батарей статических компенсирующих конденсаторов 3 и 4, вентильных выключателей 5 и 6 тока, включенных последовательно с конденсаторами в каждую фазу, блоков 7 и 8 управления и регулятора 9. В состав вентильного выключателя тока входят главные силовые управляе мые вентили 10 и 11, вспомогательные зарядные управляемые вентили 12 и 13, отсекающие неуправляемые вентили (диоды) 14 и 15, коммутирующий дроссель 16 и коммутирующие конденсаторы 17 и 18, батарея компенсирующих конденсаторов 3. Главные и вспомогательные вентили управляются регулятором 9, реагирующим на изменение режима сети, в которую включается предлагаемое устройство, и связанным с блоками 7и В управления управляемых вентилей, изменяючими мо мент их открытия. Предположим, что вентиль 11 пропу кает ток, при этом напряжение конденсаторной батареи 3, имеющей полярность, указанную на фиг. 2 без скобок, изменяется вначале по отрицательной относительно вентиля 11 полуволне напряжения сети и переходит через нуль, а затем по положительной полуволне и меняет знак на обратный. В заданное время для выключения вентиля 11 подается управляющий импульс на вентиль 10, и он пропускает ток разряда конденсатора 18, имеющего напряжение с положительной полярностью на аноде вентиля 10. Конденсатор 18,разряжаясь на обмотку 19 дросселя 16, выводит его сердечник из насыщения, которое обус ловлено током вентиля 11, и заряжает конденсатор 17, а последний при своем колебательном перезаряде, благодаря повторному насыщению сердочни ка дросселя, выклгочает вентиль 11 и обеспечивает удержание отрицательного напряжения на его катоде до восстановления его запирающей способности . После перезаряда конденсатора 18 вентиль 10 перестает проводить ток из-за отсутствия положительного напряжения на его аноде. В дальнейшем он начинает проводить ток в тот момент, когда мгновенное значение напряжения сети (отрицательная относительно вентиля 10 полуволна) снижается до значения, несколько меньшего напряжения конденсаторной батареи (имеющей полярность, указанную на фиг. 2 в скобках), благодаря наличию на его управляющем электроде широкого импульса управления. После выключения вентиля 11 конденсатор 17 заряжается до амплитудного значения напряжения сети при включении вспомогательного (зарядного) вентиля 13 и сохраняет заряд до открывания вентиля 11, благодаря отсекающим вентилям 14 и 15. После того, как конденсатор 17 заряжается, вентиль 13 перестает проводить ток и,выключается. Вспомогательные вентили 12 и 13 управляются узкими импульЬами, запаздывающими относительно широких импульсов на время, необходимое для восстановления запирающей способности - главного вентиля. При отпертом вентиле 10 напряжение на конденсаторной батарее 3, изменяясь по синусоиде, меняет полярность на обратную. Выключение вентиля 10 проис.юдит при подаче управляющего импульса на вентиль 11. После выключения вентиля .10 открывается вспомогательный вентиль 12 и конденсатор 18 .заряжается до напряжения сети. В дальнейшем все описанные процессы периодически повторяются. Регулирование величины тока и генерируемой мощности конденсаторной батареи осуществляется управлением моментом выключения главных управляемых вентилей Для этого на управляющие электроды главных вентилей подаются сдвинутые относительно напряжения сети на 180° широкие импульсы управления, длительность которых изменяется от 100 до . Длительность импульса управления регулируется за счет изменения временного положения переднего фронта. Главные вентили открываются в -те моменты, когда потенциал на аноде соответствующего вентиля становится более положительным, чем потенциал на катоде. В зависимости от принятой системы регулирования, реализуемой с помощью автоматического3 регулятора 9 или ручного регулирования фазы запирания главных вентилей, устройство изменяет выдаваемую реактивную мощность либо на одну и ту же величину в трех фазах, либо на разные величины. В предлагаемом устройстве для плавного регулирования реактивной мо ности в электрических сетях установ ленная мощность трансформаторов (включая и мощность дросселей) и вспомогательных вентилей значительно меньше чем в известном устройстве, несколько меньшей и суммаррные потери активной мощности. Формула изобретения Устройство для плавного регулирования реактивной мощности в электрических сетях, содержащее два симметричных блока, состоящих из трехфазной группы компенсирующих конденсаторов, подключенных через вентильный выключатель из встречно-парал-° лельных управляемых вентилей к транс форматору, предназначенному для подключения к электрической сети, отличающееся тем, что, с цель повыиения надежности, в вентильный выключатель введены дроссель с двумя обмотками, два зарядных управляемых вентиля, .два диода и два коммутирующих конденсатора, причем каждый коммутирующий конденсатор через соответствующую обмотку дросселя и диод подключен к компенсирующему конденсатору, зарядный управляемый вентиль включен параллельно цепочке диод-компенсирующий конденсатор, а управляемые вентили подключены между точкой соединения коммутирующих конденсаторов и выводом средней точки соответствующей обмотки дросселя, причем диод и зарядный управляемый вентиль включены согласно с управляемым вентилем. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Статиче$:кие источники ре ктивной мощности в электрической сетях. Энергия, 1975, с.106-108, 121-122. 2.Авторское свидетельство СССР № 275212, кл. Н 02 J 3/18, 1964.

../ гт.,

г I7 и Т 1г У /.Й Д/5 А/з

«

г