Устройство для регулирования реак-ТиВНОй МОщНОСТи B СЕТяХ пЕРЕМЕННОгОТОКА Советский патент 1981 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к распределению электрической энергии, а именн к регулированию реактивной мощности в сетях, и может.быть использовано на предприятиях, потребляющих электрическую энергию.

Известно устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник реактивной мощности, включенный между фазами сети и состоящий из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных тиристоров, и формирователь импульсов, включающий последовательно соединенные конденсатор и встречно- параллельно включенные тиристоры l

Недостатком известного устройства является низкий КПД устройства из-за избыточных коммутационных потерь при средних и особенно малых углах регулирования, так как закон изменения коммутационной энергии формировате.пя импульсов не соответствует закону изменения прерываемого тока источника реактивной мощности.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока.

содержащее источник реактивной мощности, включенный между зажимами фаз сети и состояший из последовательно соединенных конденсатора и .встречнопараллельно включенных тиристоров и формирователя з апоминающих импульсов,. включающего тиристор и цепочку, включенную параллельно упомянутым тиристорам источника и состоящую из после0довательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, свободная обкладка которого подключена к фазе сети, к которой подключены тиристоры упомянутого источника 2} .5

Недостатком известного устройства является низкий КПД из-за невозможности -регулирования напряжения конденсатора формирователя запирающи; импульсов при изменении рабочей точ0ки источника. В известном устройстве амплитуда напряжения на конденсаторе формирователя импульсов во всем диапазоне регулирования неизменна, а ток конденсатора источника изменяет5ся от max до О, т.е. по закону косинуса.

Цель изобретения - повышение КПД устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования

0 реактивной мощности в сетях переменнего тока, содержащем источник реактивной мощности,, состоящий из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных тиристоров и предназначенный для включения между зажимами фаз сети, и формирователь запирающих импульсов, состоящий из первого тиристора и последовательно соединенных второго тиристора, дросселя и конденсатора формирователя, .подключенных параллельно тиристорам источника реактивной мощности, формирователь запираю щих импульсов снабжен дополнительным встречно-параллельно включенными ти ристорами, одна Общая точка кототрых присоединена к зажимам фазы сет к которой подключен конденсатор ис точника, реактивной мощности, а ВТОрая общая точка подключена к точке соединения второго тиристора и дро селя, причем первый и второй тирис торы соединены встречно-параллельно Предлагаемое устройство позволяе получить повышенный КПД, так как на личие дополнительных встречно-парал лельно включенных тиристоров позволяет плавно (в диапазоне от О до сети) регулировать величину а пряжения конденсатора формирователя импульсов в зависимости от рабочей точки источника реактивной мощности . На фиг. 1 изображена принципиаль ная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма напряжения и сети, на фиг. 3 - то же, напряжения на конденсаторе источника реак|;ивной мощности; на фиг. 4 - то же, напряжения на конденсаторе формирователя импульсо на фиг. 5 - то же, тока , через конденсатор источника реактивной мощности. , Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях пе1 еменного тока (фиг. 1) содержит источник 1реактивной мощности и формировател 2запирающих импульсов. Источник 1 реактивной мощности включен между фазами сети и состоит из последовательно соединенных конденсатора 3 и встречно-параллельно включенных тиристоров 4 и 5. Формирователь 2 запирающих импульсов состоит из двух цепочек, одна из которых содержит встречно-параллельно включенные тиристоры 6 и последовательно которым включен дроссель 8 и конденсатор 9. Одна дейбчка подключена параллельно тиристорам 4 и 5 источника 1 так, что кон денсатор 9 соединен с фазой сети, к которой подключены тиристоры 4 и 5, а тиристоры 6 и 7 подключены между конденсатором 3 и тиристорами 4 и 5. Другая цепочка состоит из встречнопараллельно включенных тиристоров 10 и 11, один конец которых подключен к фазе сети, к которой подключён конденсатор 3 источника 1, а другой , конец подключен между дросселем 8 и тиристорами б и 7. Устройство работает следующим образом. До момента времени t когда, на-пример, на шинах сети направление напряжения соответствует изображенному на фиг.1,тиристор 5 открыт и. конденсатор 3 заряжается от сети (направление заряда конденсатора 3 показано на фиг. 1 без скобок. Конденсатор 9 заряжен. В момент времени t подают открывающий импульс тиристару. б и открывают его. Конденсатор 9 разряжается через тиристор 5, тиристор б, дроссель 8 и через параллельную цепь: сеть, конденсатор 3,. тиристор б и дроссель 8. Конденсатор 9, разряжаясь частично через конденсатор 3,подзаряжает его до U(-,, , и в этот момент времени к тиристору 5- прикладывается обратное напряжение смещения. Если этот интервал времени больше интервала, необходимого для восстановления запирающих свойств тиристора 5, что обеспечивается подбором емкости конденсатора 9, ти- ристор 5 гасится. Дроссель 8 при этом ограничивает щ- . В промежуток времени t -1,. конденсатор 3 отключен от сети и напряжение на нем остается практически неиз енным (фиг. 2). В момент времени t при равенстве напряжения сети .,.,,, и напряжения U(- на конденсаторе 3 и при наличии открывающего импульса включается тири.;тор 4, вследствие чего конденсатор 3 разряжается через тиристор 4 и создает ток i , , протекающий в сеть.. . , в момент времени t подают управляющий импульс тиристору 10 и конденсатор 9 заряжается через тиристор 10, дроссель 8 до моментного значения напряжения сети (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках) и тиристор 10 гасится. В момент времени t напряжение на конденсаторе 3, а тем самым и напряжение сети -сети уменьшается до О, а ток . через конденсатор 3, протекающий в сеть, достигает максимального значения. В промежуток времени конденсатор 3 заряжается от сети через тиристор 4 (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках). В момент времени tj. подают импульс тиристору 7 и конденсатор 9 разряжается через дроссель 8, тиристор 7,. конденсатор 3 и через параллельную цепь: дроссель В, тиристор 7 и тиристор 4. К тиристору 4 прикладывается братное напряжение смещения и он гасится.

В промежуток времени t

g--1 конденсатор 3 отключен от сети и напряжение на нем остается неизменным.

В момент времени tg при равенстве напряжения сети и напряжения н конденсаторе Я. и при наличии открывающего импульса включается тиристор 5, вследствие чего, конденсатор 3 разряжается через тиристор 5 .и создает ток ij.j , протекающий в сеть.

В момент времени t подают импуль тиристору 11 и конденсатор 9 заряжается через дроссель 8 и тиристор 11 до моментного значения напряжения сети.

В момент времени t j напряжение сети , а тем самым и напряжение на конденсаторе 3 UQT, уменьшается до О, а ток через конденсатор 3, протекающий в сеть, достигает максимального значения.

Устройство возвращается в состойние, в котором находилось до момента времени ц . Описанные процессы повторяются каждый период напряжения сети.

Для нормальной работы источника 1 необходимо регулировать фазу заряда конденсатор 9, т.е. фазу отпирающих импульсов, подаваемых на тиристоры 10 и 11. Соответственно фазе заряда конденсатора 9 необходимо регулировать и фазу разряда конденсатора 9, т.е. фазу отпирающих импульсов, подаваемых на тиристоры 7 и 6.

Для управления тиристорами 7 и б можно использовать соответственные импульсы управления тиристоров 10 и 11, задержанные на 90.

Снабжение формирователя запирающих импульсов дополнительными встречно-параллельно включенными тиристорами, с помощью котррых об эспечивают плавное фаз но-импульсное регулирование напряжения конденсатора фор-мирователя запирающих импульсов соответственно мрментному значению прерываемого тока конденсатора источника, которое изменяется по закону косинуса в диапазоне регулирования, позволяет уменьшить коммутационные потери и тем самь1М повысить КПД устройства .

Формула изобретения

Устройство для регулирования реакoтивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник реактивной мощности, .состоящий из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных тиристоров

5 и предназначенный для включения между зажимами фаз сети, и формирователь запирающих импульсов, состоящий из первого тиристора и последовательно соединенных второго тиристора, дрос селя и конденсатора формирователя,

0 подключенных Ъараллелвно тиристорам источника реактивной мощности, отличающееся тем, что, с целью повышения КПД устройства, формирователь запирающих импульсов снабжен

5 дополнительными встречно-параллельно включенными тиристорами, одна общая точка которых присоединена к зажимам фазы сети, к которой подключен конденсатор источника реактивной мощ0ности, а вторая общая точка подключе- на к точке соединения второго тиристора и дросселя, причем первый и второй тиристоры соединены встречнопараллельно.

5

Источники информйции, при 1ятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2584237/24-O.f,

кл. Н 02 J 3/18, 1978.

0

2.Авторское свидетельство СССР № 605289, кл. Н 02 J 3/18, 1973.

-1-Й

f)4j tfi ig

г: Фиг.5