Статический источник реактивнойМОщНОСТи Советский патент 1981 года по МПК H02J3/18 

(54) СТАТИЧЕСКИЙ ИСТОЧНИК РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

I

Изобретение относится к электротехнике, в частности к компенсации реактивных нагрузок в общепромышленных к автономных электрических сетях стабильной и изменяющейся частоты с помощью источ 1нков реактивной мощности (ИРМ).

Известен статический источник реактивной мощности (ИРМ), который содержит вентильиый преобразователь, нагруженный на реактор повыщенной частоты, переключатель порядка чередования фаз управляющих импульсов, бло управления вентильным преобразователем и регулятор длительности работы преобразователя в режимах с прямым и обратным порядком чередования импульсов управления 1.

К недостаткам такого ИРМ относятся неодинаковые значения мощности при пуске в зависимости от того, в каком режиме запускается ИРМ: генерирования или потребления (регулировочные характеристикой ИРМ получаются неоднозначными), а также отсутствие устройств, обеспечивающих синхронизацию импульсов управления вентилями с моменталга, максимума напряжения питающей сети.

. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является i статический ИРМ, который имеет однозначные регулировочные характеристики для режимов генерирования и потребления реактивной мощности, вследствие того, что частота задающего генератора всегда равна частоте тока в реакторе. Известный ИРМ содержит вентильный преобразователь, выходная частота которого равна разности частот сети и управления вентилями, подалюченный к питающей сети и нагруженный на реактор, датчики величины и знака реактивной мощности, задающий генератор, подключенный к выходу датчика величины реактивной мощности, блоки суммирования и вычитания частот сети и тока реактора, связанные с сетью, выходы которых соединены с. переключателем режима работы 2.

Недостаток известного ИРМ - отсутствие синхронизации импульсов управления вентилями -преобразователя с питающей сетью при пуске ИРМ, что приводит к дополнительным искажениям тока источника. При этом высщне гармсяшки нагружают сеть, вызывают дополнительные потери энергии, отрицательно сказываются, на работе потребителей электрической энергии в месте установки ИРМ.

Цель изобретения - уменьшение искажений тока источника.

Указанная цель достигается тем, что в статический источник реактивной мощности, содержащий вентильный преобразователь, выходная частота которого равна разности частот сети и зшравления вентилями, нагруженный на реактор, датчики величины и знака реактивной мощности, подключенные к сети, задающий генератор, подключенный к выходу датчика величины реактивной мощности, блоки суммирования и вычитания частот сети и. тока реактора, связанные с питлющей сетью, выходы которых соединены с переключателем режима работы, который соединен с датчиком знака реактивной мощности и связан с вентильным преобразователем, введены датчик моментов максимума напряжения сети, блоки сравнения и совпадения, делитель частоты блок несовпадения и ключ, при этом выход задающего генератора подключен к входам делителя частоты и фазосдвигающего блока, выход делителя частоты соединен со вторым входом блока несовпадения и входами блоков суммирования и вычитания -частот, вы-, ход блока несовпадения связан с входами блоков сравнения и совпадения, вторые входы которых подключены к датчику моментов максимума напряжения сети, выход блока сранения соединен с фазосдвигающим входом задающего генератора, а выход блока совпадения подключен к управляющему входу ключа, через который связан переклгочатель режима работы и вентильный преобразователь..

На фиг. 1 показана блок-схема ИРМ; на фиг. 2 - диаграммы импульсов в системе управления ИРМ, поясняющие его работу.

Статический ИРМ (фиг. 1) содержит вентилный преобразователь 1, выходная частота которого равна разности частот сети и управления вентилями, подключенный к сети, нагруженный на реактор 2, датчики величины 3 и знака 4 реактивной мощности сети, задающий генератор 5, подключенньп к выходу датчика 3 величины реактивной мощности, блоки суммирования 6 и вычитания 7 частот сети и тока реактора, выходы которых соединены с переключателем 8 режима работы, связанного с датчиком 4 знака реактивной мощности, датчик 9 моментов максимума фазного (линейного) напряжения сети, блок 10 сравнения, блок И совпадения, делитель 12 частоты на два, блок 13 несовпадения, ключ 14. Выход задающего генератора 5 подключен к входу делителя 12 частоты щ два и входу 13 несовпадения, выход делителя 12 соединен с

другим входом блока 13 и входами блоков суммирования 6 и вычитания 7 частот, выход блока 13 связан с входами блока 10 сравнения и. блока 11 совпадения, другие входы которых подключены к датшку 9 моментов максимума, выход блока 10 сравнения соединен с фазосдвигающим входом задающего генератора 5, выход блока 11 совпадения подключен к управляющему входу ключа 14, связанного с переключателем 8 режима работы и вентильным преобразователем 1.

Статический источник реактивной мощности работает следующим образом..

При подключении системы управления к се ти на выходе датчика 9 выделения максимума фазного (линеЙ1 ого) напряжения (фиг. .1) появляются импульсы, совпадающие с моментами максимума напряжения сети, например фазы А (фиг. 2, вых. 9). Задающий генератор 5

вырабатывает импульсь: (фиг. 2, вых. 5), частота которых определяется сигналами датчика 3 величины реактивной мощности, которые поступают на делитель 12 частоты и блок 13 несовпадения. На выходе делителя 12 получим

5 импульсы, частоты которых меньше в два раза частоты задающего генератора 5, а на выходе блока 13 - импульсы той же частоты, но сдвинутые на 180 эл.град. относительно импульсов с делителя 12 (фиг. 2, вых.

Q 12 и 13). Импульсы с выхода делителя 12 частоты поступают на входы блоков суммирования 6 и вычитания 7 частот сети и тока реактора, представляющие собой обьпшые пересчетные схемы, работающие параллельно, но

5 с различным.и порядками чередования импульсов. Вырабатываемые блоками б и 7 импульсы проходят на входы переключателя 8 режима работы, представляющего собой, например, обыч1П ш контактный переключатель на

Q два положения, состояние контактов которого определяется сигналами от датчика 4 знака реактивной мощности.

Допустим, контакты расположены так, что через переключатель 8 проходят сигналы бло5 ка 6 (фиг. 2, вых 6). Однако на вентили преобразователя 1 указаьшые импульсы не поступают, так как на управляющем входе ключа 14 разрещающие сигналы отсутствуют (фиг. 2, вых II). В момент i: (фиг. 2) импульсом, совпадающим с моментом максимума напряжения сети, запускается блок 10 сравнения и срывается в момент -t импульсом блока 13 (фиг. 2, 10).

Величина сигнала на выходе блока 10 определяется величиной разбаланса между сигналами от датчика 9 и блока 13, или иначе величиной сдвига середины импульса упраъпения вентилем относительно максимума напряжения фазы сети (фиг. 2). Сигнал с выхода блока 10 сравнения поступает на фазосдвигающий вход задающего генератора 5, где осу ществляется фазовый сдвиг импульсов в соот ветствии с величиной управляющего сигнала (фиг. 2, момент -t и tg). При достижении требуемого сдвига сигналы с выхода блока 13 и сигналы датчика 9 совпадают и на выходе блока 11 совпадения формируется сигнал (фиг. 2, момент -Ь, ), открывающий ключ 14, с выхода которого импульсы поступают на управляющие электроды вентилей пре образователя (фиг. 2, вых. 14). При этом пу ковой импульс совпадает с моментом максимума напряжения фазы сети, ток в реакторе не содержит свободной составляющей и сразу принимает установившееся значение. Использование предлагаемого устройства позволяет разрабатывать плавнорегулируемые ИРМ с хорошей формой кривой тока независимо от момента включения в сеть. Формула и.з обретения Статический источник реактивной мощности содержащий вентильный преобразователь, выходная частота которого равна разности частот сети и управления вентилями, нагруженный на реактор, датчики величкнь и знака реактивной мощности, подключенные к сети, задающий генератор, подключенный к выходу датчика величиньг реактивной мощности, блоки суммирования и вычитания частот сети и тока реактора, связанные с питающей сетью, выходы которых соединены с переключателем режима работы, который соединен с датчиком знака реактивной мощности и связан с вентильным преобразователем, отличающийся тем, что, с целью уменьшения искажений тока источника, в него введены датчик моментов максимума напряжения сети, блоки сравнения и совпадения, делитель частоты, блок несовпадения и ключ, при этом выход задающего генератора подключен к входам делителя частоты и блока несовпадения, выход делителя частоты соединен со вторым входом блока несовпадения и входами блоков суммирования и вычитания частот выход блока несовпадения связан с входами блоков сравнения и. совпадения, вторые входы которых подключены fc датчику моментов максимума напряжения сети, выход блока сравнения соединен с фазосдвигающим входом задающего генератора, а выход блока совпадения подключен к управляющему входу ключа, через которь1Й связаны переключатель режима работы и вентильный преобразователь. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 448534, кл. Н 02 J 3/18, 1972. 2.Шидловский А, К,, Федий В. С., Попов А. В. Однофазный источник реактивной мощности с частотным регулированием. Препринт-114. Киев, ИЭД АН Украинской ССР, 1976, с. 7-10.

t

Вых.д

I I I I II

I

л

li

-H-И

I i

if t ij tif

МММ Ml

I JI II

II I I

R

n

i

(риг. 2