Статический источник реактивной мощности Советский патент 1982 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к силовой преобразовательной .технике и предназначено для регулирования реактивной мощности в электрическиХ,сетях. Известен статический источник реактивной мощности (ИРМ), предназначенный для регулирования реактивной мощности в электрических сетях, состоящий из трехфаз ного тиристорного мостового преобразоват ля с отсекающими диодами, замкнутого на стороне постоянного тока на дроссель. В схеме этого ИРМ отсекающие диоды включены последовательно с тиристорами со стороны подвода сетевого напряжения, а для принудительной коммутации тиристоров в диагонали моста между точками соединения тиристоров и отсекающих диодов как катодной, так и анодной группы, включены конденсаторы {ll. Недостатком этого ИРМ является то, что из-за наличия в его схеме коммутирующих конденсаторов, перезаряжающихся током нагрузки, отсекающие диоды испытьшают двойное линейное иапряжение сети, что приводит Kfувеличению i« установленной мощности и потере элек фоэнергии в них. По той же причине сужается диапазон регулирования реактивного тока и появляются коммутационные перенапряжения. Цель изобретения - снижение установленной мощности отсекающих диодов и уменьшение коммутационных перенапряжений. Поставленная цель достигается тем, что в схеме ИРМ, включающего трехфазный мостовой тирвсторный преобразователь с отсекающими диодами и блоком принудительной коммутации тирнсторов, замкнутый на стороне постоянного тока на дроссель, отсекакште диоды соединены последовательно согласно с тяристо()ами преобразователя соответствевяо со стороны анода и катода, а в качестве блока принудительной коммуташга использован источник импульсов напряжеияя, например, пик-трансформатор, выводы которого подсоединены к точкам соединения тиристоров и диоды. На фиг. 1 представлена принципиальная cxeN4a одного из возможных вариантов предлагаемого ИРМ ; на фиг. 2 диаграммы токов и напряжений ИРМ. ИРМ состоит из тиристоров 1-6, соединенных по схеме трехфазного мостового выпрямителя с отсекающими диод ми 7 - 12, включенными последовательн с тиристорами 1-6 соответственно, дрос селя 13, включенного между анодом и катодом выпрямителя, и трех источников импульсов напряжения, пик-трансформаторов 14 - 16 с двумя основными и ДВУ мя вспомогательными BTOpHHHbWH обмот ками. Одни основные вторичные обмотки пик-трансформаторов 14 - 16 соединены в звезду и подключены в плечи выпрямителя в точках соединения тиристоров 1, 3, 5 и отсекающих диодов 7, 9, 11 катодной группы, а другие, также соединенные .в звезду, подключены к точкам соединения тиристоров 2, 4, 6 и отсекающих диодов 8, 10, 12 анодной групп I От -вспомогательных обмоток 17 - 2 пик-трансформаторов 14-16 импульсы напряжений подаются к управляющим электродам тиристоров 1-6 соответственно. Для пояснения принципа работы ИРМ на фиг. 2 представлены идеализированные диаграммы напряжений сети JA- В УС. f оков-1 д , xfg , ij, в фазах А, В и С, импульсов напряжения Уд, UQ , DC и токов IQ , 1-f,i(,. во вторичных обмотках пик-трансформаторов 14, 15 и 16 соответственно. Допустим, что к моменту времени -Ь соответствующему Г/З эл. рад., ток-ig дросселя 13 замыкается через диод 7 тиристор 1 и фазу А сети. В момент времени i, на вторичной обмотке пиктрансформатора 15 появляется импульс напряжения U|j . При этом в замкнутой цепи тиристор 3 - фазы А и В сети - тиристор 1 - обмотка пик-трансформатора 14 - обмотка, пик-трансформатора 15 тиристор 3, действует напряжение U - UB-(Ub+ Од). Если и (UB-.-UA то напряжение действует в направлении отпирания тиристора 3. С другой стороны одновременно с импульсом IJnHa управляющий электрод тиристора 3 из обмотк 19 трансформатора 15 подается отпираю щий импульс. Под действием напряжения Uj тиристо 3 открывается и ток дросселя 13 с тиристора 1 переходит к тиристору 3. При прохождении тока через нудь тиристор запирается, а ток дросселя продолжает замыкаться через диод 7, обмотки TDBHC4)орматоров 14 и 15, тиристор 3 и фазу В сети. Через промежуток времени Л-Ь , когда импульс прекращается, ток дросселя 13 с диода 7 переходит в диод 9, так как через диод 9 для тока имеется путь с наименьшим сопротивлением. Аналогичным образом можно показать, что в момент времени tT, с появлением импульса Up ток тиристора 3 и фазы В переходит на тиристор 5 и фазу С. Коммутация анодной группь, тиристоров 2, 4, 6 происходит так же, как и катодной группы 1, 3, 5, но уже под действием отрицательных импульсов, наводимых во вторичных обмотках пик-трансформаторов 14, 15, 16. Поскольку амплитуда импульсов напряжения пик-трансформаторов является фик-. сированной, то в предлагаемом ИРМ не . возникают опасные перенапряжения, что свойственно схемам искусственной коммутации тиристоров с коммутирующими конденсаторами, в том числе и известной схеме. Регулирование генерируемой реактивной мощности может быть осуществлено, например, подмагничиванием пиктрансформаторов или же изменением фазы подводимого к пик-трансформаторам напряжения. Для регулирования реактивной мощности ИРМ от нуля до максимума требуется изменение фазы выходных импульсов пик-трансформаторов всего на несколько градусов. Поэтому реализация любого из указанных способов регулирования реактивной мощности может быть осуществлена без каких-либо затруднений. Экономическая эффективность изобретения выражается в уменьщении установленной мощности отсекающих диодов и потерь энергии в них более, чем в два раза по сравнению с известным ИРМ, а также в повыщении надежности работы электрооборудования вследствие отсутствия коммутационных перенапряжений. Кроме того, для предлагаемого ИРМ не требуется отдельное устройство для выработки управляющих импульсов, поскольку эти импульсы получаются от пик-трансформаторов, предназначенных для принудительной коммутации. Поэтому схема предлагаемого ИРМ в целом проще, чем известная схема с учетом системы управления. Формула изобретения Статический источник реактивной мощности, содержащий трехфазный мостовой тиристорный преобразователь с отсекак шими диодами и блоком принудительной коммутации тиристоров, замкнутый на стороне постоянного тока на дроссель, отличающийся тем, что, с целью снижения установленной мощности диодов и уменьшения коммутационных перенапряжений, отсекающие диоды соединены последовательно-согласно с тиристорами преобразователя соответствен но со стороны анода катода, а в качестве блока принудительной коммутапик использован источник импульсов напряжения, например, пик-трансформатор, выводы koToporo подсоединены к точкам соединения тиристоров в диодов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Патент Японии № 50 - 3494, гкл. 58 И4, 1966.