Устройство для компенсации реактивной мощности вентильного преобразователя Советский патент 1982 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве устройства для улучшения технико-энергетических показателей многомостовых вентильных преобразователей постоянного тока. Известны устройства для компенсации реактивной .мощности управляемых вентильных преобразователей, содержащие конденсаторные блоки с вкл1Ьчёнными последовательно реакто рами, присоединяемые к питающей сети {1. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее компенсатор в виде трех цепочек последовательно включенных конденсаторов и реакторов, одни вьшоды которых объединены, а другие подключены к фазам питаю1цей сети, два управляемых преобразователя, соединенных между собой на стороне постоянного тока через сглаживающий дроссель, причем каждый преобразователь подключен ко вторичной обмотке трехобмоточного трансформатора, первнчная обмот ка которого присоединена к фазам питающей сети 2. При колебаниях напряжения происходит снижение реактивно мощности, генерируемой устройством, а это требует повыщент установленной мощности конденсаторов. Кроме того, устройство требует применен высоковольтных реакторов сравнительно больщой типовой мощности для защиты конденсаторных батарей от резонансов та одной из гармоник, генертруемых вентильным преобразователем. Присоединение конденсаторов к щинам переменного тока со стороны сетевой обмотки преобразовательных трансформаторов не уменьщает потерь электрической, энергии в преобразовательных трансформаторах, обусловленных потреблением преобразователем реактивной мощности из сети. Следовательно, недостатками устройства являются его большие габариты и иевысокие энергетические показатели. Цель изобретения - улучшение массогабаритных показателей и повышение энергетических характеристик. Указанная цель достигается тем. что в устрЫ1стве для компенсации реактивной мощ390

моста вентильного преобразователя, содержащем преобразовательные трансформаторы, первичные обмотки каждого из которых подключены к питающей сети, а каждая из вторичных обмоток - к вентильному преобразователю, компенсирующие цепочки, содержащие последовательно включенные конденсатор и реактор, каждая из компенсирующих цепочек одним выводом присоединена к одной из фаз вторичной обмотки первого преобразовательного трансформатора, а другим выводом к одной из фаз вторичной обмотки второго преобразовательного трансформатора.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства с присоединением компенсирующих цепочек к разноименным фазам вторичных обмоток преобразовательных трансформаторов; на фиг. 2 - то же, с присоедине1шем компенсирующих цепочек к одноименным фазам вторичных обмоток.

Устройство содержит компенсирующие цепочки 1, 2 и 3, состоящие из включенных последовательно конденсаторов и реакторов. Вентильный преобразователь присоединен к питающей сети через отдельные преобразовательные трансформаторы 4,-4з и Si-Sa. В преобразователь входят вентили 6-17 и сглживающий дроссель 18.

Устройство работает следующим образом.

Предположим, открыты вентили 6, 11 и 12, 17 (фиг. 1). В зтом случае выпрямленны ток протекает через нагрузку по цепи фаза 4з-вентиль 11-нагрузка-вентиль 12-фаза 51-фаза 5 3-вентиль 17-сглаживающий дроссель 18-вентш1ь 6-фаза 4i.

Через конденсаторы протекает ток по цепям фаза 4з-блок 3-фаза 51-фаза 5 г-блок 1-фаза 4i; фаза 42-блок 2-фаза 5з-фаза 57-блок 1-фаза 4i. В результате присоединения конденсаторов суммарный ток J©, потреб ляемый из сети, определяется суммой-токов конденсаторов и тока преобразователей % JKO .

Поскольку) зти токи различны по характеру - |K.O опережает напряжение, а jgn отстает от напряжения - то результирующий ток JS оказывается по модулю меньще тока

преобразователя ./Js / / 1ьп/ Это приводит к у меньщению загрузки

преобразовательного трансформатора и уменьшению потерь злектрической энергии.

В случае присоединения компенсирующих

цепочек к одноименным фазам вторичных обмоток между точками 4|-5,, 42-52, 4з-5з (фиг. 2) устройство работает аналошчно.

Присоединение компенсирующих цепочек ко вторичной обмотке не менее чем на 1520% cHH)kaeT загрузку преобразовательных .трансформаторов и тем самым позволяет уменыиить их типовую мощность. Потери электрической знергии в системе электроснабжения снижаются в среднем на 35-40%.

За счет увеличения напряжения вторичной обмотки и уменьшения сопротивления контура коммутации повышается запас преобразователя по напряжению, что особенно важно для преобразователей с резкопеременной (ударной) нагрузкой. Вместе с тем заметно снижаются искажения питающего напряжения, так как устройство одновременно является фильтром высших гармоник, генерируемых преобразователем.

Таким образом, экономический эффект от внедрения предлагаемого устройства обеспе чивается в результате экономии злектрической знергии, снижения типовой мощности преобразовательных трансформаторов при меньщих затратах на дополнительное оборудование (конденсаторы и реакторы), чем в известйых устройствах.

Формула изобретения

Устройство для компенсации реактивной мощности вентильного преобразователя, содержащее преобразовательные трансформаторы, первичная обмотка каждого из которых подключена к питающей сети, а каждая из вторичных обмоток - к вентильному преобразователю, компенсирующие цепочки, содержащие последовательно включенные конденсатор и реактор, отличающееся тем, что, с целью улучшения массогабаритных показателей и повышения энергетических характеристик, каждая из компенсирующих цепочек одним выводом присоединена к одной из фаз вторичной обмотки преобразовательното трансформатора, а другим выводом к одной из фаз вторичной обмотки второго преобразовательного трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Патент США N 3450383, кл. 323-119, 1969.

2.Патент США 3900792, кл. Н 02 J 3/18, 1975.