Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока Советский патент 1982 года по МПК H02J3/18 

1

Изобретение относится к электротехнике, а именно к регулированию реактивной мощжхгги в сетях, и может быть использовано на предприятиях, потребляющих электрическую энергию.

Иэвестно 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 включённых тиристоров, и формирователь запирающих импульсов, включающий тиристор и цепочку, включенную параллельно упомянутым тирнс торам и состоящую из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора, свободная обкладка которого подключена к фазе сети, к которой подключены тиристоры упомянутого источника 1 .

Недостаток известного устройства - низкий КПД из-за невозможности регулирования напряжения конденсатора формирователя запирающих импульсов при изменении рабочей точки источника.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник реактивной мощности, включеиный между двумя фазами сети и состоящий из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных основных тиристоров, и формирователь запирающих импульсов, содержащий иепочку из последовательио соединенных встречно-параллельно включенных коммутащюнных тиристоров, дросселя и коммутационного конденсатора, вывод которого подключен к фазе сети, к которой подключены основные тиристоры, а вывод тиристоров цепочки подключен к фазе сети, к которой подключеи осиовные и встречно-параллельно . включенные дополнительные тиристоры 2.

Недостатками известного устройства являются дополните.льное генерирование высщих гармоник в сеть при импульсном дозаряце коммутационного конденсатора формирователя импульсов, а также сложность схемы управления. Цель изобретения - уменьшение искажений напряжения в сети. Поставленная цель достигается тем, что уст ройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник реактивной мощности, включенный между двумя фазами сети и выполненный из последовательно соединенных конденсатора и встречно-параллельно включенных основных тиристоров, и формирователь запирающих импульсов, включающий цепочку из последовательно соединенных встречно-параллельно включенных коммутационных тиристоров, дро селя и коммутационного конденсатора, один из выводов которого подключен к фазе сети к которой подключены основные тиристоры и встречно-параллельно включенные дополнительные тиристоры, дополнительно снабжено трансформатором, один вывод вторичной обмотки которого подключен к общей точке коммутационных тиристоров и дросселя упомянутой цепочки, а другой вывод подсоединен к выводу дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров, не подсоединенному к сети, а первичная обмотка трансформатора подключен к фазам сети, к которым не подключен источник реактивной мощности. На фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема предлагаемого устрой ства; на фиг. 2 - временная диаграмма лине ного напряжения сети Уд,; на фиг. 3 - то же, фазового напряжения UQC и управляющих импульсов дополнительных тиристоров Uii, Uiz; на фиг. 4 - то же, напряжения на конденсаторе Ц, ; на фиг. 5 - то же, напряжения на дополнительных тиристорах UM, Uj2; на фиг. 6 - то же, напряжения на коммутащюнном конденсаторе UQ . Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока (фиг. 1) содержит источник 1 реактивной мощности и формирователь 2 запирающих им тульсов. Источник 1 реактивной мощности включен между фазами сети АВ и состоит из последовательно соединенных конденсатора 3 и встречно-параллельно включенных основных ти ристоров 4 и 5. Формирователь 2 запирающих импульсов состоит из двух цепочек, одна из которых содержит встречно-параллельно вклю ченные коммутационные тиристоры 6 и 7, по следовательно которым включен дроссель 8 и коммутационный конденсатор 9. Описанная цепочка подключена параллельно основным тиристорам 4 и 5 источника 1, так что коммутационный конденсатор 9 соединен с фазой сети 8, к которой подключены основные тир торы 4 и 5, а коммутационные тиристоры 6 и 7 подключены к общей точке конденсатора 3 и основных тиристоров 4 и 5. Другая цепочка состоит из трансформатора 10 и встречно-параллельно включенных дополнительно тиристоров 11 и 12. Первичная обмотка 13 трансформатора 10 подключена к фазному напряжению сети ОС. Один конец вторичной обмотки 14 подключен к общей точке коммутационных тиристоров 6 и 7 и дросселя 8, а другой конец через дополнительные тиристоры 11 и 12 к фазе сети В. Устройство работает следующим образом. До момента времени t|, когда, например, на щинах сети направление напряжения соответствует изображенному на фиг. 1 (без скобок), основной тиристор 5 открыт и конденсатор 3 заряжается от сети, коммутационный конденсатор 9 разряжается через дополнительный тиристор 12. В момент времени tj подают открывающий импульс . коммутационному тиристору 6 и его открывают, коммутационный конденсатор 9 разряжается через основной тиристор 5, коммутационный тиристор 6, дроссель 8 и через параллельную цепь сеть-конденсатор 3 - коммутационный тиристор 6 дроссель 8. Коммутационный конденсатор 9 разряжается и в некотором интервале времени к основному тиристору 5 прикладывается обратное напряжение смещения. Подбором емкости (напряжения) коммутационного конденсатора 9 этот интервал времени устанавливают больще интервала, необходимого для восстановления запирающих свойств основного тиристора 5 и он гасится. Дроссель 8 при этом ограничивает изменение через тиристоры 5 и 6. Коммутационный конденсатор 9 во время коммутационного процесса перезаряжается (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках). При зтом знергия, скопленная в трансформаторе, дозаряжает коммутационный конденсатор 9, н дополнительный тиристор 12 гасится. В промежуток времени ti-tj напряжение коммутационного конденсатора 9 постоянное. К дополнительному тиристору 12 приложено обратное напряжение смещения. В момент времени tj при наличии открывающего импульса управления и при положительном анодном напряжении дополнительный тиристор 12 открывается, подключая коммутационный конденсатор 9 ко вторичной обмотке 14 трансформатора 10. В момент времени ta при равенстве иапря Ж ния сети UAU и напряжения на конденсаторе 3 и при наличии открывающего импульса, включается основной тиристор 4, вследствие чего конденсатор 3 разряжается через основной тиристор 4 и создает ток, протекающий в сеть. В момент времени t4 закрывается дополнительный тиристор 12, открывается дополнительный ти{зистор П. В промежуток временн t4-t; конденсатор 3 заряжается от сети через основной тиристор 4 (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках). В момент времени t; подают открывающий импульс к коммутационному тиристору 7 и коммутационный конденсатор 9 разряжается через дроссель 8, коммутационный тиристор 7, основной тиристор 4. К основному тиристору 4 прикладывается обратное напряжение смещения, и он гасится. Коммутационный конденсатор 9 во время коммутационного процесса перезаряжается (направление напряжения показано на фиг. 1 без скобок), дополнительный тиристор 11 , выключается. В промежуток времени натгряжение коммутационного конденсатора 9 постоянно, к дополнительному тиристору 11 приложено обратное напряжение смещения. В момент времени tf, при положительном анодном напряжении и при наличии открывающего импульса дополнительный тиристор 11 открывается, подключая коммутационный конденсатор 9 ко вторичной обмотке 14 трансформатора 10. В промежуток времени tj-t конденсатор 3 отключен от сети и напряжение на нем остается неизменным. В момент времени t7 при равенстве напряжения сети Уд и напряжения на конденсаторе 3 и при наличин открывающего импульса включается , основной тиристор 5, вследствие чею конденсатор 3 разряжается через основной тиристор 5 и создает ток, протекающий в сеть. В момент времени tg напряжение сети Уд, а тем самым и напряжение на конденсаторе 3 уменьшается до О, а напряжение на коммутационном конденсаторе 9 достигает максималь него значения. Закрывается дополнительный тиристор 11, открывается дополнительный тиристор, 12. Устройство возвращается в состоя ние, в котором находилось до момента времени tt. Описанные процессы повторяются в каждый период напряжения сети. Снабжение формирователя 2 запирающих импульсов трансформатором 10, питающее нап жение которого на 90° опережает напряжение силовой цепи, и управление дополнительными тиристорами 11 и 12 синусоидальным напряжением (фиг. 3) позволяют автоматически. плавно, независимо от скорости регулирования регулировать напряжение коммутирующего конденсатора 9 соответственно коммутируемому силовому току без дополнительного искажения напряжения сети. Схема устройства обеспечивает экономичную двухтактную .работу формирователя импульсов, без излйщнего обмена энергии с сетью. Кроме того, предлагаемое устройство проще, надежнее и дешевле известного. Формула изобретения Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока, содержащее источник реактивной мощности, включенный между двумя фазами сети и состоящий из пбследовательно соединенных- конденсатора и встречно-параллельно включенных основных тиристоров, и формирователь запирающих импульсов, содержащий цепочку из последовательно соединенных встречно-параллельно включенных коммутационных тиристоров, дросселя и коммутациотюго конденсатора, один вывод которого иодсоединен к фазе сети, к которой подключены основные и встречно-параллельно включенные тиристоры, отличающееся тем, что, с целью уменьщения искажений напряжения сети, формирователь запирающих импульсов снабжен трансформатором, один вывод вторичной обмотки которого подключен к общей точке коммутационных тиристоров и дросселя упомянутой цепочки, а другой вывод подсоединен к выводу дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров, не подсоединенному к сети, а первичная обмотка трансформатора подключена к фазам сети, к которым не подключен источник реактивной мощИсточники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 605289, кл. Н 02 а 3/18. 1973. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке NO 2796261/24-07, кл. Н 02 3 3/18, 1979.

/J

фуг. f

0w.4