Устройство для подключения конденсаторной батареи Советский патент 1982 года по МПК H02J7/10 H03K17/04 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для подключения к элёктрической сети конденсаторов большой емкости.

Известны устройстваДЛЯ подключения конденсаторов к сети, содержащие силовые коммутирующие блоки, элементы включения тиристоров коммутирующих блоков и разрядные резисторы, подключенные к зажимам конденсаторной батареи l..

Однако эти устройства сложны по конструкции и недостаточно надежны в работе.

Наиболее близким техническим решением к пре лагаемому по средствам и достигаемому результату является устройство для подключения конденсаторной батареи,.содержащее два силовых диодно-тиристорных коммутатора, зажимы для подключения фазовых конденсаторов включенной по схеме треугольника конденсаторной батареи, первый и

третий из которых подсоединены через коммутаторы, а второй - непосредственно к соответствующим клеммам для подключения фазовых нагрузок, блоки включения тиристоров коммутаторов, последовательно соединенные два резистора и релейный элемент, подсоединенный своими входами ко второй и третьей клеммам для подключения фазовых нагрузок С21. .

10

Недостатком известного устройства является низкая надежность, обусловленная необходимостью усиления сигнала включения тиристоров силовых коммутаторов, что требует введения уси15лителя и дополнительного источника питания.

Цель изобретения - повышение надежности устройства.

Поставленная цель достигается тем,

20 что каждый из блоков включения тиристоров силовых коммутаторов выполнен в виде трансйорматора тока с дополнительным диодом и тиристором, причем первичная обмотка каждого трансформа тора подсоединена своим входом к соответствующему зажиму для подключени фазового конденсатора конденсаторной батареи и выходом - ко входу силового коммутатора, вторичная обмотка по ключена одним выводом через прямо включенный дополнительный диод к управляющему электроду тиристора комму татора, вторым выводом - к его выходу, подсоединенному к клемме для под ключения соответствующей Фазовой нагрузки , и зашунтирозана дополнительным тиристором, катод и управляющий электрод которого подсоединены к соответствующему выходу релейного элемента, резисторы подсоединены выходу кыми зажимами к выходам соответствую щих первичных обмоток трансформаторов, а общим выводом - ко .второму за жиму для подключения конденсаторной батареи, связанной со второй клеммой для подсоединения фазовой нагрузки. Каждый из силовых диодно-тиристор ных коммутаторов выполнен на основе параллельно соединенных диода и тиристора, анод которого соединен с ка тодом диода коммутатора и выходом пе вичной обмотки трансформатора, катод - к катоду дополнительного тирис тора блока включения коммутатора и одновременно к аноду диода коммутатора, подсоединенного к клемме для подключения соответствующей фазовой нагрузки. Каждый из силовых диодно-тири-сторных коммутаторов выполнен на осно ве соединенных катодами стабилитрона и диода, симметричного тиристора, уп равляющий электрод которого соединен с анодом стабилитрона и катодом дополнительного диода блока включения коммутатора, первый катод симметричного, тиристора подсоединен к катоду дополнительного тиристора, и второй катод, связанный с выходом первичной обмотки трансформатора, подсоединен к аноду диода коммутатора. На фиг. 1 приведена принципиальная электрическая схема устройства дляподключения конденсаторной батареи, силовые диодно-тиристорные коммутаторы которого выполнены на основе параллельно соединенных диода и тиристора; на фиг. 2 - схема устройс ва, силовые коммутаторы которого вы.полнены на основе соединенных катода ми стабилитрона и диода и симметричного тиристора. Устройство для подключения конденсаторной батареи (фиг. 1) содержит зажимы для подключения конденсаторов 1-3 конденсаторной батареи, собранной по схеме треугольника, один из которых подключен к клемме для подсоединения Оазсвой нагрузки С непосредственно, а к клеммам для подсоединения фазовых нагрузок А и В - соответственно через силовые диодно-тиристорные коммутаторы, составленные из тиристоров Ц и 5, зашунтированных диодами 6 и 7. Блоки включения тиристоров выполнены на основе трансформаторов 8 и 9 тока, первичные обмотки которых подключены между зажимами для подсоединения конденсаторов и входами силовых коммутаторов. Вторичные обмотки трансформаторов подсоединены соответственно через дополнительные диоды 10 и 11 к управляющим электродам тиристоров i и 5 силовых коммутаторов. Резисторы 12 и 13 подсоединены выводами к выходам первичных обмоток трансформаторов 8 и 9, а средний вывод подсоединен к клемме для подключения второй фазовой нагрузки С. Клеммы для подключения второй и третьей фазовых нагрузок С и В подсоединены ко входу релейного элемента 14, выходы которых подсоединены к катоду и управляющему электроду соответствующих дополнительных тиристоров 15 и 16, катоды которых соединены с одним из выводов вторичных обмоток трансформаторов 8 и 9 и с катодами тиристоров 4 и 5 силовых коммутаторов. Аноды дополнительных тиристоров 15 и 16 соответственно соединены со вторыми выводами выходных обмоток трансформаторов 8 и 9, которые соединены с анодами дополнительных диодов 10, 11. В устройстве для подключения конденсаторной батареи (фиг. 2), силовые диодно-тиристорные коммутаторы выполнены на основе симметричных тиристоров 17 и 18, диодов 19 и 20, стабилитронов 21 и 22.При этом первые катоды симметричных тиристоров 17 и 18 подсоединены к катодам дополнительных тиристоров 10 и 11, а вторые катоды к выходу первичных обмоток трансформаторов 8 и 9 и одновременно к анодам соответствующих диодов 19 и 20, катоды которых подключены к катодам стабилитронов 21 и 22, подсоединенных

анодами к управляющим электродам симметричных тиристоров 17 и 18, соединенным с катодами дополнительных диодов 10 и 11 .

Устройство для подключения конденсаторной батареи (фиг. 1) работает следующим образом (для простоты рассмотрим работу фазы А, так как работа фазы В происходит аналогично, со сдвигом на 120 эл. град,)

При отключенном тиристоре k конденсатор 1 один раз в импульсами тока подзаряжается через диод 6 и первичную обмотку трансформатора тока с - в до максимального напряжения сети. В этот момент магнитная система трансформатора тока достигает состояния положительного насыщения петли гистерезиса. Подзарядка происходит в моменты времени, соответствующие равенству напряжений сети и на конденсаторной батарее 1.8 -это время напряжение на тиристоре 4 равно нулю. Все оставшееся время периода конденсатор 1 несколько разряжается через разрядное сопротивление 12, а 1также за счет токов утечки. Для того, чтобы вернуть магнитную систему трансформатора тока в исходное ненасыщенное состояние (или состояние отрицательного насыщения петли гистерезиса) и тем самым усилить сигнал вторичной обмотки трансформатора тока, необходимо, чтобы разрядный токовый контур включал в себя магнитную систему трансформатора тока и был направлен йстречно зарядному контуру, т.е. от 6 к а. Это достигается при подключении разрядного сопротивления одним из своих зажимов к входному зажиму а .первичной обмотки трансформатора 8 тока.

При наличии разрешающего сигнала с релейного элемента 1 запирается дополнительный тиристор 15, и сигнал со вторичной обмотки трансформатора 8 тока включает тиристор k. Выпрямительный диод 10 осуществляет фазировку сигнала.на включение тиристора. После включения тиристора k начинается процесс разряда конденсаторной батареи 1 через первичную обмотку а - а трансформатора 8 тока на сопротивление 12. Магнитная система трансформатора тока возвращается в исходное ненасыщенное состояние (или в состояние отрицательного насыщения петли гистерезиса) и готова для трансформации во

вторичную цепь очередного зарядного токового импульса, достаточного по величине, чтобы открыть тиристор без промежуточного усиления,.

В устройстве (фиг. 2) симметричный тиристор (симистор) может быть представлен эквивалентной схемой, где симистор 17 вместе с диодом 19 и стабилитроном 21 заменяется встречно-параллельно включенными диодом 6 и тиристором Ц в схеме (фиг. 1). Иначе говоря, благодаря маломощному диоду 19, соединяющему один из выводов симистора с его управляющим электродом, одна из тиристорных структур симистора переводится в неуправляемый, диодный ре). Через диодную сторону симистора 17 и первичную обмотку с(-б трансформатора 8 тока конденсаторная батарея 1 подзаряжается до амплитудного напряжения сети. Стабилитрон 21 используется для усиления зарядного токового импульса. Усиление достигается за счет того, что стабилитрон несколько задерживает открытия диодной стороны симистора на отрезок времени, пропорциональный его пробивному напряжению. Далее работа устройства фиг. 2) происходит аналогично устройству на фиг. 1.

Таким образом, устройство для подключения конденсаторной батареи является более простым и надежным в работе.

Формула изобретения

9097558

коммутатора и выходом первичной обмбтки трансформатора, катод - к катоду дополнительного тиристора блока включения коммутатора и одновременно к аноду диода коммутатора, подсоеди.ненного к клемме для подключения соответствующей фазовой нагрузки. 3. Устройство по п. 1, о т л и чающееся тем, что каждый из силовых диодно-тиристорных коммутаторов выполнен на основе соединенных катодами стабилитрона и диода, симметричного тиристора, управляющий электрод которого соединен с анодом стабилитрона и катодом дополнительного диода блока включения коммутатора, первый катод симметричного тиристора подсоединен к катоду дополнительного тиристора, и второй катод, связанный с выходом первичной обмотки трансформатора, подсоединен к аноду диода коммутатора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР № 389626, кл, И 03 К 17/56, 1972. 2.Авторское свидетельство СССР по заявке N 2393б10/2 -07, кл. Н 02 М 1/08, 1979.

/f

f

fi

i

7 Л

{

2 ч

Фиг.