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

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к статическим комценсатррам реактивной мощности. Известен компенсатор реактивной мощ ности, содержащий реактор и тиристорный ключ, трансформаторы напряжения и тока lij . Недостатком устройства является возможность появления постоянной соста ляющей тока в цепи реактора и тиристорног о ключа. Наиболее близким техническим решением, к предлагаемому является статический компенсатрр реактивной мсяцности с. автоматическим регулированием по току содержащий последовательно соединенные реактор, тиристорный ключ и трансформатор тока, параллельно которым подключен трансформатор напряжения, первь1й интепратор, первый вход которет о соединен с вторичной обмоткой трансформатора напряжения, вюрой вход и выход соединены с ключевым элементом, а выход - с входом второго интегратора, выход второго интегратора через автоматический регулятор соединен с управляющими электродами тиристорного ключа. Управление ключевым элементом этого компенсатора производится с помошью датчика проводимое# ти тиристоров, входы первого дифференциального усилителя которого через дел тель (аттенюатор) соединены с выводами тиристорного ключа, и выход которого .через кабельную связь, второй дифференциальный усилитель и детектор полярности (дифференциальный каскад) соединен с управляющим входом ключевого эла 1ентаС2Х Однако лвепосредственная электричеокая связь аппаратуры регулирования с высоковольтным силовым электрооборудова нием, необходимость применения, высоковольтного делителя напряжения (аттенюатора)-снижают надежность и помехоустойчивость- устройства. Кроме того, отсутствие схемы установки начальных условий второго интегратора приводит к понижению помехоустойчивости и стродействня. Цель изобретении - повышение надежности, помехоустойчивости и быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что в статический компенсатор реактивной мощности, содержащий последователь но соединенные реактор, тиристорный ключ и трансформатор тока, параллельно которым подключен трансформатор напряжения, к вторичной обмотке которого под ключен первый вход .первого интегратора, между вторым входом и выходом которого включен первь1й ключевой элемент, а выход соединен также с входом второго интегратора, выход второго инте ратора через автоматический регулятор соединен с управляющими электродами тиристорного ключа, введены трансреактор, первый и второй двухполупериодные выпрямители, компаратор, второй ключевой элемент, нуль-орган, два одновибратора, два триггера и логический элемент И, при этом первичная обмотка трансреактора включена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора тока, вторичная обмотка Ьоединен с первым двухполупериодным выпрямителем, второй двухполупериодный выпрямитель соединен с вторичной обмоткой тран форматора напряжений, выходы обоих дву полупериодных выпрямителей подклкнчены к входам компаратора, выход которого связан с управляющим входом первого ключевого элемента, вход нульоргана соединен с вторичной обмоткой трансформатора напряжения, выходы нуль органа подключены ко входам двух- одновибраторов, выходы которых соединены с управляющим входами двух триггеров, информапионные входы триггеров связи ны с выходом дсомпаЬатора, а выходы с логическим элементом И, выход которого соединен с управляющим входом второго ключевого элемента, включенного между вторым входом и выходом второго интегратора. На фиг. 1 дана функциональная блоксхема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы. Устройство содержит реактор 1, посл довательно соединенный с тиристорным ключом 2 и трансформатором 3 тока, па раллельно которым подключен трансформа тор 4 напряжения. Вторичная трансформатора 3 тока последовательно соединена с первичной обмоткой трано реактора 5, вторичная обмотка которого соединена с первым двухполупериодным выпрямителем 6, второй двухполупериод ный выпрямитель 7 соединен с вторич ной обмоткой трансформатора 4 напряжения. Выходы выпрямителей 6 и 7, имеющие различную полярность, присоединены к входам компаратора 8. Первый вход первого интегратора 9 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 4 напряжения, второй вход и выход соединены с первым ключевым элементом 10, выход интегратора 9 связан с первым входом второго интегратора 11., выход которого через автоматический регулятор 12 соединен с управляющими электродами тиристорного ключа 2. Вход нуль-органа 13 соединен с вторичной обмоткой трансформатора 4 напряжения, выходы нуль -органа подключены к входам двух оДновибраторов 14 и 15, выходы которых соединены с управляющими входами двух триггеров 16 и 17, информационные входы которых связаны с выходами компаратора 8, а выходы с . логическим элементом И 18 , выход KOTOpioro соединен с управляющим входом второго ключевого элемента 19, подключенного к второму входу и выходу второго интегратора 11. Компенсатор работает следующим образом. Последовательная цепь, состоящая из реактора 1, тиристорного ключа 2 и трансформатора 3 тока, присоединена к источнику переменного напряжения. Напряжение на выводах вторичной обмотки трансреактора 5 пропорционально первой производной тока в цепи. На выходах выпрямителей 6 и 7 образуются разнополярные сигналы, пропорциональные мгновенным значениям напряжения и первой производной тока, причем мгновенное значение сигнала производной тока сущест венно (например в 1,5 - 3 раза) превыщает значение сигнала напряжения. Компаратор 8 через ключевой элемент 10 управляет работой первого интеграто ра 9, на выходе которого образуется сигнал, пропорциональный мгновенному значению тока, являющегося интегралом напряжения в интервале проводимости тирис торного ключа 2. Сигнал на выходе второго интегратора 11, пропорциональный постоянной соста&ляющей тока, f-noступая на вход регулято- ра 12, вызывает смещение угла управления тиристорами, приводящее к устранению указанной постоянной составляющей тока. В том случае, когда тиристорный ключ заперт сигналами регулятора 12, указанный контур регулирования размыкается, напряжение на выходе второго интегратора 11 определяется дрейфом сх мы и является источииком сигнала помехи на входе регулятора 12, приводящей к снижению быстродействия устройства. Установка требуемых, в частности нулевых начальных условий второго интегратора 11 производится открытием второго ключевого элемента 19 через время, примерно равное одному периоду переменного напряжения после прекращения тока. Второй ключевой эле11иент 1 управляемый элементом И 18, заперт, пока на выходе -хотя бы одного из триггеров 16 и 17 присутствует логический и открыт, когда на выходах обоих триггеров 16 и 17 присутствует логичес кая 1. В состояние О (Установка) триггеры 16 и 17 переключаются, на К пример, отрицательным знаксал напряжекия выхода компаратора 8, в состояние 1 - (Сброс) импульсами одновибраторов 14 и 15, управляемых нуль-органом 13, реагирующим на знак напряж&НИН. Применение предлагаемого устройства позволит поы 1сить надежность ком пенсатора путем отказа от непосредстве ной электрической связи аппаратуры регу лирования с силовым оборудованием и от установки высоковольтного делителя напр жения (аттенюатора), а taKKe oвыcить псмехоуст(йчивость и быстродействие пу тем введения схемы установки начальных условий интегратора на выходе устройства при отсутствии тока тиристорного клю ча. Формула изобретения Статический компенсатор реактивной мощности, содержащий последовательно соединенные реактор, тиристорный ключ и трансформатор тока, параллельно которым подключен трансформатор напряжения к вторичной обмотке которого подключен первый вход nepBioro интегратора, цмежду вторым входсял и выходом .которого включен первый ключевой элемент, а выход соединен также с входом второго интегратора, выход второго интегратора через автоматический регулятор соединен с уп равняющими электродами тиристорного ключа, отличающийся тем, что, с целью повыщения надежности, помехоустойчивости и быстродействия, в него введены трансреактор, первый и второй двухполупериодные выпрямители, компара тор, второй ключевой элетлент, нуль-орган, два одновибратора, два триггера и логичео кий элемент И, при этом, первичная обмотка траксреактора включена последовательно с вторичной обмоткой трансформатора тока, вторичная обмотка соединена с первым двухпопупериодным выпрямителем, второй двухполупериодный вьифямитель соединен с вторичной обмоткой трансфорнматора нагфяжешш, выходы обоих двух- полупериодных выпрямителей подключены к входам компаратора выход которого связан с. управляющим входом первого ключевого элемента, вход нуль-органа соединен с вторичной обмоткой трансформатора напряжения, выходы нульоргана п6; лючевы к входам двух одновибраторов, выходь которых соединены с управляющими входами двух триггеров, информационные входы триггеров связаны с выходим компаратора, а выходы - с логическим элементом И, выход которого соединен с управляющим входом второго ключевого элемента, включенного между вторым входом и выходом второго интегратора. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США N° 3963978, кл. 323-102, 1975. 2.Патент США № 4ОО1671, кл. 323-119, 1977.

JO

Iff

dildt

/

/

Sbtafl

/foffftafamofl ff

Hy орган 0

,

JJMJ

9-.r

I f/9f9t

и 4

С