Устройство для однофазного регулирования напряжения сети Советский патент 1982 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования напряжения в электрических распределительных сетях 0,410 кВ.

Известно устройство для регулирования напряжения, содержащее вольтодобавочный трансформатор со вторичной обмоткой, включенной последовательно с йагрузкой, и первичной обмоткой, которая присоединена через управляемые вентили к сети . Регулирование ведется за счет изменения схемы соединения обмоток вольтодобавочного трансформатора и угла отпирания вентилей моста .

Недостатками данного устройства являются низкое качество регулирования, наличие высших гармонических и невысокие энергетические показатели устройства при больших углах регулирования.

Цель изобретения - повышение качества регулирования.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для однофазного регулирования сети снабжено мостом иа управляемых вентилях, двумя конденсаторами и двумя тиристорами, причем первичная обмотка трансформатора

включена в диагональ моста, а концы другой диагонали подключены к сети через соответствующие тиристор и конденсатор.

На фиг.1 представлена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг.2 а-д - временные диаграммы напряжения сети и тока в первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора с различной начальной, фазой относительно напряжения сети; на фиг.З - векторная диаграмма напряжений, поясняющая работу устройства.

Устройство для однофазного регулирования напряжения сети содержит первичную 1 и вторичную 2 обмотки вольтодобавочного трансформатора, конденсаторы 3 и 4, тиристоры 5 и 6, управляемые вентили (тиристоры) 7-14,

20 причем вентили 7, 9, 11 и 13 образуют мост, а в качестве управляемых вентилей 8, 10 и 12 и 14 могут быть использованы как встречно включенные тиристоры, так и симисто5 ры.

Индук,тивность первичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, входящей в разрядную цепь, и емкости конденсаторов выбраны так, что 30 разряд носит колебательный характер

и частота тока равна частоте сети, а фаза тока может меняться автоматически от 90 до 180 и от 270 до Збо относительно напряжения сети с помощью блока управления вентилями зависимости от уровня напряжения се ти.

Рассмотрим работу устройства для одного периода напряжения сети. В положительный полупериод напряжения сети в момент t открывается тирист 5, и с этого момента до момента t (фиг.2 а) заряжается конденсатор 3 до амплитудного значения напряжения сети с полярностью, указанной на фиг.1. В момент t процесс заряда конденсатора 3 прекращается и тиристор 5 закрывается. В дальнейшем заряженный конденсатор 3 разряжается на первичную обмотку вольтодобавочного трансформатора при открывании вентилей 7 и 8 моста При этом по первичной обмотке 1 вольтодобавочного трансформатора протекает положительная полуволна синусоидального тока. Меняя момент открывания вентилей 7 и 8 в диапазоне от момента t, до момента it (фиг.2 а) может Jмeнять начальную фазу положительной полуволны тока относительно напряжения сети QT:( 90 доЦ 180 (фиг. 26 и в). По окончании протекания положительной полуволны тока вентили 7 и 8 закрываются и в это же время открываются вентили 9 и 10 и аналогичным образом формируется отрицательная полуволна тока (фиг.2 б и в) от разряда конденсатора 4, .заряжаемого с момента tj до момента t (фиг.2 а) через тиристор 6 до амплитудного значения сети с полярностью, указанной на фиг.1.

Если вместо вентилей 7, 8 и 9, 10 во время разряда конденсаторов 3 и 4 открывать соответственно вентили 11, 12 и 13, 14, то направление тока в первичной обмотке 1 вольтодобавочного трансформатора изменяется на противоположное, при этом начальную фазу тока можно менять относительно напряжения сети о .у 270® до (фиг.2г ид).

Изменение начальной Фазы пере- менного тока в первичной обмотке 1 вольтодобавочного трансформатора прводит к изменению фазы добавочной ЭДС 4 и во вторичной обмотке 2 вольтодобавочного трансформатора. В зависимости от фазы добавочной ЭДС будет изменяться в результирующее напряжение сети u. Обмотки 1 и 2 вольтодобавочного трансформатора намотаны таким образом, что при изменении начальной фазы тока в первичной обмотке 1 вольтодобавочного трансформатора от ti/ 90 ДО ф 180°добавочная ЭДС&U вычитается от напряжения сети U, а при изменении начальной фазы тока от tj 270° доС|/ 360° добавочная ЭДС ьи складывается с напряжением сети и (фиг.3).

Питание первичной обмотки 1 вольтодобавочного трансформатора переменным током разряда двух конденсаторов 3 и 4 с частотой, равной частоте сети, позволяет повысить качество регулирования, снизить уровень высших гармонических и повысить энергетические показатели устройства.

Формула изобретения

Устройство для однофазного регулирования напряжения сети, содержащее вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена через управляемые вентили к сети отличающееся тем, что, с целью, повышения качества регулирования, оно снабжено мостом на управляемых вентилях, двумя конденсаторами и двумя тиристорами, причем первичная обмотка трансформатора включена в диагональ моста, а концы другой диагонали подключены к сети через соответствующие тиристор и конденсатор.

Источники информаций, принятые во внимание при экспертизе

1. Промышленная энергетика , 1969, 5, с. 36.