Компенсатор реактивной мощности Советский патент 1982 года по МПК H02J3/18 

(54) КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам для ком пенсации реактивной мощности, и может быть использовано при создании электрических установок с повышенным коэффициентом мощности. Известен компенсатор реактивной мощ ности, содержащий трехфазный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к сети через конденсатор, а BTOричная обмотка - к тирис торному выпрямителю, нагруженному на HHnyKTHBHOCTbtl Недостатки этого устройства заключаются в узком диапазоне регулирования Мощности и низком коэффициенте эффективности использования, которые возникают в связи с тем, что регулирование осуществляется только воздействием на тиристорный выпрямитель, а при расширении диапазона регулирования мощности это приводит к значительному искажению формы выходного напряжения компенсатора и к недопустимому отклонению амплитудного значения выходного напряжения от напряжения сети. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является компенсатор реактивной мощности, который содержит первый трехфазный трансформатор, включающий две первичные,одну управляющую и одну вторичную обмотки с фазными обмотками, второй трехфазный трансформатор, включающий первичную управляющую и вторичную обмотки с фазными обмотками и тиристгорные ключи, при атом вторичные обмотки первого и второго трехфазных трансформаторов соединены согласно-последовательно и подключены к нагрузке, а две первичные обмотки nej)- вого трехфазного трансформатора, соединенные между собой, подключены к зажимам трехфазной сети и к первичной обмотке второго трансформатора, причем управляющие обмотки обоих трансформаторов замыкаются накоротко посредством тиристорных ключей 2 . Недостаток этого устройства заключается в изменении величины и искажении формы выходного нап ряжения компенсатора по отношению к напряжению питающей сети, которые возникают в связи с тем, что компенсация реактивной мощности в нем достигается благодаря фазосмещению, что обеспечивается последовательным включением первичных обмоток первого и второго трехфазных трансформаторов, а регулирование результирующего напряжения осуществляется изменением угла отпирания тиристоров тиристорных ключей в цепях управляющих обмоток обоих трансформаторов, с увеличением которого возрастает величина вносимых компенсатором искажений. Цель изобретения - улучшение качества выходного напряжения. Поставленная цель достигается тем, что в компенсатор реактивной мощности, , содержащий два трехфазных трансформатора, первый из которых выполнен с дву мя первичными и одной вторичной обмот: ками, а второй - с одной первичной и одной вторичной обмотками, и три тиристор ных ключа, при этом вторичные обмотки первого и второго трансформаторов соединены согласно-последовательно и подключены между сетью и нагрузкой, а первичная обмотка второго трансформатора шунтирована тиристорными ключами, введены три дополнительных гдристорных ключа, при этом первые одноименные кон цы двух первичных обмоток первого транс форматора объединены и подключены к от стающим (по отношению к обмоткам)- фазам сети, вторые концы первой первичной обмотки первого трансформатора подключены к соответственно опережающим фазам сети, вторые концы второй первичной обмотки соединены в звезду, первые концы первичной обмотки второго трансформатйра соединены в треугольник дополнительными тиристорными ключами, а вторые концы первичной обмотки Второго трансформатора подключены соответственно к объединенным первым одноименным концам первичных обмоток первого тра нсформа тора. На чертеже изображена схема компен сатора реактивной мощности. Устройство состоит из зажимов 1, 2 и 3 трехфазной сети, первого трехфазного трансформатора, имеющего две первичные обмотки с фазными обмотками - 4, 5 и 6 у первой и 7, 8 и 9 - у второй и одну вторичную обмотку с фазными обмотками 10, 11 и 12, второго трехфазного трансформатора, имеющего одну первичную обмотку с фазными обмотками 1.3, 14 и 15 и одну вторичную обмотку с фазными обмотками 16, 17 и 18, трех тиристорных ключей 19, 20 и 21, трех дополнительных тиристорных ключей 22, 23 я 24 и трехфазной нагрузки 25. Каждая фаза компенсатора реактивной мощности, например фаза А, формируется следующим образом, К зажиму трехфазной сети 1 подключено начало вторичной фазной обмотки 1О первого трехфазного трансформатора, конец которой подключен к началу.вторичной обмотки 16 второго трехфазного трансформатора, а конец последней подключен в фазе А трехфазной нагрузки. Начало первой первичной фазной обмотки 4 первого трехфазного трансформатора подключено к зажиму трехфазной сети 2 последующей фазы (здесь фазы В), а конец этой обмотки соединен с; концом второй первичной фазной обмотки 7 первого трехфазного трансформатора, с концом я Р ичной фазной обмотки 13 второго трехфазного трансформатора и с зажимом 3 трехфазной сети предыдущей фазы (в |Данном случае фазы С). Начало вторюй первичной фазной обмотки 7 первого трехфазного трансформатора соединено с началом фазных обмоток 8 и 9, относящихся к фазам В и С соответственно, образуя соединение в звезду. Начало первичной фазной обмотки 13 второго трехфазного трансформатора через дополнительный тиристорный ключ 22 относящийся к рассматриваемой фазе А, под - ключен к зажиму 1 трехфазной сети той же фазы (в данном случае фазы А), а вся первичная фазная обмотка 13 второго трехфазного трансформатора шунтируется тиристорным ключом 19, также относящимся к фазе А. Остальные фазы (фазы В и С) компенсатора реактивной мощности формируются аналогично. Компенсатор реактивной мощности работает следующим образом. Трехфазная нагрузка 25 питается от трехфазной системы напряжений, опережающей трехфазную систему напряжений сети на угол Ч, равный фазовому сдвигу между током и напряжением трехфазной нагрузки 25. Трехфазная система напряжений образуется из трехфазной системы напряжений сети в два этапа. На первом этапе осуществляется фазосмещение на4f,, Чс-.. пряжений на углы Ч BV Сч ПлО -Ч та вторичных фазных обмоток 10, 11 и к 1

12 первого трехфазного трансформатора. При этом во вторичных фазных обмотках 10, 1 и 12 первого трехфазного трансформатора наводятся напряжения от действия первой первичной обмотки с фазными обмотками 4, 5 и 6 и от действия второй первичной обмотки с фазными обмотками 7, 8 и 9.

На втором этапе осуществляется плавное регулирование фазосмещения в диапазоне от Ч до

Это осуществляется с помощью вторичных фазных обмоток 16, 17 и 18 второго трехфазного трансформатора, от действия первичных фазных обмоток 13, 14 и 15 дополнительного трехфазного трансформатора.

Управление напряжением первичных обмоток 13, 14 и 15 второго трехфазного трансформатора осуществляется тиристорными ключами 19, 2О и 21 совместно с дополнительными тиристорными ключами 22, 23 и 24.

В процессе регулирования реактивной мощности угол открывания дополни тел ьны тиристорных ключей 22, 23 и 24 - oi а угол открывания основных тиристорных ключей 19, 2О и 21 - Ы2 причем,о12 -dL

Преимущество устройства достигается использованием дополнительных тиристорных ключей, осуществляющих совместно с тиристорными .ключами, шунтирующими первичную обмотку второго трехфазного трансформатора, регулирование составляющей напряжения от действия дополнительного трехфазного трансформатора без сдвига первой гармоники..

Использование устройства позволяет по сравнению с известными осуществлять компенсацию реактивной мощности в различных системах трехфазного тока без внесения в сеть существенных искажений и без значительных отклонений напряжения на потребителях электрической энергии от номинального. Формула изобретения

Компенсатор реактивной мощности, содержащий два трехфазных трансформатора, первый из которых выполнен с двумя первичными и одной вторичной обмо ками, а второй - с одной первичной и одной вторичной обмотками, и три тиристорных ключа, при этом вторичные обмотки первого и второго трансформаторов соединены согласно-последовательно и подключены между сетью и нагрузкой, а первичная обмотка второго трансформатора щунтирована тиристорными ключами, о т л ичающийся тем, что, с целью повыщения качества выходного напряжения, в него введены три дополнительных тиристорных ключа, при этом первые одноименные концы двух первичных обмоток первого трансформатора объединены и подключены к отстающим (по отношению к обмоткам) фазам сети, вторые концы первой первичной обмотки первого трансформатора подключены к соответственно опережающим фазам сети, вторые концы второй первичной обмотки соединены в звезду, первые концы первичной обмотки второго трансформатора соединены в треугольник дополнительными тиристорными ключами, а вторые концы первичной обмотки второго трансформатор подключены соответственно к объединенным первым одноименным концам первичных обмоток первого трансформатора. Источники информации,

принятые во внимание при экспертизе

1.Баев А, В., Волков Ю. К., Далинин В. П., Корнеев В. Я. Вентильные преобразователи с конденсатЬрами в силовых цепях. М., Сергия, 1969, с. 20.

2.Патент ФРГ № 2531578,

кл. Н 02 J 3/18, 1974 (прототип).