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

(54) КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Изобретение огносигся к элекгрогех. инке и можег быть использовано для регулирования реакгивной мощности и электрических сетях;

Известно устройство, позволяющее регулировать реактивную мощность пугем и ленения длительности включения конденсагоров в сеть I .

Недостатком такого устройства является большие весо-габаритные показатели.

Наиболее близким к предлагаемому является компенсатор реактивной мощности (КРМ), состоящий из основного управляемого трехфазного мостового вентильного преобразователя, к выводам постоянного тока которого подключены параллельно включенные дроссель и цепочка из двух согласно последовательно соединенных коммутирующих вентилей, причем коммутирующие вентили включены встречно с вентилями преобразователя и конденсатора, подключенного одним концом между коммутирзтошими вентилями. Этот

компенсатор реакгавной мощности нмеег относительно лучщие весо-габаритные показатели 2 J

Однако и его весо-габаритные показатели все так же оказываются больщи- ми, а надежность работы недостаточно высока.

Целью изобретения является снижение весо-габаритных показателей и повыщение

0 надежности КРМ в работе.

Поставленная цель достигается тем, что КРМ, состоящий из основного угфавляемого трехфазного мостового преобразователя, к выводам постоянного тока

5 которого подключены параллельно включенные дроссель и цепочка из двух согласно последовательно соединенных коммутирующих вентилей, причем коммутирующие вентили включены встречно с

20 вентилями преобразователя, и конденсатора, подключенного одним концом между коммутирующими вентилями, содержит дополнительный трехфазный мостовой преобразователь, который на переменного тока соединен параллельно с основьм трехфазным мостовым преобразователем, а на стороне постоянного тока закорочен накоротко и соедтген с другим концом конденсагора. На фиг. I приведена принципиальная схема предлагаемого компенсатора, КРМ на фиг. 2 - идеализированные временны диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу компенсатора. Приведенный на фиг, I КРМ состоит из основного трехфазного мостового преобразователя 1, образованного из вентилей 2-7, дополнительного грехфазного мостового преобразователя 8, обра зованного из вентилей 9-14, дросселя 15, цепочки из согласно последовательно соединенных коммутируюатх вентилей 16 к 17, включенных к выводам постоя ного тока основного трехфазного мостового преобразователя I и конденсатора 18, включенного между общей, точкой коммутирующих вентилей 16 и 17 и короткозамкнутым выходом постоянного тока дополнительного трехфазного мосто вого преобразователя 8. На фиг. 2 показаны по осям; 19 фазные напряжения Уд , Up, U ; 2О фазные точки д in . -TC напря жениЕи| на зажимах конденсатора 18, 22 - напряжение и на зажимах дросселя 15, Допустим, что к моменту времени вентили 2-7 и 9-14 заперты, ток дросселя 15, замыкается через коммути рующие вентили 16, 17, а напряжение UK. на конденсаторе 18 равно своему максимальному значению UKки и отрицательно, ч&лу соответствует полярность, указанная на фиг. I. Пусть в момент времени ti (фиг. 2) подаются отпирающие импульсы на вентили 2 и 9, При эгом под действием напряжения ЛУ -(UK(y,-Un.) UCKM- напряжение сети между фазами А и С в момент време ни -Ь, вентиля 2 и 9 откроются и в замкнутом контуре: конденсатор 18, , коммутирутащий,, вентиль 16, вентиль 2 фазы А и С сети, вентиль 9, конденсатор 18 возникает коммутационный ток, в результате чего, ток в коммутирующем вентиле 16 снизится до нуля и он закро ется,, а ток будет замыкаться через вентиль 2, фазы А и С сети, вентиль 9 конденсатор 18 и коммутирующий вентил 17, Начнется перезарядка конденсатора 18 и за промежуток времени Тр его напряжение изменится от -(JKvyi до + Ьцу За указанный промежуток времени изменится и напряжение сети Ug, действующее в цепи тока, от -И до + UCKH 21, В момент времени Ъ подается отпирающий импульс на коммутирующий вентиль 16. При этом под действием напряжения ЛУ (UKWt-Ucvri) коммутирующий вентиль 16 откроется и в указанном выше контуре: конденсатор 18, коммутирующий вентиль 16, вентиль 2, фазы А и С сети, вентиль 9, конденсатор 18 возникает коммутационный ток уже другого направления. В результате ток в вентилях 2 и 9 снизится до нуля и они закроются а ток др замкнется через коммутир ющие :вентили16,17. Аналогичным образом, включая поочередно в работу другие нары вентилей 3 и 10, 4 и 11, 5 и 12,.6 и 13, 7 и 14, предварительно выключая предыдущие пары вентилей, получим диаграмму изменения токов-(д ,1(, , генерируемых КРМ, приведенную на фиг, 2, Регулирование отдаваемой реактивной мощности в схеме КРМ осуществляется путем изменения отношения промежутка времени Тр соответствующего работа каждой из вышеуказанной пары вентилей, к промежутку J , соответствующему закрытому состоянию всех вентилей 2 7 и 9-14, Как ввдно из 20 в каждом полупериоде ток фазы КРМ состоит из двух участков прямоугольной формы, длительность кото рых при максимальной токе достигается до 1t/3 электрических радианов. В схеме же прототипа ток фазы в каждом полупериоде состоит только из одного из указанных участков. Поэтому при одинаковых по основной гармонике генерируемых токах токи в дросселе 15 и во всех вентилях этой схемы снижаются в 3 раза, что приводит к снижению расчетной мощности дросселя 15.на 43% и весо-габаритных показателей вентилей на 13%. Повышается эффективность использования конденсатора 18 и снижается его установленная мощность на (25-30)%, Зто достигается за счет того, что токи трехкратной и основной частот замыкаются по раздельным цепям. В схеме известного отключение или выход из строя батареи конденсаторов, образующих нулевую точку, приводит к полному нарушению режима работы КРМ. Подобное явление не имеет место в заявленной схеме. Кроме того, в предлагаёмрй схеме при больших мощностях уменьшается число параллельно работаю щих вентилей врледе твии снижения токов вентилей в -/3 раза. По указанным при чинам существенно повышается надежность работы схемы КРМ. Формула изобретения Компенсатор реактивной мощности, состоящий из основного управляемого грея})азного мостового вентильного преобразователя, к выводам постоянного тока которого подключены параллельно включенные дроссель и цепочка из двух согласно последовательно сединенньгх коммутирующих вентилей, причем комму рующие вентили включены встречно с 82-6 вентилями преобразователя, .и конденсатора, подключенного одн11м концом между коммутирующими вентилями, отличую щ и и с я тем, что, с целью уменьшения весо-габаритных показателей и повышения надежности компенсатора в работе, он снабжен дополнительным трея|)азным мостовым преобразователем, который на стороне переменного тока соединен па раллельно с основным трехфазным мостовым преобразователе, а на стороне постоянного тока закорочен накоротко и соединен с другим концом конденса1чэра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе. 1.Авторское свидетельство СССР М 6О5289, кл. Н 02 J 3/18, 1973. 2.Патент ФРГ № 1513986, кл. 21 d 42/03, 1965.

Г

J

в Г о о

г./

21