Устройство для компенсации высших гармоник Советский патент 1983 года по МПК H02M1/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ВЫСШИХ ГАРМОНИК

Иэобретение относится к устройствам цляокомпенсации вьюших гартлоник напряжения и может быть использовано при питании тиристорных преобразователей от синхронного генератора. Известно устройство для компенсации высших гармоник напр51жения на шинах синхронного генератора, содержащее статический преобразователь, подключенный к синхронному генератору, и дополнительный источник питания, включенный кюжду нулевой точкой генератора и выходами преобразователя. Дополнительный источник является генератором гармоник тройной частоты, которые компенсируют гармоники, обусло& данные работой тиристорного преобразова теля Cl . Однако данному устройству требуется значительный по мощности источник трой ной частоты. Так, например, для компенсации пятой гармоники до нуля отнсицение вводимого тока к выпрямленному состав ляет 0,5. Кроме того, введение тока третьей гармоники создает поток вынужденного намагничивания, существенно возрастает намагничивающий ток, в котором появляются анормальные гармоники. Наиболее близким по техническ Л сущности к предлагаемому является устройство для компенсации высших гармоник, содержащее трехфазный синхронный генератор, к статоряым обмоткам которого подключен статический преобразователь, и ЦС- ш1ьтры 2 . Однако известное устройство имеет недостатки, заключающиеся в Наличии до полнительного генератора гармоник напряжения, что усложняет устройство. Кроме того, генератор гармоник генерирует в сеть лишние гармоники, отсутствующие в спектре преобразователя, для компенсации которьос необходима установка пассивных UC-фильтров. Цель изобретения - упрощение устройства, повьпиение уровня компенсации выо щих гармоник. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для компенсации высших гармоник, содержащем трехфазный синхро ный генератор, к статорньгм обмоткам которого подключен статический преобразователь, и L, С-фильтры, в каждой фазе статорная обмотка синхронного генератор снабжена поцключенной к параллельному ЬС-контуру дополнительной обмоткой, имеющей трансформаторную связь со ста- торной обмоткой. На чертеже изображена электрическая схема устройства для компенсации высших гармоник. Устройство для компенсации высших гармоник напряжения на шинах синхронного генератора содержит синхронный генератор 1, подключенный к нему преобразователь 2 и нагрузку 3. На каждую фазу статорной обмотки 4 наложена aonon нительная обмогка 5, концы которой подключены к двум параллельным ветвям, состоящим из емкости 6 и индуктивности 7 резонансного L, С-контура. Устройство работает следующим образом. При подключении к зажимам генератора 1 преобразователя 2 в сети появляют высшие гармоники тока. Наличие высших гармоник тока в генераторе приводит к искажению напряжения на зажимах генератора из-за падения напряжения на сверхпереходном индуктивном сопротивлении. Потоком высших гармоник наводится ЭДС на дополнительной обмотке 5. Индуктивное сопротивление дополнительной обмотки 5 выбирается равным среднему индуктивному сопротивлению генератора в сверхперехоаном режиме, т.е. d 2 - сопротивление обратной послецовательности, - сверхпереходные сопротивления генератора. При замыкании дополнительной обмотки на сопротивление, в качестве которого используется ЦС-контур, в дополнительной обмотке протекает ток и появляется магнитный поток, который направлен противоположно магнитному потоку высш гармоник статорной обмотки генератора. Параметры цополнитепьяой обмотки выбра ны таким образом, чтобы обеспечигь равенство магнитных потоков от высших гармоник в Ътаторной обмотке генератора и в дополнительной обмотке 5. При таком условии и принимая коэффициент магнитн 9 2 СВЯЗИ между статорной обмоткой генератора и дополнительной обмоткой, равным единице, будет происходить компенсация магнитных потоков высших гармоник н индуктивном сопротивлении генератора в сверхпереходном режиме. Так как регулятор возбуждения синхронного генератора реагирует на среднее или действующее значение отклонения напряжения, то мгновенное изменение магнитного потока от высших гармоник регулятором не восстанавливается. Одновременно с высшими гармониками в дополнительной обмотке наводится ЭДС 1-й гармоники и существует магнитный поток первой гармонижи, направленный против магнитного потока первой гармоники статорной обмотки. Для устранения этого недостатка дополнительная обмотка замьшается на две параллельные ветви резонансного L С-контура. При настройке в резонанс параллельного 1,С-контура на частоте 5О Гц ток первой гармоники от ЭДС дополнительной обмотки будет замыкаться внутри L С-контура. В дополнительной обмотке ток первой гармоники и соответственно поток будет минимальным. Таким образом, на сверх- переходном индуктивном сопротивлении генератора будет компенсироваться только поток от высших гармоник, первая же гармоника остается без изменения. Физически это означает сниЬкение сверхперехооного сопротивления генератора вьюшим гармоникам. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет при сравнительно небольшой величине емкости и индуктивности добиться существенного уменьшения величины падения напряжения по высшим гармоникам на внутреннем сопротивлении генератора, что в конечном итоге псрволяет упростить устройство, повысить уровень компенсации высших гармоник напряжения и обеспечить синусоиаальное напряжение на за-жимах генератора. Формула изобретения Устройство для компенсации высших гармоник, содер кащее трехфазный синхронный генератор, к статорным обмоткам которого подключен статический преобразователь, и L, С-фильтры, отличающееся тем, что, с целью упрощения и повьш1ения уровня компенсации высших гармоник, в каждой фазе статорная обмот ка синхронного генератора снабжена под5&934026

ключенной к параллельному иС-контуруl-Tlie Protodint rs of ttie Jnsiituпополнительной обмоткой, имеющей транс- tion of Eeectricae En ineer5. форматорнуго связь со статорной обмот-Т-7, 1972, с. 357.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

2. Патент США Мэ 3825814, кл. Н О2М 1/12, 1974.