Способ автоматического регулирования резонансного фильтра

(51) Н 02 Д 3/1 НИЕ И ЕПЬСТВ о и СССР ток е к и с под- часГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ ТОРСНОМУС 8 ИД(71)Одесский ордена Трудового Краного Знамени .политехнический инст.ЛИРОВАНИЯ РЕЗОНАНСНОГО ФИЛЬТРА, зключакцийся в том, что измеряютфильтра и напряжение, приложенноего конденсаторам, в соответствивеличиной. которых автоматическидерживают настройку резонансной.4 фТЕНИЯ 8те тоты фильтра путем изменения индуктивности, при этом изменяют напряжение, приложенное к конденсаторам фильтра, путем изменения индуктивности, ограничивая величину тока фильтрадо величины допустимого тока его конденсаторов, о т л и ч аю щ и й с я тем, что, с целью повышения надежности путем исключения возможного резонанса .токов на выс 1ших гармониках между электрической сетью и фильтром, непрерывно и автоматически.измеряют коэффициент несинусоидальности напряжения сети и непрерывно и автоматически изменяют резонансную настройку Фильтра для поддержания минимального значения указанного коэффициента.Изобретение относится к электротехнике, в частности к устройствам служащим для подавления высших гармоник, присутствующих в спектре напряжения электрических сетей, питающих потребителей с нелинейной вольтамперной характеристикой, которые генерируют в питающую электричекую сеть высшие гармоники тока, вредно влияющие на оборудование электрической системы, так как вызывают допол- .10 нительные потери, а также мешают нормальной работе радиорелейных линий связи, вычислительных машин, релейной защиты и т.д. Эффективной мерой борьбы с такими гармониками 15 является шунтирование их резонансными фильтрами, настроенными в резонанс на выбранную частоту гармоники, Так как условия работы резонансного фильтра в электрической сети непрерывно изменяются, он не может длительно находиться в состоянии точной резонансной настройки, т.е. его необходимо систематически регулировать с целью поддержания настройки на ре зонанс.Резонансные фильтры - устройства двухцелевого назначения: минимизация высших гармоник и компенсация реактивной мощности на основной частоте 50 Гц, т.е. являются фильтрокомпенсирующими устройствами.Известно фильтро-компенсирующее устройство, в котором реализуется способ автоматического регулирования резонансного фильтра, согласно которому измеряют ток фильтра и напряжение, приложенное к его конденсаторам, в соответствии с величиной которых автоматически поддерживают настройку резонансной частоты филь тра путем изменения индуктивности, причем настройку поддерживают в резонанс с любой из гармоник, имеющихся в сети, при этом изменяют на-, пряжение, подводимое к конденсато рам фильтра, путем изменения индуктивности, ограничивая величину тока фильтра до величины допустимоготока его конденсаторов 1 .Спектральный состав и амплитуда гармоник генерируемых потребителями с нелинейным сопротивлением, например, вентильными преобразователями, определяются схемой их соединения и режимом работы Так как относительная амплитуда высших гармоник не может превысить величину 1(где 1 - порядковый номер гармоники), То, следовательно, низкие гармоники в спектре потребителя обладают на ибольшей амплитудой и требуют их пЬ- давления в первую, очередь. Однако вследствие влияния других потребителей с нелинейной характеристикой и электрических сетей, примыкающих 65 к электрическим сетям, питающим преобразователь, в них появляются гармоники с еще более низкими порядковыми номерами и амплитудами в не".; сколько раз меньше, чем амплитуда гармоники с наиболее низким порядковым номером в спектре гармоник вентиль- ного преобразователя.Так как сопротивление резонансного фильтра на частоте выше его резонансной настройки носит индуктивный характер, на частоте ниже настройки - емкостный, а сопротивление электрических сетей практически всег; да имеет индуктивный характер, то при настройке резонансного фильтра на частоту гармоники с наименьшим порядковым номером в спектре гармоник вентильного преобразователя возможен параллельный резонанс (резонанс токов) между резонансным фильтром и электрической сетью на частоте гармоники с наименьшим порядковым номером в электрической сети. В этом случае аь-. плитуда Ьезонируемой гармоники и гармоник, близлежащих к ней, резко воз- . растает, что приводит к еще большему ухудшению коэффициента несинусоидальности напряжения питающей сети и перегрузке конденсаторов фильтра. Следовательно, резонансные фильтры приводят к ухудшению качества напряже ния.Таким образом, известный способ управления резонансным фильтром обладает недостаточной надежностью и эф- фективностью.Бель изобретения - повышение надежности путем исключения возможного резонанса токов между электрической сетью и фильтром,Поставленная цель достигается тем, что согласно способу, заключающемуся в измерении тока фильтра и напряжения, приложенного к его конденсаторам, в соответствии с величиной которых автоматически поддерживают настройку резонансной частоты фильтра путем изменения индуктивности, при этом изменяют напряжение, приложенное к конденсаторам фильтра, путем изменения индуктивности, ограничивая величину тока фильтра до величины допустимого тока его конденсаторов, непрерывно и автоматически измеряют коэффициент несинусоидальности напряжения сети и также непрерывно и автоматически изменяют резонансную настройку фильтра для поддержания минимального значения указанного коэффициента.На чертеже приведена схема, поясняющая предлагаемый способ управления фильтром.Источник высших гармоник тока обозначен позицией 1. Резонансный фильтр образован с помощью батареи шунтовых1077006 Составитель О. НаказнаяРедактор Л. Пчелинская Техред А.Бабинец Корректор С. Черни Заказ 765/51 Тираж 614 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 конденсаторов 2 и последовательного трансформатора 3, у которого можно плавно изменять индуктивность и величину ЭДС вторичной обмотки.Блок 4 определяет коэффициентне- синусоидальности напряжения электрической сети в данный момент времени и изменяет индуктивность последова- тельного трансформатора 3 (например, изменением зазора сердечника или подмагничиванием),таким образом, чтобы фильтр последовательный трансформатор - шунтовая конденсаторная батарея был постоянно настроен в резонанс на частоту, при которой обеспечивается минимальный коэффициент не синусоидальности. В качестве блока 4 можно применять измеритель несийусокдаль ности имеющий аналоговый выход. При помощи последовательной цепи, состоящий из резисторов 20 и резонансногоС-контура, из измеряемого напряжения .выделяется напряжение высших гармоник, которое поступает на схему квадрирования. После этого определяется от ношение действующего значения напряжения высших гармоник к действующему значению напряжения частоты 50 Гц. Таким образом, на выходе этого устройства образу" 3 О ется постоянное напряжение, пропорциональное коэффициенту несинусоидальности напряжения контролируемой сети В качестве блока 4 может применять,ся анализатор несинусоидальности 35 типа АН. Датчик 5 тока фильтра и датчик 6 напряжения на конденсаторах измеря" ют полный ток (с учетом гармоник) фильтра и напряжение иа конденсаторах 2. Если ток фильтра превьваает номинальный ток конденсаторов или напряжение на,них превышает допустимую величину 1,1 0, то сигналы с выхода этих датчиков приводят в действие блок 7, который регулирует величину напряжения, подводимого к пер. - вичной обмотке последовательного трансформатора (например, тиристорный ключ). При этом величина ЭДС вторичной обмотки последовательного трансформатора возрастает и напряжение на конденсаторах фильтра уменьшается, так как обмотки последовательного трансформатора включены встречно. Это приводит к уменьшению реактивной мощности фильтра на первой гармонике. Полный ток фильтра не превышает номинального тока конденсаторов.Если ток высших гармоник в цепи резонансного фильтра уменьшился, то ЭДС вторичной обмотки последовательного трансформатора уменьшается и реактивная мощность фильтра на .первой гармонике возрастает до такой величины, при которой полный ток с учетом высших гармоник не превыша-. ет номинального тока конденсаторов, а величина напряжения на них не превьпцает 1, 1 Ц. Такой регулируемый фильтр может примейяться в сочетании с нерегулируемыми резонансными фильтрами 8.