Компенсатор реактивной мощности

Со оз Соввтскик Социалистических Республик) Заявлено 28.01.74 (21) 1 1 ением заявки при арственныи комит 3) Приоритет Совета Министров СССРпо делам изобретенийи открытий УДК 621.316.761.2Опубликовано 30.11.75, Бюлле Дата опубликования описанп 7,02.76(72) Автор изобретен и латов 1) Заявител НСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТ 54) ласти силовой может найти емых источни Изобретение относится к обпреобразовательной техники иширокое применение в регулируках реактивной мощности.Известные компенсаторы реактивной мощности на основе нерегулируемой батареи конденсаторов содержат в качестве индуктивного регулятора дроссели с последовательно соединенными парами встречно-параллельныхтиристоров, соединенных, например, по схеме 10треугольника,При регулировании угла включения тиристоров регулятора изменяется величина индуктивного тока дросселей, компенсирующегоемкостцой ток конденсаторов, а соответственцо изменяется и суммарный реактивный ток,генерируемый источником в сеть.Недостатком этих компенсаторов являетсяухудшение гармонического состава тока регулятора при увеличении угла включения тиристоров, что сказывается на гармоническомсоставе суммарного генерируемого реактивного тока.Целью изобретения является улучшениегармонического состава генерируемого тока, 25повышение к.п.д. и расширение диапазонарегулирования, Указанная цель достигаетсяустановкой в регуляторе компенсатора реактивной мощности дополнительных управляющих вентилей-тиристоров, соединенных со гласно-последовательно в треугольник, вершины которого подключены к общим точкам соединения дросселя и встречно-параллельной пары тиристоров каждой фазы регулятора.На фиг, 1 показаны два варианта выполнения компенсатора реактивной мощности.Компенсатор содержит конденсаторы 13, дроссели 4 - 6, тиристоры 7 - 15 и 16 - 18.На фиг. 2 показаны формы токов и напряжений, характеризующие работу компенсатора,Конденсаторы 1 - 3 образуют трехфазную нерегулируемую батарею статических конденсаторов, подключенную к питающей сстц, К этой же сети подключается трехфазный индуктивный регулятор, выполненный по схеме треугольник, каждая фаза которого содержит соответственно последовательно включенные дроссели 4 - 6 и встречно-параллсльцые пары тиристоров 7 и 8, 9 ц 10, 11 и 12. Общие точки соединения дросселсй ц соответствуютцих им пар тирцсторов подключены к вершинам треугольника пз согласно включенных тиристоров 13 - 15 (фиг. 1, а),Трехфазная батарея конденсаторов 1 - 3 генерирует в сеть реактивный ток емкостцого характера, неизменный по величине прп постоянстве напряжения питающей сети,Тиристорно-дроссельный регулятор, состоящий из дросселей 4 - .6 и тиристоров 7 - 15 генерирует реактивный ток индуктивного ха 493856, рактера, величина которого определяется индуктивностью дросселей и углом включениятиристоров, а также очередностью работыдвух групп тиристоров 7 - 12 и 13 - 15.Суммарный реактивный ток источника (иреактивная мощность) определяется суммой емкостного тока конденсаторов 1 - 3 ииндуктивного тока регулятора, между которыми имеется фазовый сдвиг в 180 эл. град. попервой гармонике,При полностью открытых тиристорах 7 -12, когда их угол включения, отсчитываемыйот максимума соответствующего линейногонапряжения а равен нулю, дроссели 4 - 6находятся под полным линейным напряжением и генерируют максимальный ток индуктивного характера, обеспечивающий максимальный уровень компенсации емкостного тока конденсаторов.При увеличении угла отпирания тиристоровпроисходит увеличение эквивалентной индуктивности дросселей, а соответственно и уменьшение индуктивного тока дросселей регулятора (фиг. 2, а). При этом вследствие возникающей прерывистости токов, образованныхверхушками синусоид, происходит ухудшениегармонического состава тока регулятора, асоответственно и суммарного тока, генерируемого источником (фиг. 2, б),При достижении критического уровня высших гармоник в реактивном токе управляющие импульсы снимаются с тиристоров 7 - 12и подаются на тиристоры 13 - 15.При полностью открытых тиристорах 13 -15 дроссели 4 - 6 включаются не под линейное напряжение, а под фазовое, образуя разомкнутую звезду, замыкаемую в нулевойточке через тиристоры 13 - 15, т. е, к линейным напряжениям сети ав 1 всг 1 са через тиристорные пары 13 и 14, 15, 14 и 15, 13, 15 и13 14 подключается не по одному дросселю,а по два последовательно соответственно 4 и5, 5 и 6, 6 и 4, что приводит к возрастаниюсобственной индуктивности линейных дросселей, подключаемых к линейным напряжениям,и к снижению индуктивного тока регуляторав 1,73 раз (переход от треугольника кзвезде),Регулируя угол сс включения тиристоров(в данном случае каждая встречно-параллельная пара тиристоров образуется одним тиристором, пропускающим ток в одном направлении, и двумя другими согласно-последовательно включенными тиристорами, пропускающими ток в другом направлении) относительно максимума соответствующего линейно 40 45 50 55 5 10 15 20 25 30 35 го напряжения от нуля и выше, обеспечивают дальнейшее снижение индуктивного тока регулятора, но уже при улучшенном гармоническомсоставереактивныхтоков (фиг. 2, в, г),Следовательно, полный диапазон регулирования компенсатора складывается из двух поддиапазонов, соответствующих работе тиристоров 7 - 12 и 13 - 15. Поскольку в обоих этих диапазонах тиристоры работают с малыми углами включения (а, = а = О - 30 эл. град), генерируемый тиристорно-дроссельным регулятором ток во всем диапазоне регулирования имеет улучшенный гармонический состав. Это позволяет обойтись во многих случаях без мощных и дорогостоящих сетевых фильтров либо значительно их упростить и снизить их установленную мощность.Применение дополнительных тиристоров не приводит к существенному усложнению системы управления. Переход с одного диапазона на другой обеспечивается дополнительным триггером с двумя устойчивыми состояниями, соответствующими двум диапазонам регулирования и обеспечивающим подачу управляющих импульсов либо на основную, либо на дополнительную группы тиристоров. Возможны и другие варианты.При необходимости снижения требований к системе управления и обеспечения возможности унификации дополнительный вентильный треугольник может быть выполнен из трех пар встречно-параллельно соединенных тиристоров или трех симисторов фиг. 1, б.Конденсаторная батарея может быть соединена не только по схеме звезда, но и в треугольник,П р едм ет изобретения1. Компенсатор реактивной мощности, содержащий батарею статических конденсаторов и цепи из последовательно включенных дросселя и встречно-параллельно соединенных тиристоров, соединенные в треугольник, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона регулирования между точками соединения указанных дросселей и встречно-параллельных тиристоров установлены дополнительные тиристоры, соединенные между собой согласно - последовательно в треугольник.2. Компенсатор по п. 1, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, параллельно тиристорам, включенным согласно-последовательно в треугольник, подсоединены встречно тиристоры.Подп испоР в С Типография, пр. Сапунова,аказ 43/2 Изд,2032 Ц 11 ИИПИ Государственного коми по делам изобретен 113035, Москва, Ж, Р