Компенсатор реактивной мощности

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 01224899 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ14 скии научн нергетики им иссл едова- И. Г. ЕсьМ. М. РасулоЧ. Аббасова8) етел ьство С С С Р,1 3/18, 1983. САТОР РЕАКТИВНО МП ТИ 4) КО ОЩНО 7) Изо ке и п активно ель изо ретение относится к едназначено для ре мощности в электрич ретенияуменыше электротехллирования еских сетях. ие высших ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Азербайджантельский институт эмана(56) Авторское свид983882, кл. Н 02Авторское свидет1119120, кл. Н 0 гармоник в токе. Регулирование амплитуды генерируемого ком пенсатором реактивной могцности (КРМ) реактивного тока осуществляется путем изменения момента подачи открывающих илпульсов на тиристоры 20 и 21, 21 и 41, 22 и 23, 22 и 42. В процессе работы КРМ мощность, расходуелая в цепи управляющего дросселя 24, поступает со стороны вып 1)ямптсля 2 о. а в цспп сглаживающего дросселя5 и дополнительного дросселя 43 непосредственно - к питающей сети. В каждом полупериоде ток фазы КРМ состоит из шести участков прямо- угол ьной форм ы дл ител ьн остью до л/6 электрических радиан, расположенных в пор ядкс, и р ибл иж ен ном к синусоиде. Форма тока, генерируемого КРМ, и амплитуда на- щ пряжения на силовых элементах определяется соотношением числа витков плеч доо 1 снцтеллного 1 росгея 43. 3 ил, СеИзобретение относится к электротехнике, в частности к компенсаторам реактивной мощности, и предназначено для регулирования реактивной могцности в электрических сетях.Целью изобретения является уменьшение высших гармоник в токе.На фиг. 1 приведена принципиальная схема компенсатора реактивной мощности (КРМ); на фиг. 2 и 3 - идеализированные временные диаграммы токов и напряжений, поясняющие работу компенсатора.Компенсатор реактивной мощности (фиг. 1) состоит из первого трехфазного тиристорного мостового преобразователя 1, образованного из тиристоров 2 - 7, второго трехфазного тиристорного мостового преобразователя 8, образованного из тнристоров 9 14, сглаживающего дросселя 15, коммутиручощих тиристоров 16, 17, конденсатора 18, включенного между замкнутым накоротко выходом постоянного тока основного трехфазного тиристорного мостового преобразователя 8 и общей точкой коммутирующих тиристоров 16, 17, однофазного тиристорного мостового преобразователя 19, образованного из тиристоров 20 - 23 и включенного на стороне переменного тока параллельно конденсатору 18, управляющего дросселя 24, выпрямителя 25, полярность которого согласована с полярностью олнофазного тиристорного мостового преобразователя 19, первого дополнительного трехфазного тиристорного мостового преобразователя 26, образованного из тиристоров 27 - 32, второго дополнительного трехфазного тиристорного мостового преобразователя 33, образованного из тиристоров 34 - 39, дополнительного конденсатора 40 включенного между общей точкой коммутирующих тиристоров 16, 17 и закороченным выходом постоянного тока дополнительного трехфазного тиристорного преобразователя 33, цепочки из двух дополнительных согласно последовательно соединенных управляющих тиристоров 41, 42, включенной согласно-параллельно входу постоянного тока однофазного тиристорного мостового пеобразователя 19, дополнительного дросселя 43, включенного между короткозамкнутым выходом постоянного тока основного трехфазного тиристорного мостового преобразвателя 1 и короткозамкнутым выходом постоянного тока дополнительного трехфазного тиристорного мостового преобразователя 26, причем промежуточный отвод дополнительного дросселя 43 соединен со средней точкой сглаживающего дросселя 15.На фиг. 1 обозначено: А, В, С фазы сети; и, /в, /с -- фазные токи; /дь - ток сглаживающего дросселя 15; 1.,4 - ток управляющего дросселя 24.На фиг. 2 и 3 по осям обозначено: 44 фазные напряжения Е)А, Ц Е.),; 45 - ток фазы АО; 46 - ток фазы Вв , 47 - - ток фазы С;,; 48 - напряжение иа конленсаторенакопителе 18 (его значения Е/х н Е/ь а также напряжение сети (/); 49 - напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе 40 (его значения (/, и /а также напряжение сети (/); 50напряжение на сглакивающем дросселе 15.Форма тока, генерируемого КРМ, и амплутуда напряжения на силовых элементах определяется соотношением числа витков плеч дополнительного дросселя 43 -- УРь и У,причем наилучшая форма тока и ) О минимальная амплитуда напряжения насиловых элементх КРМ достигается при -- ":=2,7, Поэтому принмаем %ь, =0,73%; ЪььЮм, = 0,27%, где Ф - полное число витков дополнительного дросселя 43.Устройство работает следуюгцим образом.К моменту времени 1, тиристоры 2 7,9- 14, 27- 32, 34- 39 заперты, ток сглаживающего дросселя 15 /.и замыкается через коммутирующие тиристоры 6 и 7, напряжения Е.х, и Е/х соответственно на конденсаторе-накопителе 18 и дополнитсльном конденсаторе-иакоиителе 40 равны своему максимальному значению (/, и отрицательны, чему соответствует полярность, указанная на с и г . 1 .В момент времени /1 (фиг. 2, 3) подаются отпирающие импульсы на тиристоры 2, 9 и 27. При этом пол действием напряжения Л(/ = -1/ - (0,27(/+0,73(/с - Оз тиристоры 2, 9 и 27 откроются и возникнет коммутационный ток, замыкающийся по контуру: фаза В сети, тиристор 9, конденсатор- накопитель 8, участок замыкания тока - общая точка коммутируюпих тиристоров 16, 17 и точка О сглаживающего дросселя 15, на котором ток будет протекать по двум 35параллельным ветвям: тиристор 6, участок ао дросселя 15; тиристор 17,.участор ос дросселя 15; и участок цепи замыкания тока: точка О фаза В сети. В результате этого коммутирующий тиристор 16, в котором ток снизится до нуля, закроется, а коммута ционный ток будет замыкаться по контуру:фаза В сети, тиристор 9, конленсатор-накопитель 18, коммутирующий тиристор 17, участок со сглаживающего дросселя 15 и участок цепи замыкания тока-точка в дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: участок ЬЬ дополнительного дросселя 43, тиристор 27, фазы С и В сети; участок И дополнительного дросселя 43, тиристор 2, фазы А и В сети, причем ток фазы С будет при данном соотношении дополнительного лросселя 43 в 2,7 раза больше тока фазы А, Начнется перезарядка конденсатора-накопителя 18 и к моменту времени / его напряжение изменится ло значения - (/,. В момент времени / подаются отиирающие импульсы на тиристоры 20, 21, которые под действием напряжения (/, конденсатора-накопителя 18 откроются и в управляющем лросселе 24 возникнет ток, замыкающийся ио контуру: конденсатор-накопитель18, тиристор 21, выпрямитель 25, управляющий дроссель 24, тиристор 20 и конденсатор-накопитель 18. При этом полный ток конденсатора-накопителя 8 будет равен сумме токов сглаживающего дросселя 15 и управляющего дросселя 24 ю 4, и поэтому процесс перезарядки конденсатора-накопителя 18 ускорится. К моменту времени з напряжение конденсатора-накопителя 18 изменится от - с/ до У и ток управляющего дросселя 24 ь 24, а следовательно, и тиристоров 20, 21 снизится до нуля, тиристоры 20, 21 закроются и за время 14 в напряжение конденсатора- накопителя 18 будет изменяться только под действием тока сглаживающего дросселя 15. В момент времени 14, когда напряжение на конденсаторе-накопителе 18 достигнет значения (lподается отпирающий импульс на коммутирующий тиристор 16, который под действием напряжения ЛУ =- -l- - (0,27 Бя+0,730 с-ов) откроется и в указанном выше контуре (фаза В сети, тиристор 9, конденсатор-накопитель 18, участок замыкания тока - общая точка коммутирующих тиристоров 16, 17 и точка О сглаживающего дросселя 15, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: тиристор 16, участок ао дросселя 15; тиристор 17, участок ос дросселя 15; и участок цепи замыкания тока - точка Ь дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: участок Ь. дополнительного дросселя 43, тиристор 27, фазы С и В сети и участок И дополнительного дросселя 43, тиристор 2, фазы А и В сети) возникает ток уже другого направления, в результате чего ток в тиристорах 2, 9 и 27 снизится до нуля и они закроются, а ток сглаживаюгцего дросселя 5 замкнется через коммутирующие тиристоры 16, 17.В момент времени 1 з подаются отпирающие импульсы на тиристоры 3, 28 и 34. При этом, под действием напряжения ЛУ = = -Ю, - (0,27 Ис+0,73 Ид - Ув тиристоры 3, 28 и 34 откроются и возникнет коммутационный ток, замыкающийся по контуру: фаза В сети, тиристор 34, дополнительный конденсатор-накопитель 40, участок замыкания тока - общая точка коммутирующих тиристоров 16, 17 и точка О сглаживающего дросселя 15, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: тиристор 16, участок ао дросселя 15; тиристор 17, участок ос дросселя5; и участок цепи замь 1 кания тока - точка Ь дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: участок дополнительного дросселя 43, тиристор 28, фазы А и В сети; участок И дополнительного дросселя 43, тиристор 3, фазы С и В сети, в результате чего ток в коммутирующем тиристоре 16 снизится до нуля и он закроется, а ток будет замыкаться по контуру: фаза В сети, тиристор 34, дополнительный конденсатор- накопитель 40, коммутирующий тиристор 17,5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 участок со сглаживающего дросселя 15 и участок цепи замыкания тока - точка Ь дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям; участок Ь дополнительного дросселя 43, тиристор 28 фазы А и В сети; участок И дополнительного дросселя 43, тиристор 30, фазы С и В сети, причем ток фазы А будет при данном соотношении плеч дополнительного дросселя 43 в 2,7 раз больше тока фазы С. В момент времени 16, когда напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе 40 достигнет значения - У, подается отпирающий импульс на тиристоры 21, 41, которые под действием напряжения - / открываются и в цепи управляющего дросселя 24 начинает протекать ток, замыкающийся по контуру: дополнительный конденсатор-накопитель 40, тиристор 21, выпрямитель 25, управляющий дроссель 24, тиристор 41, дополнительный конденсатор-накопитель 40. При этом процесс перезарядки конденсатора-накопителя 40 ускоряется.К моменту времени 17, когда напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе 40 достигнет значения С/, ток управляющего дросселя 24, а следовательно, и тиристоров 21, 41 снизится до нуля и они закроются, а напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе 40 будет изменяться за время 1 - -, только под действием тока сглаживающего дросселя 15. В момент времени 1 з, когда напряжение на дополнительном конденсаторе-накопителе 40 достигнет значения СУподается отпираюгций импульс на коммутирующий тиристор 16, который под действием напряжения ЛСУ = =С - ,(0,276 с+0,.73 Г - lю откроется и в указанном выше контуре (фаза В сети, тиристор 34, дополнительный конденсатор- накопитель 40, участок замыкания тока общая точка коммутирующих тиристоров 16, 17 и точка О сглаживающего дросселя 5, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: тиристор 6, участок ао дросселя 15; тиристор 17, участок ос дросселя 5; и участок замыкания тока точка Ь дополнительного дросселя 43 фаза В сети, на котором ток будет протекать по двум параллельным ветвям: участок Ы. дополнительного дросселя 43, тиристор 28, фазы А и В сети и участок И дополнительного дросселя 43, тиристор 3, фазы С и В сети) возникнет коммутационный ток уже другого направления, в результате чего ток тиристоров 28 и 34 снизится до нуля и они закроются, а ток сглаживающего дросселя замкнется через ком мути руюшие ти р и сто ры6, 17. Регулирование амплитудь 1 генерируемого КРМ реактивного тока осуществляется путем изменения момента подачи открываюгцих импульсов на тиристоры 20 и 21, 21 и 41, 22 и 23, 22 и 42.:Рана) 33 т ЗЗ 3 О,(33 е Б(геатент,л, 1 ен) 3(ая, гг,гг:.,В происс г:)боты хРМ ч:,ог.Х 0 Л 3 (.м 3 51 Б 31(и 3п р с) в 1 5 Н) и (О,1 р 0(Хпоступает со сгоропы 5,13 ря)п 1,я 2).Б пепи с)лзкиваюего лрк 3(,)Я 5 , .0- полРтсг 1)0 0;ц)Осссг 15 (1псп(гсрл(Г 15("3- но - к питающей сеп(.Кзк ви,0 из ДНЯГр м)пг ф 1 зпь с0 К(15, в кажлцч олупсриолс ток ф 3:(ы К М сос- ТОИТ 1 З,ПС(.И Чс)С ГКОБ ПР 51)10, 0,1 ЬПОИ формы л,тельостью .30 )т/6 э,скр 1 сских радиап, расположеkных в пор)1,3(, рРб),1- жеБом к сипусоилс. В схсчи:515(с( 0 о КРМ ток фазы в кзжлом по,)риолс сос- ТОР 1 Т 1 ОПКО 11;5 Л 5 ЧХ ПР 510)053 Ь 1:гХЧЗСКо 5 0 ДИЗКОБОИ с 1 МПГ)ИТЧ.г Л, П ГСЛ по ГЬЮ П, ЭЛСКтРПЧССКИХ РЗЛПЗ)г.КОЗ(1)И(13 НТ )р)10 НП; с СНИЖ)С 1 я в 5,4 раза. оэох Б срзвпчии с про)0- типом прелложснпос устрой гво по:51505351(т улучшить гярмо;ичскпй с;и гчсрирусчо- ГО РСЗКТИБПО 0 ТОКЗ.В срзвпснии с бп 50 вь; 5 РМ 15 пр(л,и)- же 1 ой схеме КР.5:Р)стог 3 измесипя 1:зП 351)КСП И 51 Пс) СГ 1 с )К 11 Н)П(С 3;1 ЧП РЯБЛ 51 НПСЧ Л Р О С С СЛ Я Х У Б(Х 1 И Ч И и с 1(Г С и 15 ) Р 3 3 3, П с 1 П Р 5- ЖСНИС П 3 СГ 1 ЗЖИБс)Н)ПРС)ПРЯБЛ 53 Ю 1( ,1)ОСССГЯХ, с 1 Т 1 КЖ(. На и,.СПСЗТОРЗ:.-П 3- копителях снижается в 2,1 раза. Все зто приволпт к умспьшеию хт 3- НОВ 1 СН Ной М 01 ЦНОС И Ст сК И Вс 1 Ю ПРСГО И ЧП. равляюшсго лроссс,ей более чем в 4 р 3.51, а счх чар 30 и уста 0:5,1 с 1 и 1 мои(ности копленсс 1 торов-с 1 копит(,)сп б 0,3 с гсм Б 2 рзз;3 Ком пспсатор реактивой мциости, с 0- РЕ Р ж с) 11 3 й Д В 3 Т Р С Х ф с 1 3 П 1 Х Т И Р И (" 0 Р Ы Х Х 1 0 С- товых преобразователя, ключеных пзрзлсльоа стороне персмспоп гока, сг,аж и Бз ю И 1 и Й ЛРОссег 1 г, )епо 11(У и.5 л Ух с(. Лас 0 ПОСЛСДОВатСЛЫН) СОСЛИЬСППгХ р)3 торо 5, подкл юч( и пую па раллел ь:30 с г,з Жива 10 ПРСХ 1 ЛРОССС, ПО, КОПЛЕНСс 3 ТОР, Б 1 Н) г)гЫй ЧЕ)К;) ЗаМКНУтЫМ НЯКОР 03 К 0 ВЫХОЛОМ3)СояНО 0 Т 0 КЗ ОЛНОГО ИЗ 3 Р(Хфси)НЫХ ТИристорых х)(ст(вых преобразователей иобси точкой послслцвзт(,ыи соелипенпыхТИРРСТ 0 РОВ, Пс)Рс 3,1,1 Е.1 ЬНО КоОРОМУ ПО К.)Ючсп вхол еремепо тока олнофазного хоство 0 тиристорпого прсобразователя, выходпостояного тока котороо сцелиен с после 10 и Я ТСЛ Ь Н 0 С О СЛ ИС11 Х И У Г Р с 1 В,51 К) иИ Млроссслсм и источпиком 3 остояпцгц тока,3 ОПОЛЯРПОСт:г КОТОРСГ 0 СОГЛаСОВаца С ПОЛЯРостью олофазногц тириторного мостовоГ 0 П Р(.ОГ) Р 1 3 О Б 3 Т СГ Я, Г) ТЛГг 30 Ц, ТЕ Х) ЧТОС ПЕГ 1 ЬК) )1 С 1)С 13351 (ЫСПИ., Гс 1 РМ 0(ИК КОХ- п(чсатор сабжсн л 1)умя,(снплние,)ьпычиРСХфаЗНЫМИ ТИРСТОР)311 Х)И М 0 СТ 051)1 РСООРЗЗОВатСЛЯЪ)И, )КЛ 0 С П 1)г:)3 И ПЗ С 30 НИ)ЕПСРСЧЕНОГО тОКЗ ПЗРЗЛЛСЛЬНО 0 сВПЫМГ Р ( Х ф 3 3 Н Ы ) 3 1 И Р Р СГ Г Р Н Ь: ) 3 , 0 СТ 0 51,.3 Р С 0 О Р а -ЗОБЗ 1 (Х 1 Я )1 33:(с) 1 КНХ ТЫ )ППс КОР 0 ТК( 31 Я С: 000 С ПОСТОЯННО 0 ОКс, 5 Гцр 015 НовОй