Устройство для регулирования реактивной мощности

(11) 48641,8 Союз Советских Социалистических РеспубликГосударственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий(71) Заявитель А. В. Панин и В. Н, Панченко Ворошиловградский филиал Государственногопроектно-конструкторского и научно-исследовательскогоинститута по автоматизации угольной промышленности(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИИзобретение относится к устройствам для регулирования реактивной мощности и может найти применение в системах электроснабжения промышленных предприятий.Известно устройство для регулирования реактивной мощности, содержащее многофазные преобразователи с искусственной коммутацией, число которых кратно двум, подсоединенные ко вторичным обмоткам силового трансформатора и соединенные на стороне постоянного тока последовательно через сглаживающий дроссель и блок искусственной коммутации.Недостатком указанного устройства является невозможность симметрирования режима многофазной сети, исключения генерирования гармонических составляющих, кратных трем, в питающую сеть и осуществления одновременной коммутации преобразователей.С целью симметрирования режима сети при одновременном поддержании заданного коэффициента мощности каждый многофазный преобразователь предлагаемого устройства выполнен из однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителей, количество которых равно числу фаз сети, каждый из которых соединен посредством управляемых вентилей с блоком искусственной коммутации.С целью исключения генерирования гармонических составляющих тока, кратных трем,в питающую сеть выход каждого указанногооднофазного двухполупериодного выпрямителяшунтирован управляемым вентилем,Для осуществления одновременной комму 5 тации преобразователей выход каждого однофазного двухполупериодного выпрямителяшунтирован блоком искусственной коммутации, например мостовым.На фиг. 1 изображена принципиальная схе 10 ма устройства для регулирования реактивноймощности.Устройство состоит нз трехфазных преобразователей с искусственной коммутацией 1 и 2,датчика тока 3, сглаживающего дросселя 4,5 блока управления 5, датчика трехфазной сетиб, силового трансформатора 7, однофазныхдвухполуперподных управляемых выпрямителей 8 - 10, управляемых вентилей 11 - 16 нблока искусствснной коммутации 17,20 На фиг. 2 изображена принципиальная схема устройства с шунтирующпми вентилями,где 18 - 20 - шунтирующие вентили; 21 - 2 б -вентили выпрямителей; 27 - 29 - вторичныеполуобмотки трансформатора; 30 - конденса 25 тор блока коммутации; 31 в 34 вентили блока коммутации.На фиг, 3 изображена принцшшальная схема устройства с шунтирующпмп вентилями ис индивидуальными для каждого выпрямптс 30 ля блоками искусственной коммутации 17.Устройство, изображенное на фиг. 1, работает следующим образом.Для симметрировапия режима мпогофазпой сети при одновременном поддержании заданного коэффициента мощности устанавливают углы регулирования однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителей фаз 8 - 10 трехфазных преобразователей 1 - 2, при которых первые гармоники тока устройства, равные сумме первых гармоник тока одноименных фаз трехфазных преобразователей 1 и 2, ооразуют токи обратной последовательности, равные по модулю и противоположные по фазе токам обратной последовательности сети, вызванные несимметричной нагрузкой, и токи прямой последовательности, сдвинутые по фазе по отношению к питающему папряжеБнию на угол и=+ и обеспечивающие под - гдержание заданного коэффициента мощности.При этом выпрямленный ток 1, проходит по цепи: трехфазный преобразователь 1, однофазные двухполупериодпые управляемые выпрямители фаз 8 - 10 трехфазного преобразователя 2 и сглаживающий дроссель 4. Для осуществления искусственной коммутации, например, одного управляемого вентиля однофазного двухполупериодного управляемого выпрямителя 8 через открытые управляемые вентили 11, 12 напряжение блока искусственной коммутации 17 прикладывается к последовательно соединенным полуобмотке трансформатора и управляемому вентилю и последний закрывается. Перезаряд конденсатора блока 17 осуществляется выпрямленным током 1 а и при достижении заданного значения напряжения открывают очередной вступающий в работу управляемый вентиль, Лналогично осуществляется искусственная коммутация остальных управляемых вентилей.Устройство, изображенное на фиг. 2, работает следующим образом.Пусть конденсатор 30 блока искусственной коммутации заряжен, открыты вентили 21, 23 и 25 однофазных управляемых выпрямителей 8 - 10 трехфазного преобразователя 2.При этом выпрямленный ток проходит по цепи: управляемый вентиль 25, полуобмотка 29, управляемый вентиль 23, полуобмотка 28, управляемый вентиль 21,. полуобмотка 27 трехфазного управляемого преобразователя 2, каскадно соединенные однофазные выпрямители трехфазного управляемого преобразователя 1, сглаживающий дроссель 4 и датчик тока 3.Для запирания управляемого вентиля 25 открывают управляемые ве:1 тили 16, 31, 34, 15 и напряжение конденсатора 30 прикладывается к последовательно соединенным управля мому вентилю 25 и полуобмотке 29. После запирапия управляемого вентиля 25 выпрямленный ток проходит по цепи: управляемые вентили 16, 31, конденсатор 30, управляемые 5 1 О 15 20 25 30 35 4 о 45 50 55 60 65 вентили 34, 15, 23, полуобмотка 28, управляемый вентиль 21, полуобмотка 27 трехфазного управляемого преобразователя 2, трехфазный управляемый преобразователь 1, дроссель 4, датчик тока 3. Происходит перезарядконденсатора 30. После достижения значенияпапр 51 жепия на копдесаторе 30 Олока искусственной коммутации, при котором обеспечивается надежная коммутация управляемыхвентилей однофазных выпрямителей и шунтирующих ве 1 пилей при заданном токе установки, сигналом блока управления 5 открывается вентиль 18. При этом запираются вентили16, 31, 34, 15 и выпрямленный ток проходитпо цепи: вентили 18, 23, полуобмотка 28, управляемый вентиль 21, полуобмотка 27 трехфазного управляемого преобразователя 2,трехфазный управляемый преобразователь 1,сглаживающий дроссель 4, датчик тока 3.По истечении времени, равного 1/6 периода,блок управления 5 открывает вентили 16, 31,34, 15 и вентиль 18 закрывается. Происходитперезаряд конденсатора 30. Лналогично осуществляется искусственная коммутация вентилей21 - 24 и 19, 20.Устройство, изобракенное на фиг, 3, работает следующим образом,Пусть открыты управляемые вентили 26,24 и 22 однофазных двухполупериодных выпрямителей 8 - 10 соответственно. Обкладкаконденсатора 30 имеет поло 1 кительный потел.циал.Выпрямленный ток проходит по цепи: управляемый вентиль 26, полуобмотка 29, управ.ляемый вентиль 24, полуобмотка 28, управлясмьш вентиль 22, полуобмотка 27, датчик выпрямленно;о тока 3 и сглаживаю 1 ций дроссель 4.При открывании вентилей 32 и 33 напряжение конденсатора 30 прикладывается к последовательно соединенным полуобмотке 29 и управляемому вентилю 26, после запирания которого выпрямленный ток проходит по цепи:управляемый вентиль 33, конденсатор 30, управляемые вентили 32 и 24, полуобмотка 28,управляемый вентиль 22, полуобмотка 27,датчик выпрямленного -,ока 3 и сглаживающий дроссель 4. Происходит перезаряд конденсатора 30. При достижении значения напряжения на конденсаторе 30, при которомобеспечивается надежная коммутация управляемых вентилей, открывается, например, управляемый вентиль 18. Закрываются управляемые вентили 33, 32, и выпрямленный ток проход 1 гг по цепи: управляемый вентиль 18, каскадно соединенные однофазные двухполупериодные у 1 равляемые выпрямители 9 и 10,датчик выпрямленного тока 3, сглакива 1 о 1 цийдроссель 4,Для запирания управляемого вентиля 18открыгают управляемые вентили 31, 34 и после достижения заданного значения папряжс 11 ия па конденсаторе 30 открывают очередной вступающий в работу управляемый всптиль.Предмет изобретения 1. Устройство для регулирования реактивной мощности, содержащее многофазные преобразователи с искусственной коммутацией, число которых кратно двум, подсоединенные ко вторичным обмоткам силового трансформатора и соединенные на стороне постоянного тока последовательно через сглаживающий дроссель и блок искусственной коммутации, отличающееся тем, что, с целью симметрирования режима сети при одновременном поддерканин заданного коэффициента мощности, каждый из указанных многофазных преобразователей выполнен из однофазных двухполупериодных управляемых выпрямителей, количество которых равно числу фаз сети, причем каждый из указанных управляемых выпрямителей соединен посредством управляемых вентилей с указанным блоком искусственной коммутации.2, Устройство для регулирования реактивной мощности по п. 1, отличающееся 5 тем, что с целью исключения генерированиягармонических составляющих тока, кратных трем, в питающую сеть, выход каждого указанного однофазного двухполупериодного выпрямителя шунтирогап управляемым вен тилем.3. Устройство по п. 2, отличающеесятем, что, с целью осуществления одновременной коммутации преобразователей, выход каждого указанного однофазного двухполу периодного выпрямителя шунтирован блокомискусственной коммутации, например мостовым.Приоритет по пунктам 13.02.73 по п. 2,25.06.73 по п. 3.Заказ 3108,11ЦНИИПИ Поди псГССР ипография, пп. Сапунова, 2 Изд. Ло 1871 осударственного комитет по делам изобретений Москва Ж, Раугпск