Фильтро-компенсирующее устройство

Союз Советски кСоциалистическиереспублик К АВТОРСКОМУ СВИДНЕЛЬСТВУ(72) Авторы изобретени Дорошенко Николен(7) Заяви й ордена Тру литехнически ного Знам есск вого инст 4) ФИЛЬТРО-КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВ Изобрете ве дополнительных исто р ивнои мощности.Однако шунтовые конденсаторные батареи особенно чувствительны к высшимгармоникам тока. Легко проникая в них,токи высших гармоник перегружают диэлектрик конденсаторов и вызывают егопреждевременное старение. Кроме того,возможен резонанс тока на частоте одной из гармоник, что еще больше перегружает конденсаторы и вызывает ухудшение несинусоидальности напряженияв электРической сети.Значительное распространение вэлектрических сетях вентильных преоб"разователей и других потребителей снелинейной вольтамперной характеристикой вызывает серьезные затрудненияс применением шунтовых конденсаторныхбатарей.Для ограниченымоник; проникающисаторные батареи,ними включают инд улучшения ктрических снию высших ре навеличиныическихет бытьх сетях,узки срактериспреобращихпряжеуровн сетях испол итаю 10 нели тикой зоват Изли е ест раКтаю- ф ователи лереак" исатор остра- ачесте относится к областиества н"пряжения в элекях, а именно к подавлермонических составляюрисутствующих в спек ия и к регулированию й напряжения в электТакое устройство мо зовано в электрическ щих электрические наг йной вольтамперной хнапример вентильные в но, что вентильные пре требуют значительную р тивную мощность и генерируют в щую их сеть высшие гармоники то редное влияние которых на все енты сети общеизвестно 1,1). Благодаря своей рентабельности равнению с другими источниками ивной мощности, шунтовые конде ные батареи нашли широкое распр ение в электрических сетях в кличины, чтобы совместно с емкостьюконденсаторов батарей образовываласьрезонансная цепь, настроенная на частоту одной из гармоник. При этом получается двухцелевое устройство: компенсация реактивной мощности и минимизация высших гармоник. Его можноназвать фильтро-компенсирующим устройством,Однако режим работы конденсаторнойбатареи в фильтро-компенсирующем устройстве достаточно тяжел, так как оназагружается током фильтруемой гармоники, а напряжение на ней повышаетсяне только за счет этого тока, но и засчет настраивающей индуктивности приноминальном напряжении питающей сетипропорционально коэффициенту:фб- ) гогде 1 - порядковый номер гармоники,на которую настроен фильтр,Если же напряжение в электрической сети превышает номинальное значение, то режим работы конденсаторовфильтро-компенсирующих устроиств ещебольше утяжеляется, Таким образом, необходимо управление режимом работыконденсаторов фильтро-компенсирующихустройств.Известно компенсирующее устройство, содержащее шунтовую конденсаторную батарею, регулировочный автотрансформатор и последовательный транс 35форматор, причем вторичная обмоткапоследовательного трансформаторавключена последовательно с батареей21.Изменение положения переключателя40ответвления регулировочного автотрансформатора вызывает изменение добавочного напряжения, вводимого в цепьпитания батареи, последовательнымтрансформатором, и, следовательнонапряжения на выводах батареи прямо45пропорциональны квадрату приложенного напряжения. Напряжение ступенирегулирования обычно составляет величину порядка 1-1,5 Е номинальногонапряжения, устройство позволяет осу",ф.ф 50ществлять изменение отдаваемой мощности батареи небольшими ступенями(1,5-3 Х) без дополнительных выключа"телей.Пределы регулирования мощности определяются пределами регулированиянапряжения. Например, регулированиенапряжения в пределах 253 обеспе- . чивае изменение мощности батареив 2,8 раза,Такое устройство может быть использовано в качестве фильтро-компенсирующего, однако эффективностьего применения может оказаться незначительная, а конденсаторы могут быстро выйти из строя по причине перегрузки их токами гармоник и перенапряжения на них.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей, повыше ние надежности и сохраннбсти конденсаторов шунтовых конденсаторных батарей при их эксплуатации в электрических сетях с высшими гармоникамитока,Эта цель достигается в фильтрокомпенсирующем устройстве, содержа"щем батарею конденсаторов и последоовательный трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена с выводомдля подключения к питающей сети исоединена последовательно с конденсаторной батареей, второй вывод которой подсоединен к второму выводудля подключения к питающей сети,снабжено тиристорными ключами в видевстречно-параллельно включенных вентилей с блоком управления, датчикомотока и датчиком напряжения, выводыкоторых соединены с блоком управления ключами, а трансформатор выполнен с двумя первичными обмотками,соединенными последовательно, причемточка соединения первичных обмотокподсоединена к выводу для подсоединения к питающей сети вторичной обмотки, а к свободным концам первичных обмоток подсоединены выводы тиристорных ключей, вторые выводы которых подсоединены к второму выводу дляподсоединения к питающей сети.На чертеже изображена электрическая схема предлагаемого устройства,Устройство содержит шунтовую конденсаторную батарею 1 с выводом дляподключения к питающей сети, после"довательно с которой соединена вторичная обмотка последовательноготрансформатора 2 с двумя первичнымиобмотками, соединенными последовательно, к свободным концам которыхподсоединены тнристорный ключ 3 длявстречного включения обмоток последовательного трансформатора и тиристорный ключ 4 для согласного включения обмоток последовательного трансформатора с системой 5 .управления тиристорными ключами, к входу которойподсоединены выходы датчика 6 тока идатчика 7 напряжения.Устройство работает следующим образом.В режиме, когда величина тока нагрузки фильтро-компенсирующего устройства токами высших гармоник начинает превышать значение 1 и конденсаторов или напряжение на них прибжпкас; 1 Оется к величине 1,1 О, сигнал отдатчика 6 тока или датчика 7 напряжения поступает на систему 5 плавного управления тиристорными ключамитаким образом, что открывается только ключ 3 и подключает одну из первичных обмоток последовательноготрансформатора 2 на напряжение фильтро-компенсирующего устройства встречно с вторичной. При этом напряжение на конденсаторах снижается и ихтоковая нагрузка уменьшается.В режиме, когда напряжение электрической сети становится меньше 01,а токовая нагрузка фильтро-компенсирующего устройства меньше 1 конденНсаторов, от датчика б тока и датчика7 поступают сигналы на систему 5 плавного управления тиристорными ключамитаким образом, что ключ 3 закрывается 10а ключ 4 открывается и подключает вторую первичную обмотку последовательного трансформатора 2 на напряжениефильтро-компенсирующего устройствасогласно с вторичной. При этом напря- з 5жение на конденсаторах, возрастает ивозрастает величина еактивной мощности, выдаваемой фильтро-компенсирующим устройством, однако величинаего тока не должна превышать 1 1,Известно срок службы конденсаторов, выпускаемых нашей промышленностьюдпя шунтовых кондейсаторных батарей,составляет 20 лет. Однако по причинеперегрузки токами высших гармоник и 45перенапряжений на конденсаторах вбольшинстве случаев их применения в электрических сетях с высшими гармо" никами тока они уже в течениеервого года эксплуатации выходят иэ строя,Годовая экономия от применения предлагаемого фильтро-компенсирующего устройства составит около 2000 руб.в год и при этом повысится срок службы конденсаторов.Формула изобретенияФильтро-компенсирующее устройство, содержащее батарею конденсаторови последовательный трансформатор, вторичная обмотка которого выполнена свыводом для подключения к питающейсети н соединена последовательно сконденсаторной батареей, второй вывод которой подсоединен к второму выводу для подключения к питающей сети,о т л и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью расширения функциональных воэможностей, повышения надежности исрока службы конденсаторов, оно снабжено тиристорными ключами в видевстречно-параллельно включенных вентилей с блоком управления, датчикомтока и датчиком напряжения, выводыкоторых соединены с блоком управления ключами, а трансформатор. выполнен с двумя первичными обмотками, соединенными последовательно, причемточка соединения первичных обмотокподсоединена к выводу для подсоеди- .нения к питающей сети вторичной обмотки, а к свободным концам первичных обмоток подсоединены выводы тиристорных ключей, вторые выводы которых подсоединены к второму выводудля подсоединения к питающей сети.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабженияпромпредприятий. М., "Энергия", 1974.2. Авторское свидетельство СССРУ 411574, кл. Н 02 Э 3/18, 1974,879703 9735/25 Тираа ВНИИПИ Государственн по делам иэобрете 313035, Москва, Ж78 . Подписноеого комитета СССРннй и открытий, Рауюская наб., д. 4/5 Зак Филиал ППП "Патент"., г. Укгород, ул; Проек 4 Составитель Л, Дементвева актор Т. Морозова Техред Е.Харитончик Корректор С.Щомак