Способ коммутации статических конденсаторов, соединенных в треугольник

(19) И)дН 02 д 3/ ГОСУДАРСТВЕ ПО ЕЛАМ И КОМИТЕТ СССРЕНИЙ И ОТИР 4 3 ОПТ ЫТИИет,лПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ лл .:(53) 621.3194.064(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР В 230959, кл. Н 02 3 3/18, 1963.2. Авторское свидетельство СССР Р 811400, кл. Н 02 3 3/18, 1976. (54)(57) СПОСОБ КОММУТАПИИ СТАТИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ, СОЕДИНЕННЫХ В ТРЕУГОЛЬНИК, один вывод которого соединен с одной из фаз потребителя непосредственно, а с двумя другими- через встречно-параллельно включенные управляемые вентили, путем включения и отключения конденсаторов в момент равенства нулю первого линейного напряжения между фазами, соедийенными с управляемыми вентилями,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью повьзаения быстродействия,коммутируют все конденсаторы одновременно, при этом подключение осуществляют после заряда двух конденсаторов, общая точка соединения которыхсвязана с фазой потребителя непосредственно, относительно этой точки постоянным напряжением, численно равным величине второго или третьеголинейного напряжения относительноэтой же точки в момент равенства ну.лю первого линейного напряжения припереходе его из области отрицательных.в область положительных значений, а отключение осуществляют в щаналогичный момент времени подзарядкой упомянутых конденсаторов до напряиеяия, превнвивияго ноиинвпьиое.напряжением, численно равным величине второго или третьего линейногонапряжения относительно этой же точки в момент равенства нулю первоголинейного напряжения при переходеего из области отрицательных н область положительных значений, а отключение осуществляют в аналогичныймомент времени подзарядкой упомянутых конденсаторов до напряжения,1 О превышающего номинальное.На фиг, 1 изображено устройстводля реализации способа, на Фиг. 2графики линейных напряжений конденсаторов и потребителей,5 Способ ооущестнляют следующимобразом.Предположим, что сов д потребителя 1 достиг некоторой уставки электронной системй управления 2 коммутацией треугольников. Система управления 2 выдала сигнал на подключение1-го треугольника в блок 3 или 2-готреугольника в блок 4, или обоихтреугольников одновременно,Пусть в исходном состоянии конденсаторы 5-10 заряжены до напряжемаксния, величина которого равна Осов 30 Ш - амплитуда линейногонапряжения), например, при эффективном значении линейного напряженияЗО 380 В, имеющего амплитуду 537 В,заряд необходимо осуществлять донагряжения 465 В относительно ФидераФазы В потребителя непрерывной подачей сигналов включения на управляЗ 5 емые вентили 11 и 12, обеспечивающиеподключение стабилизированного системой управления 13 однофаэного выпрямителя 14 со значением выходногонапряжения, численно равным Омакс х40 со 300, через диоды 15-19 к упомянутым конденсаторам. Конденсаторыбудут разряжены резисторами 20 и 21.При поступлении сигнала превышения устанки блок 3 или 4 или блоки45 3 и 4 снимают сигналы включения вентиля 11 или 12, или вентилей 11 и 12соответственно и подают сигналы включения вентилей 22-25 или 26-29, иливентилей 22-25 и.26-29 соответственно в ближайший после поступления сигнала превышения уставки момент равенства нулю фазы линейного напряжения0 Ас при одновременном равенстве 120фазы линейного напряжения О с и 240. Фазы линейного напряжения Ив .55 60 65 Изобретение относится к регулированию реактивной мощности в электрических сетях с подключением и отключением треугольника статическихконденсаторов.с помощью управляемыхвентилей.Известен способ подключения конденсаторной батареи с уменьшениембросков тока в момент коммутации,заключающийся в том, что длительностьгорения вентилей изменяют подзарядкой конденсаторов до напряжения,превышающего напряжение сети, токовыми импульсами, момент подачи которых зависит от режима сети 1 .Недостатками этого способа являются необходимость подачи чередующейся полярности токовых импульсов, таккак это усложняет устройство для осуществления способа, а также невозможность подключения к трехфазнойсети статических конденсаторов, соединенных в треугольник.Известен также способ регулирования реактивной мощности в электрических сетях посредством коммутациистатических конденсаторов, соединенных н треугольник, путем его поочередного подключения и отключения,причем подключение производят в моменты, когда разность соответствующих линейных напряжений сети итреугольника равна нулю, а отключение треугольника осущестнляют отодной из фаз сети в момент времени,когда ток в данной Фазе равен нулю,затем отключают треугольник от двухдругих Фаз н момент равенства токав этих Фазах нулю, а включение осуществляют в обратной последовательности 2 .Недостатком известного способаявляется низкое быстродействие коммутации принодящее к времени переходных процессов, равному 360 эл.градЦелью изобретения является повышение быстродействия коммутации засчет сокращения времени переходныхпроцессов с 360 до 0 эл.град,Указанная цель достигается тем,что согласно способу коммутациистатических конденсаторов, соединенных в треугольник, один вывод которого соединен с одной из Фаз потребителя непосредственно, а с двумядругими - через встречно-параллельно включенные управляемые вентили,путем включения и отключения конденсаторов в момент равенства нулюпервого линейного напряжения междуфазами, соединенными с управляемымивентилями, коммутируют конденсатбрытреугольника одновременно, при этомподключение осуществляют после за"ряда двух конденсаторов, общая точка соединения которых связана с фазой потребителя непосредственно, относительно этоР точки постоянным При этом произойдет подключение разряженного конденсатора 5 или б, или конденсатора 5 и б к имеющему нулевое. значение линейному напряжемакс о нию Одс, заряженного доО, к соя 30 конденсатора 7 или. 9, или конденсаторов 7 и 9 к линейному напряжению Ц б значением Осо 30 и зарямакс оженного до Осов 30 конденсатора 8 или 10, или конденсаторов1025000 10 где 1 5055 60Я е 8 и 10 к линейному напряжению Цсззначением О;", сов 30".Вентили 11, 15,.16 или 12, 17,18, или вентили 11, 15, 16 и 12, 1718 будут закрыты обратным напряжением,Другими словами, для каждого изконденсаторов треугольника будет выполнено условие равенства мгновенного значения линейного напряжения,к которому подключается данный конденсатор, и напряжения на обкладкахконденсатора в момент подключения.При этом все конденсаторы подключаются одновременно.Так как ток через конденсатор выражается формулойсОсс=сд 1 ток конденсатора (мгновенное значение);С - емкость конденсатора; 0 - напряжение между обкладками конденсатора (мгновенное значение),то для каждого из конденсаторов треугольника при подключении Ос = 0 и,следовательно, (с = О. Это означает,что все конденсаторы треугольникаподключаются по предлагаемому способу без бросков свободного тока черезКонденсаторы, т.е, и через управляемые вентили 22-29. При этом такжене возникает переходных процессовДальнейшее изменение напряженияна конденсаторах определяется изменением линейных напряжений потребителя(фиг. 2)По истечЕнии определенного времени соь ц выровняется из-за подключения конденсаторов и возникает необходимость их отключения. Этот про"межуток времени - надобности в подключенных конденсаторах равен 360эл.град. Отключение производится вближайший после получения командына Отключение момент равенства нулюфазы напрядения Ц с, равенства 120 Офазы напряжения О 8 или 240 Фазынапряжения Ц, Ь этот момент подают сигналы включения на вентиль30, связывающий стабилизированныйна уровне, не ниже, например, 110,от амплитуды линейного напряженияпотребителя системой управления 31,выпрямитель 32 и на вентили 11,или12, или вентили 11 и 12. Произойдетформирование импульсов тока, запирающих вентили 23 и 25 (если с нихи вентилей 22 и 24 снять в этот жемомент сигналы включения) или 27и 29, или вентили и 27 и 29 прианалогичном снятии сигналов включени Остальные вентили.22 и 24 или 26и,28 или вентили 22, 24 и 26, 28 в этот момент уже закрыты обратным напряжением.Если частота электропитания и рабочие токи конденсаторов столь значительны, что угол запирания управляемых вентилей имеет существенноезначение, отключение следует производить в момент, предшествующий упомянутому на этот угол запирания. Аналогично при существенности угла включения следует производить подключение треугольника в момент, предшествующий упомянутому на этот угол включения.После отключения конденсаторы 7,8 или 9, 10, или конденсаторы 7-10заряжены до напряжения выпрямителя32, а конденсаторы 5 или 6, или 5и 6 разряжены. Вентили 22-25 или26-29, или вентили 22-29 закрыты.Закрыт и диод 19.Через вентили 15, 16, 11 или 17,.18, 12, или вентили 15, 16, 11 и 17,18, 12 протекает ток через вентиль30 и от выпрямителя 32.Снятие сигналов включения с вентиля 30 не приведет к его закрытию,если он частично управляем. Однаков случае частичной управляемости30 для закрытия этого вентиля достаточно снять сигналы включения с вентилявыпрямителя 32, который будет закрытобратным напряжением на соответствующей вторичной обмотке 33 трансфор 35 матора 34После закрытия вентиля 30 про-изойдет разряд конденсаторов 7-10через резисторы 35-38 до уровняц м" соь ЗОО, так как при достнже 40 нии этого уровня откроется диод 19и устройство вернется в исходное. состояние.Отсутствие несимметрии при коммутации конденсаторов, а также наличие высокого быстродействия коммуф 5тации выгодно отличают предлагаемыйспособ от известных,1 Высокое быстродействие существенно облегчает защиту управляемых вентилей от чрезмерной скорости нарастания анодного напряжения, так как своевременное восполнение дефицита или отбор излишка реактивной мощности коммутацией треугольников по предлагаемому способу не дает развиться перенапряжению на Фидерах потребителя.Таким образом, изобретение обеспечивает построение малогабаритных и быстродействующих автоматических устройств компенсации реактивной мощности.1025000 Составитель К, фотинаан Техред С, Мигунова ректор В.Гирня ) Редактор Н. одписное 4410/49 Тираж 617ВНИИПИ Государственного комитета ССпо.делам изобретений и открытий.13035, Москва, ж, Раушская наб.,к д, 4/5 Фюююю филиал ППП "Патент", г, Ужгофод, ул, Проектная