Устройство для регулирования реактивной мощности в электрической сети (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 19) (1 4 Н 02 3 3/18 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ ЕЛЬСТВУ оитель- акарова о СССР 1983. СССР 1977(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕАКТИВНОЙ ЮЩНОСТИ СЕТИ (ЕГО ВАРИАНТЫ) (57) Изобретение от ти устройств для пл вания реактивной обеспечения условий ристоров в автономн Цель - повышение терь. Устройство со тельно включенные к Е ГУЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСосится к облас вного регулиро ощности и дл коммутациитиых инверторах.К 1 Щ, снижение пот .последо онденсаторну ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ К АВТОРСКОМУ СВИ(71) Николаевский кораблесный институт им. адм. С.О.(56) Авторское свидетельстУ 10532 17, кл. Н 02 7 3/ 18Авторское свидетельствоВ 575726, кл. Н 02 1 3/18,батарею 3, дроссель 4 и вентильныекоммутаторы (5-6, 7-8). Данная ветвьшунтирована конденсатором 2, а обепараллельные ветви подключены к сети через дополнительные дроссель 4 ивентильный коммутатор (5-6). Однонаправленный импульс тока образованпутем первоначального заряда конденсатора 2 и последующего его разрядана конденсаторную батарею 3. Устройство по второму варианту содержитвключенные последовательно конденсаторную батарею, дроссель и однофазный мост, образованный вентильнымикоммутаторами. В диагональ переменного тока моста включен конденсатор.Заряд конденсаторной батареи осуществлен путем поочередного перезарядаконденсатора с помощью вентильныхкоммутаторов моста. Емкость конденсатора по крайней мере на порядокменьше емкости конденсаторной батареи. 2 с.п. ф-лы. 4 ил,35 40 Изобретение относится к области средств плавного регулирования реактивной мощности, например в промышленных сетях, или для обеспечения искусственной коммутации тиристоров в автономных инверторах.Цель изобретения - увеличение коэффициента полезного действия и снижение потерь.На фиг,1 изображена схема устройства регулирования реактивной мощности, первый вариант; на фиг.2 - структурная схема системы управления устройства; на фиг,З - устройство регулирования реактивной мощности, второй вариант; на фиг.4 - структурная схема системы управления устройства.Устройство по первому варианту содержит источник 1 питания переменного тока, конденсатор 2 малой емкости, конденсаторную батарею 3 большой емкости, дроссель 4, два вентильных коммутатора из встречно-параллельно включенных тиристоров 5,6 и 7,8. Конденсатор 2 обладает емкостью по крайней мере на порядок меньше по сравнению с емкостью конденсаторной батареи 3.Устройство по второму варианту содержит задающий генератор 9 высокой частоты, обладающий возможностью регулировать выходную частоту, логические элементы И 10-13; формирователи 14-17 импульсов для стирания тиристоров, возле ко.орых цифрами 5-8 указаны номера тиристоров схемы фиг.1, на которых воздействуют формирователи импульсов, синхронизатор 18, имеющий два выхода, знаками "+" и - отмечены выходы сигналов синхронизатора 18, появляющихся при положительной и отрицательной полу- волне напряжения источника 1 питания.На фиг.З изображены элементы 1-4, образованный четырьмя вентильными коммутаторами однофазный мост,в диагональ переменного тока которого включен конденсатор 2 малой емкости. При этом четыре вентильных коммутатора образованы встреч о-параллельно включенными тиристорами 19, 20 21, 22; 23, 24; 25, 26. В данной схеме конденсатор 2 обладает емкостью по крайней мере на порядок меньше по сравнению с емкостью конденсаторнойбатареи 3.На фиг.4 изображены синхронизатор 18, аналогичный используемому в схеме фиг.2 задающий генератор 9 высокой частоты, обладающий возможностью регулировать выходную частоту; логические элементы И 10-13; формирователи 27-34 импульсов для отпирания тиристоров, возле которых цифрами 19- 26 указаны номера тиристоров схемы фиг.З, на которые воздействуют формирователи импульсов.Элементы 9-17 и 27-34 фиг.2 и фиг,4 могут быть выполнены на основе известных блоков и известных способов их соединения,В частности, задающий генератор 9 может быть выполнен с трансформаторным выходом (при этом трансформатор имеет две выходные вторичные обмотки с последовательно включенными диодами).Синхронизатор 18 выполнен в виде трансформатора, первичная обмотка которого подключена к источнику 1 питания переменного тока, выходами служат две вторичные обмотки с включенными последовательно диодами.Регулирование реактивной мощности осуществляется следующим образом.В положительный полупериод напряжения источника 1 питания (фиг.1) отпирается тиристор 6 и конденсатор малой емкости 2 заряжается от источника 1 через тиристор 6 и дроссель 4 до напряжения, примерно равного удвоенному мгновенному значению напряжения источника 1. После этого тиристор 6 запирается.Далее отпирается тиристор 8 иконденсатор 2 перезаряжается по цепи 2-4-8-3-2, в результате чего конденсаторная батарея 3 приобретает заряд от протекающего однонаправленного импульса тока. Параметры конденсатора 2 и дросселя 4 рассчитываются таким образом, чтобы циклическая частота описываемых процессов покрайней мере на порядок превышалациклическую частоту источника 1 питания. Путем отпирания тиристора 6,а затем тиристора 8 осуществляют заряд конденсаторной батареи 3 высокочастотными однонаправленными импульсами тока. Аналогичным образом в отрицательный полупериод напряжения источника 1 питания сначала для заряда конденсатора 2 отпирается тиристор 5, а после запирания тиристора 5 отпирается тиристор 7, и конденсаторная1282 батарея перезаряжается однонаправленными импульсами тока обратного направления.Регулирование реактивной мощности устройства осуществпяется изменением частоты включения тиристоров (изменением величины пауз между импульсами токов).Система управления работает следующим образом.Задающий генератор 9 вырабатывает напряжение высокой частоты,причем продолжительность во времени одного полупериода этого напряжения достаточна для затухания импульса тока прГ заряде конденсатора 2 или конденсаторной батареи 3. В синхронизаторе 18 и задающем генераторе 9 знаками "+" и "-" отмечены выхо 10 Рассмотрим работу предлагаемого устройства по второму варианту.В положительный полупериод выходного напряжения источника 1 питания отпираются тиристоры 19 и 25 и включенные последовательно конденсатор 2 малой емкости и конденсаторная батарея 3 заряжаются по цепи 1-4-19 ды импульсов, появляющихся при на личии соответственно положительной Или отрицательной полуволн напряжений элементов 1 и 9.Иэ схемы фиг.2 следует, что логические элементы И 10-13 подают импульсы на формирователи 14-17 импульсов, которые подают сигнал на отпирание тиристоров 5-8 (фиг,1). В случае одновременной подачи двух импульсов на входы элементов И: тиристор 6 отпирается при наличии положительных полуволн напряжения синхронизатора 18 и задающего генератора 9; тиристор 8 отпирается при наличии положительной полуволны на пряжение синхронизатора 18 и отрицательной полуволны напряжения задающего генератора 9; тиристор 5 отпирается при наличии отрицательных полуволн напряжения синхронизатора 40 18 и задающего генератора 9, тиристор 7 отпирается при наличии отрицательной полуволны напряжения синхронизатора 18 и положительной полу- волны напряжения задающего генера-, 45 тора 9.Регулирование реактивной мощности устройства осуществляется изменением частоты задающего генератора 9, 50 259 42-25-3-1 вплоть до самоотключениятиристоров 19 и 25. Так как величина емкости конденсаторов 2 по крайней мере на порядок меньше емкостиконденсаторной батареи 3, то напряжение на конденсаторе 2 будет максимальным, а конденсаторная батарея3 заряжается однонаправленным импульсом тока до напряжения небольшой величины,Параметры дросселя 4 и конденсатора 2 выбираются таким образом,чтобы циклическая частота описываемых процессов по крайней мере на порядок, превышала циклическую частотуисточника 1 питания.После запирания тиристоров 19 и25 отпираются тиристоры 21 и 23.Путем поочередного отпирания пар тиристоров 19, 25 и 21, 23 конденсаторная батарея 3 заряжается высокочастотными однонаправленными импульсами тока.В отрицательный полупериод выходного напряжения источника 1 питания отпирается сначала пара тиристоров 22 и 24, а затем пара 20 и 26,В результате конденсаторная батареяперезаряжается высокочастотными однонаправленными импульсами тока обратного знака.Регулирование реактивной мощности устройства фиг.3 осуществляетсяизменением частоты включения партиристоров 19, 25; 21, 23; 22, 24,20, 26.Работа системы управления (фиг.4)осуществляется следующим образом.Задающий генератор 9 вырабатываетнапряжение высокой частоты. В задающем генераторе 9 и синхрониэаторе18 знаками "+" и "-" отмечены выходы импульсов, появляющиеся при наличии соответственно положительной и отрицательной полуволн напряжений элементов 1 и 9. Из схемы фиг.4 следует, что логические элементы И 10-13 аналогично схеме фиг.2 подают импульсы на формирователи 27-34 импульсов, которые в свою очередь подают сигнал на отпирание тиристоров 19-26 (фиг,3) в случае одновременной подачи двух импульсов на входы элементов И: пара тиристоров 19, 25 отпирается при наличии положительных полуволн напряжения синхронизатора118 и задающего генератора 9; паратиристоров 21,23 отпирается при наличии положительной полуволны напряжения синхронизатора 18 и отрицательной полуволны напряжения задающего генератора 9; пара тиристоров 22, 24 отпирается при наличии отрицательных полуволн напряжения синхронизатора 18 и задающего генератора 9 пара тиристоров 20 и 26 отпирается при наличии отрицательной полуволны синхронизатора 18 и положительной полуволны напряжения задающего генератора 9.Регулирование реактивной мощности устройства (фиг.З) осуществляют изменением частоты задающего генератора 9.Снижение потерь и увеличение КПД достигается в устройстве за счет уменьшения активного .сопротивления зарядной цепи.Формула изобретения1. Устройство для регулирования реактивной мощности в электрической сети, содержащее конденсаторную батарею, подключенную к сети через последовательно соединенные дроссель и вентильный коммутатор, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью,повышения коэффициента полезногодействия, между сетью и дросселем 5 включены дополнительно введенныевторой дроссель и второй коммутатор, а общая точка дросселей соединена с конденсаторной батареей через дополнительный конденсатор, емкость 10 которого по крайней мере на порядокменьше емкости конденсаторной батареи. 2. Устройство для регулированияреактивной мощности в электрическойсети, содержащее конденсаторную батарею, подключенную к сети черезоследовательно соециненные дроссель и вентильный коммутатор, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью снижения потерь, вентильныйкоммутатор выполнен в виде однофазного моста, который включен междудросселем и конденсаторной батареейвыводами постоянного тока, а к выводам переменного тока подключендополнительный конденсатор, емкостькоторого по крайней мере на порядокменьше емкости конденсаторной батареи.128."259 ецианКорректор С. Шекмар Составитель К.Техред А.Кравчук едактор С. Патруше Тираж 619 . ВНИИПИ Государственного по делам изобретений 113035, Москва, Ж, РаушПодписноекомитета СССРи открытийская наб., д. 4/5 аз 7280/54 зводственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгор д, у . ро л. П оектная,4