Способ управления статическим источником реактивной мощности

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республикт+ " 61) Дополнительное к авт, свид-ву22) Заявлено 30. 03.73 (21) 1899891/с присоединением заявки7 Государственный комите Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий(45) Дата опубликования описанияо 2.05, 7 В,К, Шидловский, В. С. Фед(71) Заявител Институт электродинамики АН Украинской(5 ОСОБ УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМ ИСТОЧНИКОМ РЕАКТИВНОЙ МО 1 ЦНОСТИ момент переключения не изменяется по величине 12.Наиболее близким к изобретению является способ управления ИРМ, заключающийся в том, что фазы реактора ИРМ последовательно переключают с одного, например, линейного напряжения сети на ближайшее к нему по фазе другое линейное напряженеит д ),ЦНедостатком способов 11, 12, 3 является то, что при их осугцествлении присутствуют высшие гармоники в сетевом токе.Целью изобретения является снижение уровня гармоник в сетевом токе источника реактивной мощности. Указанная цель достиг тому, что в способе управ ким ИРМ, выполненным на образователе, выходная час вна разности частот сети вентилей, нагруженного на тор (гп )1), путем последов лючения фаз реактора, нап линейного напряжения сети нейное напряжение и т. д. подключения к линейному полнительно подключают ф Известен 1 чсским устро пряжения на ным в виде ных вентилей нагрузки с ли а затем сно частотой, при Изобретение относится к области автоматического регулирования энергосистем, а именно к регулированию генерируемой (потребляемой) реактивной мощности и может быть использовано для компенсации реактивных нагрузок электрических сетей с помощью статических вентильных компенса 5 .оров.Известны способы управления статическими источниками реактивной мощности 1 ИРМ), выполненными на вентильном преобразователе, выходная частота которого рав о на разности частот сети и переключения вентилей, нагруженного на гп-фазный реактор (гп )1), путем циклического переключения фаз реактора к отстающему (опережающему) напряжению питающей сети 11. Реак 15 тор может при этом подключаться как к линейным, так и к фазным напряжениям сети. акже способ управления статийством для регулирования натрехфазной нагрузке, выполнен- встречно-параллельно включен- , основанный на переключении нсйного напряжения на фазное, за на линейное с неизменной этом сопротивление нагрузки в ается благодаря ления статичесвентильном претота которого раи переключения гп-фазный реакательного перекример, с одногона другое лиПосле каждого напряжению доазы реактора кНа фиг. 4 приведены кривые сетевого тока при управлении ИРМ по известному и предлагаемому способам. Во втором случае кривая тока с более близка к синусоидальной форме. Рассчетный коэффициент гармоник ее составляет К = 15,31 О/о, что примерно в два раза ниже, чем кривой тока с (К 1 = 31,94/О)Статический ИРМ состоит из вентильного преобразователя, входная частота которого равна разности частот сети и переключения 55 б 0 ближайшему фазцому напряжению питающей сети.На фиг. 1 изображено устройство, реализующее предлагаемый способ; на фиг. 2 - кривые напряжения на реакторе (в известном способе и в изобретении); на фиг. 3 - кривые тока в реакторе (в известном спо.собе и в изобретении); на фиг, 4 - кривые сетевого тока (в известном способе и в изобретении); на фиг. 5 - векторная диаграмма, поясняющая предложенный способ управления ИРМ; на фиг. 6 - диаграмма работы вентилей в устройстве.На векторной диаграмме (фиг. 5) показаны вект 1 ы линейных (АВ, - СА, ВС, - АВ, СА, - ВС) и векторы фазных (А 15 - С, - В - А, С - В) напряжений питающей сети, при этом фазные отстают от линейных напряжений на угол в 30 эл.град. В предлагаемом способе имеется возможность переключения реактора с линейного (например, АВ) на наиболее близкое по фазе к20 нему фазное напряжение (например, А), затем ца следующее линейное напряжение (СА) и т, д. Благодаря использованию двенадцатифазной системы напряжений, образованной из линейных и фазных напряжений трехфазной питающей сети, скачок фазы напряжения на реакторе равен 30, а не 60 или 120 и при таком способе управления не требуется установки преобразователя числа фаз.На фиг. 2 и 3 приведены соответственно30 кривые напряжения и тока реактора для известного р )р,) и предлагаемого (.)р р,) способов, Поскольку в моменты подключения реактора к фазномнапряжению, которое, как известно, в3 раз меньше линейного, индуктивное сопротивление реактора снижают в три раза, то имеет место скачкообразное (в ЪЗ раз) увеличение тока, в реакторе (точка 11 на фиг. 3). Обратная картина наблюдается при переключении реактора с фазного на линейное напряжение, 40 тогда ток падает в ГЗ раз (точка 1 г).Благодаря соответствующему изменению сопротивления реактора в моменты подключения его к линейному либо фазному напряжениям сети реактивная мощность реактора45 не изменяется по величинелв первом случае Я = 1=тЛр Хр во втором - (;)1 = -- = - ." /( Ю/ Хр хр3 50 вентилей, построеццо по мостовой схемена вентилях с двусторонней проводимостью,которые производят циклическое подключение фаз реактора 19 - 21 к линейным напряжениям питающей сети. Каждая фаза реактора имеет отводы от - -% и (1 -- )Ю1ГХ Чзвитков (где % - общее число витковфаи: реактора), первые из них могут бытьсоединены электрически между собой с помощью дополнительных вентилей 22, 23, авторые - с помощью вентилей 24, 25. Диаграмма замыкания вентилей приведена нафиг. 6,Статический источник работает следующим образом.Предположим, что в данный момент времени замкнуты вентили 1, 2, 11, 12 и 15,16, следовательно, фаза а реактора подключена к линейному напряжению АВ, фаза в - к напряжению СА, фаза с - кнапряжению ВС, Остальные вентили в схемеотключены (диаграмма фи г. 6) . Затем вентили 2, 12 и6 отключаютсяодновременносрабатывают вентили 24, 25, которые соединяют фазы реактора в звезду, подключеннуюк фазным напряжениям АВС сети.Поскольку при этом число витков, покоторым проходит ток в каждой фазе реактора, меньше в ЪЗ раз, то индуктивныесопротивление фазы Х снизится в три раза (Х пропорционально квадрату числа витков). Вследствие этого произойдет скачкообразное увеличение тока в ЪЗ раз, показанное на фиг. 3 (точка 1).После отключения вентилей 24, 25 и замыкания вентилей 4, 8 и 18 к фазе ареактора прикладывается линейное напряжение - СА, фазе в - напряжение - ВС,в фазе с - напряжение АВ. Ток проходит по всем виткам фаз реактора, и индуктивное сопротивление фаз возрастет втри раза. Имеет место скачкообразное снижение тока реактора в /3 раз (точкана фиг. 3). Затем вентили 1, 11 и 15 отключаются и замыкаются вентили 22, 23 и т. д.Улучшение гармонического состава сетевого тока достигается в рассматриваемомслучае за счет незначительного увеличениячисла вентилей в силовой схеме ИРМ (с 18до 22 шт. или на 22/О). Данное решениеболее экономично, поскольку при установке трехфазно-шестифазного преобразователя числа фаз пришлось бы соответственновдвое увеличить число плеч в преобразователе частоты, а значит и число вентилей(с 18 до 36 шт. или на 100/,), В обоихслучаях уровень гармоник в сетевом токеснижается в два раза.Формула изобретенияСпособ управления статическим источником реактивной мощности, выполненным из вентильного преобразователя, выходная частота которого равна разности частот се618817 иг. Рг - НаПУЯж 5тн и переключения вентилей, нагруженного на гп-фазный реактор (п )1), путем последовательного переключения фаз реактора, например, с одного линейного напряжения сети на ближайшее к нему по фазе другое линейное напряжение, отличающийся тем, цто, с целью снижения уровня гармоник в сетевом токе источника реактивной могцности, после каждого подключения к линейному напряжению производят дополнптельбпое подклюцение фаз реактора и блнжаишем у фазному напряжению питающей сети.Ис гоцники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство СССР353314, кл, Н 02 1 3/18, 1970.2. Авторское свидетельство СССР370600, кл. 6 05 Г 3/00, 19 б 7.3, Авторское свидетельство СССР 10540327 кл, Н 02 1 3/18, 1972,б 18817 Состав гель Л. ДеТереО Ч соваяТираж 892 нтсв ов СС НИИ 11 И Государственного к по ленам нзоб3035, Москва, Жрнлпал 11 ПП Патент.вета Миниоткрытий итета ений наб и. 4/5 л. Проектна шск ж город едактор В.Фельдмааказ 4271/45 ректор,Ч. Неболдписное