Устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного тока

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сееэ СоветскихСоциалистическихРеслублии и 904100- Ьеуаврстееный кемктет СССР ав лавам кзабретеикй н открытий.42 (088,8) А. В. БилявичюсЯзД "сЗВнльнюсское территориальное управление водопроводаи канализации(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ В СЕТЯХ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА Изобретение относится к электротехнике,а именно к регулированию реактивной мощности в сетях, и может быть использовано напредприятиях, потребляющих электрическуюэнергию.Известно устройство для регулирования реактивной мощности в сетях переменного.то.ка, содержащее источник реактивной мощности, включенный между фазами сети и состоя.ший из последовательно соединенных конденсатора и встречно. параллельно включенныхтиристоров, и формирователь запирающих импульсов, включающий тирнстор и цепочку,включенную параллельно упомянутым тиристорам и состоящую из последовательно соединенных тиристора, дросселя и конденсатора,свободная обкладка которого подключена кфазе сети, к которой подключены тиристорыупомянутого источника 1,Недостаток известного устройства - низкий КПД из-за невозможности регулированиянапряжения конденсатора формирователя запирающих импульсов ири изменении рабочейточки источника. Наиболее близким к предлагаемому является устройство для регулирования реактив.ной мощности в сетях переменного тока,содержащее источник реактивной мощности,включенныи между двумя фазами сети нсостоящий из последовательно соединенныхконденсатора и встречно. параллельно вклю.ченных основных тирнсторов, и формирова- .тель запирающих импульсов, содержащий цепочку из последовательно соединенных встречно-параллельно включенных коммутационныхтиристоров, дросселя и коммутационногоконденсатора, вывод которого иодключен кфазе сети, к которой подключены основныетиристоры, а вывод тиристоров цепочки под.ключен к фазе сети, к которой подключеныосновные и встречно-параллельно . включенныедополнительные тиристоры 2 .Недостатками известного устройства являются дополнительное генерирование высших гармоник в сеть пря импульсном дозаряде коммутационного конденсатора формирователяимпульсов, а также сложность схемы управления, 904100Цель изобретения - уменьшение искаженийнапряжения в сети.Поставленная цель достигается тем, что уст.ройство для регулирования реактивной мощ.ности в сетях переменного тока, содержащееисточник реактивной мощности, включенныймежду двумя фазами сети и выполненныйиз последовательно соединенных конденсатораи встречно-параллельно включенных основныхтиристоров, и формирователь запирающих импульсов, включающий цепочку из последовательно соединенных встречно-параллельновключенных коммутационных тиристоров, дросселя и коммутационного конденсатора, одиниз выводов которого подключен к фазе сети,к которой подключены основные тиристорыи встречно-параллельно включенные дополнительные тиристоры, дополнительно снабженотрансформатором, один вывод вторичнойобмотки которого подключен к общей точ.ке коммутационных тиристоров и дросселяупомянутой цепочки, а другой вывод иодсое.динен к выводу дополнительных встречно-параллельно включенных тиристоров, не подсоединенному к сети, а первичная обмоткатрансформатора подключена к фазам сети, ккоторым не подключен источник реактивноймощности,На фиг. 1 изображена принципиальнаяэлектрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - временная диаграмма линейного напряжения сети Ц, на фиг. 3 - тоже, фазового напряжения Оо и управляющихимпульсов дополнительных тиристоров ОО 1 г на фиг. 4 - то же, напряжения наконденсаторе Ооь, на фиг. 5 - то же,35напряжения на дополнительных тиристорахО 1 г О 1 г на фиг. 6 - то же, напряженияна коммутационном конденсаторе ОоУстройство для регулирования реактивноймощности в сетях переменного тока (фиг, 1)содержит источник 1 реактивной мощности иформирователь 2 запирающих импульсов. Источник 1 реактивной мощности включенмежду фазами сети АВ и состоит иэ после 45довательно соединенных конденсатора 3 ивстречно-параллельно включенных основных ти.ристоров 4 и 5. Формирователь 2 запирающихимпульсов состоит из двух цепочек, одна изкоторых содержит встречно-лараллельно включенные коммутационные тиристоры 6 и 7, последовательно которым включен дроссель 8и коммутационный конденсатор 9. Описаннаяцепочка подключена параллельно основнымтиристорам 4 и 5 источника 1, так что коммутационный конденсатор 9 соединен с фазойсети В, к которой подключены основные тиристоры 4 и 5, а коммутационные тиристоры 6и 7 подключены к общей точке конденсато. ра 3 и основных тиристоров 4 и 5. Другая цепочка состоит из трансформатора 10 и встречно-параллельно включенных лоиолнитель. но тиристоров 11 и 12, Первичная обмотка 13 трансформатора 10 подключена к фазному напряжению сети ОС. Олин конец вторичной обмотки 14 подключен к общей точке коммутационных тиристоров 6 и 7 и дросселя 8, а другой конец через дополнительные тирис. торы 11 и 12 - к фазе сети В.Устройство работает следующим образом.До момента времени Т когда, например, на шинах сети направление напряжения соответствует изображенному на фиг. 1 (без ско. бок), основной тиристор 5 открыт и конденсатор 3 заряжается от сети, коммутационный конденсатор 9 разряжается через дополнительный тиристор 12. В момент времени 1, пода ют открывающий импульс коммутационному тиристору 6 и его открывают, коммутационный конденсатор 9 разряжается через основной тиристор 5, коммутационный тиристор 6, дрос. сель 8 и через параллельную цепь сеть-конденсатор 3 - коммутационный тиристор 6- дроссель 8, Коммутационный конденсатор 9 разряжается и в некотором интервале времени к основному тиристору 5 прикладывается обратное напряжение смещения. Подбором емкости (напряжения) коммутационного конденсатора 9 этот интервал времени устанавли. вают больше интервала, необходимого для восстановления запирающих свойств основного тиристора 5 и он гасится. Дроссель 8 ири этом ограничивает изменение Ф- через ти.с:Тристоры 5 и 6. Коммутационйыи.конденсатор 9 во время коммутационного процесса пере. заряжается (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобках). При этом энергия, скопленная в трансформаторе, дозаряжает коммутационный конденсатор 9, и дополнительный тиристор 12 гасится.В промежуток времени 1, - 1 г напряжение коммутационного конденсатора 9 постоянное. К дополнительному тиристору 12 приложено обратное напряжение смещения, В момент времени 1 г при наличии открывающего им. пульса управления и ири положительном анодном напряжении дополнительный тиристор 12 открывается, подключая коммутационный конденсатор 9 ко вторичной обмотке 14 трансформатора 10.В момент времени 1 э ири равенстве напряжения сети ОА, и напряжения на конденсаторе 3 и при наличии открывающего импульса, включается основной тиристор 4, вследствие чего конденсатор 3 разряжается через основной тиристор 4 и создает ток, протекающий в сеть. В момент времени с 4 закрывается дополнительный тиристор 12,5 9 открывзется дополнительный тиристор 11. В промежуток времени т 4 - т, конденсатор 3 заряжается от сети через основной тирнстор 4 (направление напряжения показано на фиг. 1 в скобкзх). В момент времени т, подают открываюгций импульс к коммутационному тиристору 7 и коммутационный конденсзтор 9 разряжается через дроссель 8, коммутаци. онный тиристор 7, основной тиристор 4. К основному тиристору 4 ириклздывзется обратное напряжение смещения, и он гасится. Коммутзционный конденсатор 9 во время коммутационного процесса иерезаряжзется (наирзвление напряжения показано нз фиг. 1 без скобок), дополнительный тиристор 11 , выключается.В промежуток времени т - тб напряжение коммутационного конденсатора 9 постоянно, к дополнительному тиристору 11 приложено обратное напряжение смещения. В момент времеяи тб ирн положительном знодном на. пряжении и при наличии открывзюшего импульса дополнительный тиристор 11 открывается, подключая коммутационный конденсатор 9 ко вторичной обмотке 14 трзнсформа. тора 10. В промежуток времени т, - т, кон. денсатор 3 отключен от сети и напряжение на нем остается неизменным. В момент времени т 7 ири равенстве напряжения сети 0 и напряжения на конденсаторе 3 и ири наличии открываюшего импульса включается основной тиристор 5, вследствие чего конденсатор 3 разряжается через основной тиристор 5 и создает ток, протекающий в сеть. В момент времени тз напряжение сети Од з тем самым и напряжение на конденсаторе 3 уменьшается цо О, а напряжение нз коммута. ционном конденсаторе 9 достигает максималь. ного значения. Закрывается дополнительный тиристор 11, открывается дополнительный тиристор 12, Устройство возвращается в состоя иие, в котором находилось до момента времени 1 Описанные процессы повторяются в каждый период напряжения сети.Снабжение формирователя 2 запирающих импульсов трансформатором 10, иитаюшее напрОжение которого на 90 опережает напряжение силовой цепи, и управление дополнительными тиристорзми 1 1 и 12 синусоидальным наиря.жением (фиг. 3) позволяют автоматически,04100 6плавно, неззвисимо от скорости регулировзниярегулировать напряжение коммутирующегоконденсатора 9 соответственно коммутируемому силовому току без дополнительного иска.жения напряжения сети. Схема устройства обеспечивает экономичную двухтзктную,рзботуформирователя импульсов, без излишнего обменз энергии с сетью. Кроме того, предлзгаемое устройство ироше, нзлежнее и дешевле 1 О известного. Формула изобретения Устройство для регулировзния реактивноймощности в сетях переменного тока, содержашее источник реактивной мощности, вклю.ченный между двумя фзззми сети и состоя.ший нз пОследовательно соединенных: конденса.тора и встречно-параллельно включенных основных тнристоров, н формирователь ззиирзюшихимпульсов, содержаший цепочку из последовательно соединенных встречно. параллельновключенных коммутзциоииых тиристоров,дросселя и коммутационного коилсисзтора,один вывод которого цодсоединен к фазесети, к которой подключены основные и30,встречно-параллельно включенные тиристоры,о т л и ч а ю ш е е с я тем, что, с цельюуменьшения искажений напряжения сети, фор.мнрователь запирающих импульсов снабжентрансформатором, один вывод вторичной обмотки которого подключен к общей точке35коммутационных тиристоров и дросселя упо.мянутой цепочки, з другой вывод подсоединен к выводу дополнительных встречно-изрзллельно включенных тиристоров, не подсоединенному к сети, а первичная обмоткз транс 40форматора подключена к фазам сети, к кото.рым не подключен источник реактивной мош.ности. Источники информации,.принятые во внимзние ири экспертизе1. Авторское свидетельство ГССР Ьф 605289,кл. Н 02 0 3(18, 1973,2. Авторское свидетельство СССР по заявке Ме 2796261/24-07, кл. Н 02 Э 3/18, 1979.904100 Корре Подписн бб 9о комитета С каз 148/42 Тираж ВНИИПИ Государственно по делам изобретении 113035, Москва, Ж;35, Рауш