Компенсатор реактивной мощности

Союз СоветскихСоциалистическихРесяубпик ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ п 936213(23) Приоритет Н 02,У 3/18 Ьеудеретеенкый кенитет СССР ав деаи изебретенмй,н втхрыткйОпубликовано 15,06.82, Бюллетень М 22 Дата опубликования описания 15 . 06. 82(54) КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ 1Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и предназначено для регулирования реактивной мощности в электрических сетях.Известны статические компенсаторы реактивной мощности, содержащие многофазный преобразователь с искусственной коммутацией вентилей, замкнутый на стороне постоянного тока на дроссель 13.Наиболее близким по технической сущности к изобретению является компенсатор реактивной мощности, содержащий трехфазный мостовой тиристорный преобразователь с отсекающими диодами и коммутирующими конденсаторами, замкнутый на стороне постоянного тока на дроссель и подключенный через трансформатор к питающей сети 21.Недостатками указанных компенсаторов являются большие массогабариеные данные электрооборудования и повышенные потери электроэнергии, что обусловлено необходимостью выбора от 2секающих диодов на двойное линейноенапряжение, неэффективным использо"ванием коммутирующих конденсаторови приложением к дросселю а процессекоммутации тиристоров дополнитель ного напряжения коммутирующих конденсаторов, равного линейному напряжению сети.Цель изобретения - уменьщение мас-.согабаритных показателей и снижениепотерь электроэнергии.Поставленная цель достигается тем,что компенсатор реактивной мощностиснабжен вспомогательными тиристорамии вспомогательными диодами, причемотсекающие диоды анодной группы сое"динены согласно-последовательно с ти"ристорами этой . же группы к катодукаждого из тиристоров анодной и катодной групп подключены анод и катод 20вспомогательных тиристора и диодасоответственно, аноды вспомогательных тиристоров, подключеыных к разным группа .тиристоров одного плеча, 936213соединены между собой через коммутирующий конденсатор и вторичную обмотку трансформатора и соединены скатодами вспомогательных диодов другой группы, находящихся в следующемплече моста в порядке чередованияфаз.На фиг. 1 приведена принципиальная схема предлагаемого компенсаторареактивной мощности; на фиг. 2 - диаграммы напряжений и токов, характеризующие работу схемы.Компенсатор реактивной мощностисостоит из тиристоров 1-6, соеди,ненных по схеме трехфазного выпрямителя с отсекающими диодами 7- 12, причем отсекающие диоды 7, 9 и 11 соединены согласно - последовательносоответственно с анодной группойтиристоров 1, 3 и 5 со стороны подвода выпрямителю напряжения сети,адиоды 8, 10 и 12 - с тиристорами катодной группы ч, 6 и 2 со стороныкатода выпрямителя. К соединению тиристоров 1-6 с отсекающими диодами7-12 подключены катоды вспомогательных тиристоров 13" 18 и аноды диодов19-2 ч, Аноды же. вспомогательных тиристоров 13- 18 соответственно соединены с катодами диодов 19-24. ромезотого, аноды тиристоров 13 и 16, 15 и18, 17 и 1 ч соединены между собою через коммутирующие конденсаторы 25-27и последовательно соединенные с нимивторичные обмотки 28-30 трансформатора 31. В цепь постоянного тока преоб 35разователя включен дроссель 32.На Фиг. 1 и 2 принятые следующиеобозначения: УА, БВ, Цс - напряжения сети соответственно в фазах А,аоВ и С; зА, 1 В, 1- токи соответственно в Фазах А, В и С; ОКА, УкЕ,Б 1- напряжения на коммутирующихконденсаторах 25, 26 и 27; 1 д, 1 В,1 - ЭДС наводимых во вторичных об"мотках трансформатора 31; Ц д - ли 45нейное напряжение сети, действующеев момент коммутации,Допустим, что к моменту времениС, работают тиристоры 1 и 2 и токдросселя замыкается по цепи: дроссель 32 - тиристор 1 - диод 7 - фазы А и С сети - тиристор 2 - диод8 - дроссель 32, а направления и. величины напряжений уд, Ущ, ЦКС иЭДС ГА, ВВ, 8 такие, как это представлено на фиг. 1 и 2.Кроме того, допустим, что в момент= С одновременно подаются отпира 3 4ющие импульсы на тиристоры 3 и 13 При этом под действием напряжения Ик,= Ид+ 1 д - 21 действующего в контуре: вторичная обмотка 28 транс" форматора - конденсатор 25 - тиристор 13 - тиристор 1 - тиристор 3 диод 22 - вторичная обмотка 28 трансФорматора, тиристоры 3 и 13 открываются и в указанном контуре течет коммутационный ток, под действием которого ток тиристора 1 уменьшаетсядо нуля и он закрывается, а ток дросселя протекает по следующей цепи:дроссель 32 - тиристор 3 - диод 22вторичная обмотка 28 - конденсатор25 - тиристор 13 - диод 7 - Фазы А и,С сети - тиристор 2 - диод 8 - дроссель 32. При этом конденсатор 25 перезаряжается, Когда напряжение И 1== УК + ;д достигает значение - Ц,ток из Фазы А переходит в фазу В,замыкаясь через диод 9. По окончаниикоммутационного процесса напряжениена конденсаторе, изменив полярность,достигает величины ЦКд= Цк 1 то == -Ф 4лПосле промежутка времени, соответствующего 60 эл.град., отпирающие импульсы одновременно подаются на тиристоры 1 и 11. При этом под влияниемнапряжения ОК= Цс+ 1 + 1 дс= 20 тп,действующего в контуре: конденсатор27 - вторичная обмотка 30 - тиристортиристор 2 - фазы С и А сетитиристор ч - диод 23 - конденсатор27, происходит запирание тиристора 2и отпирание тиристоров 1 и 11. Токдросселя 32 начинает замыкаться поцепи: дроссель 32 - тиристор 3 - диод 9 - Фаза А - тиристор ч - диод 32конденсатор 27 - вторичная обмотка30 - тиристор 11 - диод 8 - дроссель32. Конденсатор 27 перезаряжается вобратном направлении и, когда напряжение 01 становится равным нулю,что имеет место при ЦК = +6, токдросселя 32 переходит с диода 8 надиод 10, так как через диод 10 длятока имеется путь с наименьшим сопротивлением. После окончания процессакоммутации тока с тиристора 2 на тиристор 1 конденсатор 27 оказйваетсязаряженным до величины +1 щ и тем самым оказывается подготовленным длякоммутации тока с тиристора 5 на тиристор 1,Таким образом, процессы коммутации тиристоров анодной и катоднойгруппы несколько отличаются. Если в936213 6включения нескольких отсекающих диодов последовательно. формула изобретения 5первом случае в контуре коммутации тиристоров фазы сети не участвуют, то во втором участвуют. Но в обоих случаях коммутация тиристоров происходит.под действием коммутируоцего напряжения равного двухкратному значению ЭДС, наводимой во вторичной обмотке трансформатора 31 в момент коммутации.Следовательно, в рассматриваемой схеме компенсатора заранее может быть установлена наиболее оптимальная величина напряжения коммутации путем надлежащего выбора коэффициента транс формации трансформатора 31.Обычно напряжение коммутации,необходимое для надежного запирания и отпирания тиристоров, невелико и составляет 5- 1 О 3 от соответствующего номинального напряжения.Поэтому обратное напряжение, испытываемЬе отсекающими диодами, и перенапряжения, возникающие на дросселе, оказываются ниже на 90- 953, чем в известном устройстве. Мощность коммутирующих конденсаторов по сравнению с известным устройством уменьшается более чем в два база. Суммарная мощность вспомогательных тиристоров и диодов меньше в 3-4 раза мощности отсекающих диодов в известном устройстве.Таким образом, технико-экономическая эффективность компенсатора определяется уменьшением массо-габаритных показателей и снижением потерь электроэнергии. Технико-экономические преимущества компенсатора особо сильно проявляются при высоком напряжении, когда оно близко к допустимому напряжению для данного класса изоляции дросселя и когда требуется Компенсатор реактивной мощности,содержащий трехфазный мостовой тиристорный преобразователь с отсекающими1 в диодами и коммутирующими конденсаторами, замкнутый на стороне постоянного тока на дроссель и подключенныйчерез трансформатор к питающей сети,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью уменьшения массогабаритных по"казателей и снижения потерь электроэнергии, он снабжен вспомогательны-.ми тиристорами и вспомогательнымидиодами, причем отсекающие диодыанодной группы включены согласно-пос"ледовательно с тиристорами этой жегруппы, к катоду каждого из тиристоров анодной и катодной групп под"ключены анод и катод вспомогательных тиристора и диода соответственно, аноды вспомогательных тиристоров,подключенных к разным группам тиристоров одного плеча, соединены между собой через коммутирующий конденсатор и вторичную обмотку трансформатора и соединены с катодами вспомогательных диодоб другой группы, находящихся в следующем плече моста впорядке чередования Фаэ.Источники информации,35принятые во внимание при экспертизе1. Веников В,А. и др. Статические источники реактивной мощности вэлектрических сетях. М., "Энергия",1975, с 13.2. Патент Японии Ю 50-3494,кл. 58 И 4, 1975.