Устройство для регулирования мощности

9) 1)4 С 05 Р 1/ тиристор, кот присоединены менту,тем, чтнгльных тли с цел озмож кономи одключены две онц и в одн отнош гой г групп лирую ЛИРОреч конць и,ой -СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССР(54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕВАНИЯ МОЩНОСТИ ш-фазной сетименного тока, содержащее подкные к каждой фазе группы встрпараллельно включенных вентилодин из которых - диод, а дру ые в свою очередь аккумулирующему элеч а ю щ е е с я ью расширения функциостей и повышенияк калщой фазе сетисоединенные первыми и группы указанных диодов исторов, причем каждый из них ой группе включен встречно по ению к такому же элементу друруппы, а вторые концы этих подключены параллельно аккуму щему элементу, причем первые включены в рассечку фаз сети стороны ее неитрали,.65 120022. Устройство по п. 1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что количество аккумулирующих элементов равно количеству фаз сети, и параллельно каждому из них включены две пары групп из диодов и тиристоров, причем первые концы каждой пары включены в рассечку каждой фазы сети.3. Устройство по пп. 1 и 2, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что аккумулирующий элемент выполнен в виде конденсатора.4. Устройство по пп. 1 - 3, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестве конденсатора использован конденсатор с аномально высокой емкостью - молекулярный конденсатор.5. Устройство по пп. 1 - 4, о т л и ч а ю щ е. е с я тем, что в качестве конденсатора использован электролитический конденсатор.6. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что аккумулирующий элемент выполнен в виде электромеханического энергозапасающего устройства.7. Устройство по пп, 1, 2 и 6, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что злектромеханическое энергозапасающее устройство выполнено в виде униполярного двигателя-генератора со сверхпроводниковыми возбуждающими магнитами. 8. Устройство по пп. 1 и 2, о т - л и ч а ю щ е е с я тем, что аккумулирующий элемент выполнен в виде химической аккумуляторной батареи.ФИзобретение относится к электротехнике и может быть использованов электроэнергетических системах длякомпенсации реактивной мощности,повьппения пропускной способностиэлектропередач за счет сглаживаниянерегулярных колебаний перетоков пбмежсистемным связям, а также для по"вьппения статической колебательнойустойчивости энергосистем.Цель изобретения - повышение экономичности, расширение функциональных возможностей,На фиг, 1 изображена схема устройства при включении его в рассечкукаждой фазы; на фиг, 2 - диаграммытоков и напряжений, поясняющие работуустройства для этого случая; нафиг. 3 - схема устройства для трехФазного исполнения; на фиг. 4 - диаграммы токов и напряжений, соответ"ствующие схеме на фиг. 3,Устройство (фиг. 1) содержит аккумулирующий элемент 1, подключенныйк выходу постоянного напряжения диод"ного мостового четырехплечевого выпрямителя, образованного диодами 2 - 5.Каждый иэ диодов 2 - 5 выпрямителяшунтирован соответсвующим включенным навстречу тиристором б - 9.Устройство включается в рассечку од"ной Фазы сети переменного тока. Если 1в сети имеется несколько фаз, тов рассечку каждой фазы включаетсяаналогичное устройство.Устройство (фиг. 1) работает следующим образом.По сетевому фазному проводу протекает переменный ток, изменяющийсяпо синусоидальному закону с промышленной частотой. На интервале време ни Т 1 - Т (фиг. 2) ток проходит поцепи из дйода 2, аккумулирующего элемента 1 и диода 5, при этом имеетместо режим выпрямления, при котороммгновенная мощность сети передается 1 аккумулирующему элементу 1. Емкостьаккумулирующего элемента 1 достаточно велика для того, чтобы напряжениена нем не менялось существенно напротяжении одного периода промышлен ной частоты В.момент времени Т подается отпирающий импульс на управляющий электрод тиристора 8, который открывается и образует теперьшунтирующую цепь для тока, который 15 замыкается по цепи из диода 2 и тиристора 8, а аккумулирующий элемент 1оказывается выведенным из цепи, таккак остальные диоды и тиристорысхемы находятся в непроводящем состоянии. На интервале Т - Т 3 приэтом обмен мощностью между сетьюи аккумулирующим элементом 1 отсутЭ 1200265 аствует, В момент времени Тз подает чем обычные конденсато ы. Таторы. ак, молещ " пульс на тиристор 7, кулярные конденсаторы сКОТО ЫЙ ОТК1удельноир " ткрывается и тем самым емкостью порядка 1 Ф/см не могутвводит в цепь фазы акк умулирующиичиспользоваться в известных установэлемент 1. НТ - ТтокНа интервале времени5ках компенсации так ка к не могутфазы сети проходит по работать с приемлемым КПД на частоцепи из тиристора 7 акк му улирующе- те 50 Гц, а в предлагаемом устройстго элемента 1 и т иристора 8. При ве их применение возможно, так какэтом имеет место кратковременный . напряжение на них в течение одногоФ Р днии периода промышленной частоты можетпредлагаеза период) инвертирования, при ко- быть почти неизменным. Втором мгновенная активная мощность мом устройстве также могут быть испередается от акк м ли еу у рующ го эле- пользованы электролитические конден,мента 1 работающего в иреж ме разря-. саторы, так как полярность напряженияда к сети. В омомент времени Т 4 ток 15 на них остается постоянной, а напряжение может быть близко к максимальи далее течет и и и отР Р КВОПОЛОжнои ному, что соответствует высокой обполярности. В момент и охр ождения меннон мощности мгновенного перетока.нтока через нуль тиристоры 7 и 8 В отличие от известизвестного устройст.переходят в неп ово я еер д щ состояние. 20 ва, в котором между током и напряжеДалее ток протекает по цели из дио- нием на зажимах существует всегдада , аккумулирующего элемента 1 , цостоянный фазовый сдвиг (при пренеи диода 3. Снова имеет место режим брежении потерями 90), в предлагаенвыпрямления, которыи далее сменяет- мом устройстве этот фазовый сдвиг мор имом хранения (при подаче 25 жет произвольно меняться от 0 до 180"отпирающего импульса на тиристор 9 Так, при постоянном интервале Тв момент времени Т ) а), затем режи- Т 3 (фиг. 2) можно увеличивать интер 9 2мом инвертирования (п и по( Р одаче вал Т- Т за счет сокращения интер".Отпирающего" импульса на тиристор 6 вала Т - Т Э5 - 4% то приводит к Возникв момент времени Т ) Да), Д лее цикл новению активной мощности от систеповторяется. мы к аккумулирующему элементу 1. ИзЕсли длительность интервала вы- менение интервалв бО в о ратном направпрямления Т - Т авнр а длительности лении приводит к реверсу активногоинтервала инвертирования Т 3 - Т 4 обмена. При этом устройство можети аналогично для другого полуперио- циклически выдавать и потреблять изДа), то в среднем энергообмен за энергосистемы энергию с произвольнопериод и активная мощность равны задаваемым коэффициентом мощности,нулю. Реактивная мощность в этомслучае определяется суммарной дли- зировать как модуль, так и фазу нательностью инте валов вР ыпрямления пряжения в электроэнергетической сиси инверти ованияр Диапазон измене- теме, создавать демпферные момен40ния еты,реактивнои мощности простираете ую коле ательнуюповышать статическ бся от нулевой до полной располагае- устойчивость электроэнергетических.мой мощности диодно-тиристорного систем, сглаживать нерегулярные комоста. При использовании обычных . лебания перетоков по межсистемнымтиристо ов 6 - 9 бР ез искусственной связям, повышая их пропускную спои 45коммутации реактивная мощность всег- , собность.да выдается. При снабжении устрой- Кроме конденсаторов (обычных,ства также и цепями для принудитель" электролитических, вакуумных, моленого отключения тиристоров 6 - 9 кулярных), в качестве аккумулирующегоможно получить и потребление реактив элемента в предлагаемом устройственой мощности. Повышение удельной могут использоваться и элементы друмощности в предлагаемом устройстве гих типов, например аккумуляторныедостигается за счет того, что акку- химические батареи, а также.маховимулирующий элемент 1 может работать КЬвые накопители с электромеханичеспостоянно при максимальном напряже кими преобразователями, дающими нании и неизменной полярности. Это выходе ток постоянного напряжения,позволяет использовать в качестве . например унйполяриые двигатель-гененега более энергоемкие элементы, раторы с.маховиками и т.п.Аналогично рассматриваются и другие режимы - выпрямление и хранение энергии в аккумулирующем элементе.При использовании предлагаемого устройства возможно комбинированное включение как однофазных компенсирующих устройств, так и трехфазного, причем и для однофазных устройств, включаемых в отдельные фазы, аккумулирующий элемент может быть общим для всех фаз, что однако требует применения еще развязывающих трансформаторов на стороне сети переменноготока. 3 12002Устройство (фиг. 3) содержит трех" фазный мост на диодах 10 - 15, шунтированных соответствующими навстречу включенными тиристорами 16 - 21.К зажимам постоянного тока этого моста (в данном случае к зажимам постоянного напряжения) подключен аккумулирующий элемент 22. Зажимы переменного напряжения. моста подключаются к энергосистеме, например, к фазным обмоткам силового,трансформатора электропередачи со стороны ,нейтрали, т.е. к началам этих фазных обмоток, если концы их подключены к проводам линии электропередачи.Устройство (Фиг. 3) работает следующим образом.При отсутствии знергообмена токи в фазных проводах замыкаются через вентили 10 - 21 устройства, минуя аккумулирующий элемент 22, Если в сети соблюдается баланс токов в фазах (нулевой провод отсутствует), тов каждый Фиксированный момент времени мгновенный ток в одной из Фаз равен сумме токов в двух других Фазах, . взятой с соответствующим знаком.Пусть, например, в фазе ю мгновенное значение тока близко к амплитудному и ток имеет направление, указанное стрелкой на фиг. 3. Тогда этот ток может протекать по диоду 10, Далее он разветвляется, проходя по тиристорам 18 и 20 и далее по соответст 35 вующим Фазным проводам Фаз Ь и С.Если теперь подать отпирающийимпульс на тиристор 17, то он открывается, диод 10 оказывается в непроводящем состоянии аккумулирующий 4 элемент 22 - введенным в цепь фазы с, При этом имеет место режим инвертирования, при котором мгновенная мощность передается от аккумулирующего элемента 22 к сети. Иомент подачи импульса, отпирающего тиристор 17, обозначенг. Т (Фллг. 4). В момент Т ток в фазе Ь проходит через нуль и далее становится положительным, На интервале Т - Т нельзя подавать отпирающие импульсы ни на один из тиристоров, находящихся в непроводящем состоянии, так как в противном 65 бслучае происходит короткое замыканиеаккумулирующего элемента 22 черезцепочку двух открытых тиристоров.Однако в момент Т 4 состояние вентилей изменяется, так как Фиристор 18переходит в непроводящее состояние,и ток фазы Ь с момента Т начинаетпротекать через диод 12. С моментаТ 1 появляется возможность подаватьотпирающий импульс на тиристор 19.Если это производится, то происходит коммутация аккумулирующего элемента 22 в Фазус и имеет место режим инвертирования с выдачей активной мощности в фазу с, Далее в момент времени Т ток в фазе а меняетсвое направление и начинает протекать по диоду 11. С момента времени Т появляется возможность "отпереть" тиристор 16, что приводитк вводу аккумулирующего элемента 22в цепь Фазы, причем режим инвертирования, т.е. выдачи энергии аккумулирующего элемента 22 в сеть,сохраняется. Далее процесс можетпротекать аналогично. При этом последовательно осуществляется вводаккумулирующего элемента 22 в цепифазс,са,с,Ь, на протяжении каждого периода промышленной частоты.Регулирование величины перетокапри этом может осуществляться путемсдвига импульсов, отпирающих соответствующие тиристоры 16 - 21, причем, чем больше угол запаздыванияили задержки коммутации, тем меньшевыдаваемая в сеть мощность от аккумулирующего элемента 22,Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 Филиал Тираж 862 ИИПИ Государственного комит по дедам изобретений .и отк 3035, Москва, Я, Раушская н