Устройство для регулирования реактивной мощности м. в. агунова

дий В. С. Часн ик и реак тив -о мка гловые по ели час 1 983.для с Изобретике, премощности сетях энергоиспользовано дл стем и быт я повышэлектри може оэффициента мощност преобра -татических ышленных уебаний и р леских машин и зователеи для сниже становках,егулироия ко ния яжения в система ек.р ектр е абжен ия дуговых ических сет неог Цель зобрете и п лучшение массогабари акте с тик ОСУДАРСТВЕННЬ 1 И КОМИТЕТО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМРИ ГКНТ СССР Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(5 л) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУгИРОВАНИЕ РЕАКТИВНОЙ МОШНОСТИ М .В. АГУНОВА (57) Изобретение относится к энергетике и може быть использовано для повышения коэффициента мощности эле - ктрических машин и статических преобразователей в промышленных установкахнижения колебаний и регулирования напряжения в системах электроснабжения дугов ечей. Бель - упение относится к энергеназначено для реактивной рошение и улучь.ение млссоглб, ргггных хл,.лктерис гик, Напряжение поц, ется нл дв е т ехфл зные с ис; емы не рв ич и ьх обмоток флзоповоротных грансформлторов одна из ко" орык соединена в тре угольникк вершинам которого подключены фазы другой системы. Число витков этих обмоток обеспе .ивлет сдвиги фаз вьг:;одного напряжения относительнс питающего (для первогоотрлнсфор.лторл О, для гторого .80,Сдля третьего 1 ьО 1 зл с:ет включения уп равл яемыг вентилей:; ьос тс г: й схеме . Входное ис рсмс .иое напряжение кажгдой фазы подлете: нл со:тветствую шие входы моста Вл счет переключения вентилей пз лппейпь;х и флзных нлпряженийл формируется выходное нл - пряжение умножителя частоты. Положительныи полупериод выходного напря женин нл выходе греобразова,еля частоты формируется при поочередной подаче отпирлющих 1 слпульсог.илЕа ф 1;г.представлена принципиальная схема устройства; на фиг, 2 векторная диаграмма напряжений, поясняющая принцип работы фазсг;оворотного трансформатора, цл фит, 3 - кривая, поясняющие принцип умножения частоты; на фв . ч - кривые, поясняющие принцип получения вьходного на - пряжения устройства,Устройство для регулирования реактивной мощности (фиг, 1) содержит фазоповоротные 1,2 и 3 и изолирующий ч трансформаторы, трехфазный умножитель частоты, состоящий из трех одноФдзцых умножителей .5,6 и 7 частоты, входы которых соединены с вторичными обмотками Фдзоповоротцых т рацсформа - торов, трехфазный НПЧ 1.; (непосредственный преобразователь частоты с естественной коммутацией), состоящий из трех 8,9 и 1 0 одцофазных НПЧЕ, вы - ходы которых соединены с первичными обмотками изолирующего трансформатора. Первичные обмотки Фазоповоротцых трансформаторов и вторичные об - мотки изолцруощего трансформатора поцключс цы к шицдм 77 з трех фазцой системы переменного тока, а выходы умножителя частоты соединены с входами 1 РЕ.Устройство рдботает следующим об 10 15 разом.1 ац ряже,.ис с угловой частотой ы 1 20 с шнц т 7 7, Ч попадает на две трех-. фдзцыс системы первичных обмоток Фазоцоворотцых трансформаторов 1,2 и 3, одця из которых соединена в треугольник, к вершинам которого подклю - 25 чецы соответствующие Фазы первичных обмоток другой системы, Системы первичных обмоток выполнены с различным числом витков. При этом каждая фаза системы выходных напряжений, получя - 30 емых в системе вторичных обмоток соедицеццых в звезду, синтезируется путем геометрического суммирования напряжений соответствующих Фяз первичных обмоток, Этот процесс иллюстрируется векторной диаграммой напряжений, приведенной на Фиг.2 Число витков систем первичных обмоток Фдзоцоворотцых трансформаторов подобрдцо тдкгм образом, чтобы обес - 40 лечить сдвиги Фяз выходного напряжения относительно питающего для первого трансформатора 0, для второгоотрансформатора 80, для третьего трансформатора60 , Указанные напряжения 45 поступают на входы умножителей 5,6 и 7 частоты, 1(яждая фаза умцожителя чдстоть 1 состоит из трех одинаковых силовых цепей, поэтому их работу рассмотрим ца примере силовой цепи50 7 (фиг. 1) . Этд цепь состоит из шестцадцдти управляемых вентилей 7,в 7.16, включенных по мостовой схеме. В ццое переменное цап ряжение каждой Фд ы 1.Л, ,В, 1,С и их общего выводя 1,И подается ця соответствуощие входь моста, Такое подключение позволяег сицтс.зировдть вьгходцое ца - пряжецис умцожптеля частоты зя счег соответствующего не рскгцочения венти -лей из линейных и фдзцых напряжений.Принцип Формировдния полной кривойвыходного напряжения умножителя частоты показан на фиг. 3. Несмотря наглухое соединение всех шестнадцатиФормирующих вентилей 7 .1 -7.1 6, ре -жима короткого замыкания в схеме невозникает, так как при формированиивыходного напряжения вентили отпираются по очереди таким образом, чтокоммутация осуществляется либо междувентилями, принадлежащими только кянодцой или катодной вентильным группам, либо между вентилями различныхгрупп, но присоединенных к однойи той же фазе. При таком способе синтеза кривой частота выходного напряжения умножителя в 1,5 раза вышечастоты входного напряжения, Выходные напряжения силовых цепей умно -жителя оказываются сдВинутыми одинотносительно другого нд 1 20 , Такойсдвиг происходит за счет того, чтофазовый сдвиг, вносимый Фазоповорот -ными трансформаторами 1 2 и 3, уве -личивается на выходе умцожителя частоты в 1,5 раза и для силовой цепи5 составит 80 1,5 = 120, а длясиловой цепи б составит 160 1,5- 240", Соотношение между частотойсети и частотой на выходе умножителя частоты ы, /1,5 со,= 2/3, что позволяет использовать НПЧЕ 8, 9 и 1 О,подключив их к выходам умножителячастоты, для генерирования напряжения с ВыходноЙ угловоЙ частотой и,равной входной угловой частоте сд,НПЧЕ 8, 9 и 1 О, также как и умножители частоты .5,6 и 7, состоят из треходинаковых силовых цепей. Силоваяцепь НПЧЕ 10 состоит из двенадцатиуправляемых вентилей 10.1-10.12,включенных по мостовой системе, Положительный полупериод выходного напряжения формируется при,поочереднойподаче отпирающих импульсов на вентилиО. -1 0.6, отрицательный приподаче отпирающих импульсов на вентили 1 0. 7-1 0.1 2. Пооч ередная работавентилей указанных групп приводит ктому, что на выходе преобразователя10 получается выходное напряжение,принцип Формирования которого показан ца Фцг. 4. Выходы НПЧЕ 10 подклочецы к изолирующему трансформатору 4. НПЧЕ 10 управляется такимобразом, что генерируемая угловаявыходная частота ы равна угловой входной ч астоте, желаемые составляющие выходного напряжения находятся в фазе с соответствующими напряжен иями с ис темы. Н ап рав лен ие и в елич ина потока реактивной мощности изменяются путем изменения амплитуды выходных напряжений НГЛЕ 8, 9 и 10.Таким образом, НПЧЕ будет потреблять опережающий ток от системы переменного тока, когда амплитуда его желаемых выходных напряжений больше, чем амплитуда напряжений системы, и, наоборот, он будет потреблять отстающий ток, когда амплитуда его желаемьгс выходных напряжений меньше, чем амплитуда напряжений системы.При сравненииболее традиционными типами статических источников реактивной мощности, в которых используются шунтирующие конденсаторы и реакторы вместе с тиристорными ключами, а также высокочастотная база, устройство имеет преимущество, заключ ающее с я в мень ших ра зме рах и мень - шей стоимости, потому что в нем отсутствуют реактивные элементы. Отпадает также необходимость присоединения больших конденсаторных батарей непосредственно к сети переменного тока и, следовательно, возможных вопросов, связанных с резонансом таких батарей .с сетью переменного тока . Кроме того, выходные токи кишеют малое искажение и требуют незначительной фильтрации или совсем ее не требуют. формула изобретения5Устройство для регулирования реактивной мощности, содержащее изолирующий трансформатор с тремя первичными обмотками и системой вторичных обмоток, соединенных в треугольник, фазоповоротные трансформаторы по числу фаз с двумя системами первичных обмоток, одна из которых соединена в треугольник, квершинам которого одними концамиподключены соответствующие обмотки второй системы, которые свожшдругими концами подключены к сети,и вторичными обмотками изолирующего трансформатора, и одной системой вторичных обмоток, соединенныхв звезду с выведенной нейтралью,умножитель частоты и непосредственный преобразователь частоты, о т25 л и ч а ю щ е е с я тем, что, сцелью упрощения и улучшения массогабаритных характеристик . вторичныеобмотки каждого фазоповоротноготрансформатора присоединены к соответствующим входам умножителя частоты, выход которого соединен с входом непосредственного преобразователя частоты, выходы которого соединены с соответствующими фазами первичных обмоток изолирующего трансформатора, 1480016ениям и ушская наб твенно-издательский комбинатПатент", г,ужгород, уп. Гагарина,10 роизв каз 255 /51 Тираж 608И 11 И Государственного комитета по изоб113035, Москва, Ж - 35, Ра исноекрытиям при ГКНТ СССР д, 4/5