Компенсатор реактивной мощности

 

Полезная модель относится к электрическому оборудованию, а именно к электрооборудованию электроподвижного состава железных дорог однофазно-переменного тока с зонно-фазовым регулированием. Компенсатор реактивной мощности электровоза переменного тока содержит тяговый трансформатор, нагрузку в виде двух выпрямительных преобразователей и тяговых двигателей, два источника реактивной мощности, обладающей разной величиной реактивной мощности и представляющие каждый последовательно соединенную индуктивность и емкость, тиристорные ключи, включенные последовательно с источниками; блок управления, разрядные резисторы, шунтирующие емкость; два датчика тока, включенные последовательно с тиристорными ключами; два датчика напряжения, каждый из которых включен параллельно тиристорным ключам; два формирователя импульсов управления тиристорами. Блок управления соединен своими входами со счетчиком реактивной мощности. Технический результат - повышение эффективности работы компенсаторов реактивной мощности на электровозе.

Полезная модель относится к электрическому оборудованию, а именно к электрооборудованию электроподвижного состава железных дорог однофазно-переменного тока с зонно-фазовым регулированием и предназначена для повышения коэффициента мощности электровозов и электропоездов.

Применение компенсаторов реактивной мощности на электроподвижном составе является одним из способов повышения коэффициента мощности с помощью LC-контура, подключенного ко вторичной обмотке трансформатора для создания емкостной нагрузки и уменьшения угла сдвига фаз между первичным током и напряжением.

Прототипом полезной модели принят компенсатор реактивной мощности электровоза переменного тока (полезная модель РФ №56734), содержащий тяговый трансформатор, первичная обмотка которого подключена к тяговой сети, а ко вторичным обмоткам трансформатора подключены нагрузка в виде двух выпрямительно-инверторных преобразователей, к выходам которых подключены тяговые двигатели, и через два тиристорных ключа, каждый состоящий из встречно включенных тиристорных плеч, подключены два источника реактивной мощности, каждый состоящий из последовательно соединенной индуктивности и емкости, шунтированной разрядными резисторами, два формирователя импульсов управления тиристорными ключами, соединенные своими выходами с управляющими входами тиристоров, два датчика напряжения, включенные параллельно тиристорным ключам, два датчика тока, каждый из которых включен последовательно с тиристорным ключом, причем датчики напряжения и тока соединены своими выходами с блоком управления, с выходами которого соединены входы формирователей импульсов управления, два механических коммутатора, выполненные в виде двух пар двухполюсных

контакторов; при этом одна пара двухполюсных контактов соединена с выводами одной тяговой обмотки и первым источником реактивной мощности, а другая пара - с выводами другой тяговой обмотки и вторым источником реактивной мощности, выходы блока управления подсоединены к входам двухполюсных контакторов.

Недостатками прототипа являются:

- регулирование реактивной мощности осуществляется с применением механического коммутатора путем изменения напряжения на источниках реактивной мощности с 0,5 до 0,75 напряжения тяговой обмотки;

- низкая надежность работы этого коммутатора, связанная с частыми коммутационными переключениями («залипание» контакторов, необходимость временной задержки при переключениях для исключения короткого замыкания секций тяговых обмоток);

- низкая надежность блока управления, реализующего сложный алгоритм управления механическим коммутатором и тиристорным ключом для регулирования реактивной мощности;

- отсутствие информации о величине потребляемой реактивной мощности в различных режимах работы электровоза, а следовательно информации о реальном коэффициенте мощности.

Задачей предлагаемой полезной модели является устранение этих недостатков, а, следовательно, повышение эффективности работы компенсирующих устройств на электровозах переменного тока.

Решение поставленной задачи достигается тем, что в компенсатор реактивной мощности электровоза переменного тока, содержащий тяговый трансформатор, первичная обмотка которого подключена к тяговой сети, а ко вторичным обмоткам трансформатора подключены нагрузка в виде двух выпрямительно-инверторных преобразователей, к выходам которых подключены тяговые двигатели, и через два тиристорных ключа, каждый состоящий из встречно включенных тиристорных плеч, подключены два источника реактивной мощности, каждый состоящий из последовательно

соединенной индуктивности и емкости, шунтированной разрядными резисторами, два формирователя импульсов управления тиристорными ключами, соединенные своими выходами с управляющими входами тиристоров, два датчика напряжения, включенные параллельно тиристорным ключам, два датчика тока, каждый из которых включен последовательно с тиристорным ключом, причем датчики напряжения и тока соединены своими выходами с блоком управления, с выходами которого соединены входы формирователей импульсов управления, в него дополнительно введен счетчик реактивной энергии, подключенный на входе первичной обмотки трансформатора и своим выходом соединенный с блоком управления, а каждый из двух источников имеет разную по величине реактивную мощность.

Первый источник имеет реактивную мощность Q1, второй источник имеет реактивную мощность Q2., отличную от первой по величине, причем Q2.>Q 1. По команде блока управления, в зависимости от величины потребляемой реактивной мощности Qфакт, получаемой со счетчика, включаются соответствующие тиристорные ключи, обеспечивающие три ступени регулирования реактивной мощности:

1) при Qфакт<Q1 включается первый источник реактивной мощности с Q 1;

2) при Qфакт>Q 1 включается второй источник реактивной мощности с Q 2, а первый отключается;

3) при Q факт>Q1 включаются оба источника реактивной мощности с Q1 и c Q 2;

За счет введения новых признаков достигается положительный эффект, заключающийся в том, что исключается необходимость применения механического коммутатора и схемы его управления и повышается надежность работы блока управления, обеспечивается получение информации о величине потребляемой реактивной мощности.

На фигуре 1 приведен компенсатор реактивной мощности с включенными источниками реактивной мощности на крайние выводы

тяговой обмотки.

На фигуре 2 представлен компенсатор реактивной мощности с включенным одним источником на крайние выводы тяговой обмотки, другой источник подключен к промежуточным выводам тяговой обмотки.

Компенсатор реактивной мощности электровоза переменного тока содержит тяговый трансформатор 1, первичная обмотка 2 которого подключена к питающей сети. Вторичные обмотки тягового трансформатора 3 выполнены в виде двух секционированных тяговых обмоток. Нагрузка выполнена в виде двух выпрямительных преобразователей 4, к каждому из которых подключены тяговые двигатели 5. Два источника реактивной мощности 6 и 7, обладающей разной величиной реактивной мощности Q1 и Q2, причем Q 2.>Q1, и представляющие собой последовательно соединенную индуктивность 8, 9 и емкость 10, 11, подключены параллельно вторичным тяговым обмоткам 3. При этом, компенсатор реактивной мощности содержит: тиристорные ключи 12, включенные последовательно с источниками 6 и 7, состоящие из двух встречно-параллельно включенных тиристорных плеч; блок управления 17, разрядные резисторы 13, шунтирующие емкость 10 и 11; два датчика тока 14, включенные последовательно с тиристорными ключами 12; два датчика напряжения 15, каждый из которых включен параллельно тиристорным ключам 12; два формирователя импульсов управления тиристорами 16, соединенные своими выходами с управляющими входами тиристорных ключей 12 и входом - с блоком управления 17. Блок управления 17 соединен своими входами со счетчиком реактивной мощности 18, включенным перед сетевой обмоткой 2, выходами датчиков тока 14 и напряжения 15.

Блок управления 17 связан с микропроцессорной системой управления электровозом 19 и получает от нее информацию о величине тока якоря тягового двигателя и зоне регулирования.

Полезная модель позволяет реализовать три ступени регулирования компенсацией реактивной мощности. При этом различие в реактивной

мощности источников, подключенным к разным тяговым обмоткам может достигаться двумя путями. В первом варианте, показанном на фигуре 1, источники реактивной мощности 6 и 7 могут иметь разные параметры емкостей и индуктивностей и подключаться на полное напряжение тяговой обмотки. Во втором варианте, показанном на фигуре 2, при одинаковых параметрах индуктивностей и емкостей источников 6 и 7 различие в их реактивной мощности достигается подключением к разным секциям тяговой обмотки: источник 6 подключен на 0,75 напряжения тяговой обмотки, а источник 7 на полное напряжение тяговой обмотки.

Предложенная полезная модель компенсатора реактивной мощности полностью устраняет недостатки прототипа и повысит эффективность применения компенсаторов реактивной мощности на электровозе.

Компенсатор реактивной мощности электровоза переменного тока, содержащий тяговый трансформатор, первичная обмотка которого подключена к тяговой сети, а ко вторичным обмоткам трансформатора подключены нагрузка в виде двух выпрямительно-инверторных преобразователей, к выходам которых подключены тяговые двигатели, и через два тиристорных ключа, каждый состоящий из встречно включенных тиристорных плеч, подключены два источника реактивной мощности, каждый состоящий из последовательно соединенной индуктивности и емкости, шунтированной разрядными резисторами, два формирователя импульсов управления тиристорными ключами, соединенные своими выходами с управляющими входами тиристоров, два датчика напряжения, включенные параллельно тиристорным ключам, два датчика тока, каждый из которых включен последовательно с тиристорным ключом, причем датчики напряжения и тока соединены своими выходами с блоком управления, с выходами которого соединены входы формирователей импульсов управления, отличающийся тем, что в него дополнительно введен счетчик реактивной энергии, подключенный на входе первичной обмотки трансформатора и своим выходом соединенный с блоком управления, а каждый из двух источников реактивной мощности имеет разную по величине реактивную мощность.



 

Похожие патенты:

Устройство принадлежит к классу электроустановочного оборудования, применяется в печах индуктивности. В отличие от индуктивных аналогов, компенсирующих емкостную составляющую мощности и работающих в линиях электропередачи высокой протяженности, компенсаторы конденсаторного типа используются с целью уменьшения полной мощности за счет компенсации реактивной составляющей индуктивной мощности.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для регулирования или стабилизации напряжения силовых и преобразовательных трансформаторов, в частности для питания индивидуальных потребителей в сетях с нестабильными параметрами

Асинхронный электропривод электродвигателя с фазным ротором относится к электротехнике и может быть использован в электроприводах общепромышленных механизмов, например насосов, транспортеров, вентиляторов и др.
Наверх