Компенсатор реактивной мощности

 

КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ , содержащий трехфазную батарею статических конденсаторов и три реактора с одной отпайкой, подключенных своими выводами к входным зажимам устройства через двухпозиционньй переключатель, отличающийс я теМу что, с целью расширения регулировочных возможностей и снижения массо-габаритных показателей, в него введен дополнительньй трехфазный :пятипозиционный переключатель, три полюса которого подключены к концам и отпайке одного реактора, а два полюса - к отпайке и одному из концов другого реактора, входной переключатель подключен каждой фазой к обоим концам соответствзтощего реактора. . 5

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19> SU ((lI уц, Н 02 J 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTGPCH0MY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3675581/24-07

:(22) 19, 12,83 (46) 30.06.85. Вюл ..Р 24 (72) В.Н. Филатов (71) Научно-исследовательский, про ектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники (53) 621.316.925(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство .СССР

843094, кл. Н 02 J 3/18, 1977.

2. Патент Франции 1Ф 1596194, кл. Н 02 J 3/18, 1978 (прототип), (54)(57) КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩ НОСТИ, содержащий трехфазную батарею, статических конденсаторов и три ре.актора с одной отпайкой, подключенных своими выводами к входным зажимам устройства через двухпозиционный переключатель, отличающийся тем, что, с целью расширения регулировочных возможностей и снижения массо-габаритных показателей, в него введен дополнительный трехфазный нятипозиционный переключатель, три полюса которого подключены к концам и отпайке одного реактора, а два полюса — к отпайке и одному из концов другого реактора, входной переключатель подключен каждой фазой к обоим концам соответствующего реактора, 1 l64823

Изобретение относится к электро. технике и может найти практическое применение в устройствах компенсации и регулирования реактивной мощности различных энергоприемников.

Известны сомпенсаторы реактивной мощности, содержащие трехфазную батарею ста ических конденсаторов и индуктивный регулятор., каждая фаза которого выполнена H l: ще последовательно соединенных реактора и управляемого ключевого элемента. симистора, встречно-параллельно соединенных пары тиристоров (1), 1

Путем фазового регулирования момен 1Б том включения управляемых ключевых элементов относительно фазы сетевого напряжения обеспечивается регулирование эквивалентной индуктивности реак-. тора, а соответственно, и суммарного1?О реактивного тока, генерируемого компенсатором в сеть.

Недостаток этих устройств — ухудшенный гармонический состав генерируемого реактивного тока при широком 25 диапазоне его регулирования.

Наиболее близким к предлагаемому является компенсатор реактивной мощности содержащий бат"-:ðåê: .онденсаторов и индуктивны 1. регуля .ор., фаз pfhIp p.- акторы которого сна. кены Одной промежуточной отпайкой . H. подключены своими выводами через три управляемьм ключевых элемента к входным зажимам устройства (2), Батарея конденсаторов генерирует

35 в питающую сеть опережающе ток емкостного характера,-а индуктивный регулятор — регулируемьй, отстающий на 90 эл.град ток индуктивного харак40 тера, Вследствие r, îo÷eîeäíîé работы трех кл1очевых элементов обеспечивается подключение к питающей сети либо всего реактора, либо одной из его двух секций. Плавное регулирова-, 45 ние индуктивного тока в пределах каждой ступени обеспечивается фазовым управлением момен1ов включения уха занных управляемыхключевых элементов.

Недостатками известного устрой- gg ства являются ограниченные регулиро" вочные возможности и ухудшенный гарма ,,нический состав генерируемого тока вследствие малого количества ступеней регулирования. j5$

Цель изобретения — расширение ре- гулировочных возможностей и снижение массогабаритных показателей.

Указанная цель достигается тем, что в компенсатор реактивной мощности, содержащий трехфазную батарею статических конденсаторов и три ре=.;;гора с дной отпайкой, подключенньл свои;и вь.водами к входным зажим=м устр йства через двухпозиционный п=реключатель, введен дополнительный трехфазный пятипозиционный переключатель, три полюса которого подключены к концам и отпайке одного реактора, а два полюса — к одному из концов и отпайке другого реактора, входной переключатель подключен каждой фазой к обоим концам соответствующего реактора.

На фиг. 1 приведена принципиаль,ная схема предлагаемого компенсатора реактивной мощности; на фиг. 2структурные схемы ступенчатого регулирования индуктивности реакторов.

Компенсатор содержит конденсаторы

1 — 3, реакторы 4 — 6, подключенные к сети, и переключатели 7 и 8. Кон-. денсаторы 1 — 3 подключены непосредственно к входным зажимам устройства.

Реакторы 4 — 6 подключены к ним свойми началом и концом через двухпозиционный трехфазный переключатель 7, Трехфазный пятипозиционный переключа-.,ель 8 подключен тремя полюсами каждой своей фазы к началу, отпайке и концу одного из реакторов(4 — 6), а двумя другими полюсами — к нач 1лу и отпайке другого реактора (5 — 4).

При подаче на вход компенсатора сетевого напряжения конденсаторы 1-3 начинают генерировать реактивную энергию емкостного характера, неизменную по величине. Реактивная энергия индуктивного характера, потребляемая реакторами 4. — 6, определяется положением переключателей 7 и 8, r обеспечивающих девятиступенчатое изменение фазных индуктивностей реакторов 4 — б. Максимальная реактивная энергия компенсатора, генерируемая в сеть, соответствует включенному положению переключателя 7, когда работает только одна конденсаторная батарея 1 — 3. При необходимости компенсации части реактивной энергии емкостного характера реактивной энергией индуктивного характера подключают к сети реакторы 4 — 6. Прй положении переключателей 7 и 8 согласно фиг. 1, когда реакторы 4 — 6 подключены своими концами к входным за3 жимам и сетевому напряжению через переключатель 7, а своими началами - в общую нулевую точку через переклю- чатель 8, реакторы 4 — 6 имеют максимальную эквивалентную индуктивность, 5 подключенную под линейное напряжение (фиг. 2 q ). Минимальная эквивалентная индуктивность реакторов, подключаемая под сетевое линейное напряжение, соответствует подключению реакторов

4 — 6, своими началами к входным зажимам через переключатель 7 и к отпайкам смежных по фазе реакторов через переключатель 8 (фиг. 2 ) ). В промежутках между максимальной и мини=.. 15 мальной ступенями регулирования эквивалентной линейной индуктивности реакторов 4 — 6 в предлагаемом компенсаторе обеспечивается получение еще шести дополнительных ступеней благо- 20 даря соответствующему ему порядку переключения переключателей 7 и 8 (табл. 1).

Варьируя величиной отношения индуктивностей меньшей секции реактора 25 к его полной индуктивности можно получить различные регулировочные характеристики ступенчатого изменения индуктивности реакторов, а соответственно, и суммарной реактивной энер-Зр гии, генерируемой компенсатором в питающую сеть.

f 164

823 ты — встречно-параллельные пары тиристоров и симисторов. В этом случае ключевые элементы 7 и 8 обеспечивают только ступенчатое регулирование эквивалентной индуктивности регулятора, а плавное ее регулирование в пределах каждой ступени обеспечивается дополнительными парами тиристоров.

Из таблицы видно, что варьированием величины К можно получить раэличные регулировочные характеристики ступенчатого изменения индуктивности реакторов, а соответственно, и суммарной реактивной энергии, генерируемой компенсатором в питающую сеть.

Большое количество ступеней регулирования при наличии всего одной промежуточной отпайки у реакторов

4 — 6 является главным достоинством предлагаемого компенсатора. В простейшем случае можно обойтись только ступенчатым регулированием генерируемой реактивной энергии и выполнять переключатели 7 и 8 в виде различных контактных ключевых элементов: выключатели, контакторы, командоаппараты, контроллеры, переклю-чатели или даже простые перемычки.

При необходимости обеспечения плавного фазоступенчатого регулирования генерируемой реактивной энергии в качестве переключателей 7 и 8 могут быть использованы бесконтактные переключающие устройства на основе симисторов или встречно-параллельных пар тиристоров. Ступенчатое регулирование обеспечивается включением соответствующих пар тиристоров согласно фиг. 2 и таблице, а плавное регулирование в пределах каждой ступени — фазовым управлением их углов включения. Количество встречно-параллельных пар тиристоров или симисторов соответствует числу позиций переключателей 7 и 8 — т ° е. по семь на каждую фазу.

Возможно и сочетание контактного и бесконтактного способов регулироР вания реактивной энергии, когда переключатель 7 выполнен бесконтактным, тиристорным, обеспечивающим фа- зоступенчатое регулирование, а переключатель 8 — контактным только для переключения ступеней.

В известных компенсаторах реактивной мощности для целей регулирования

B виду большого количества ступеней переключения в качестве управляемых ключевых элементов 7 и 8 в про- 35 стейшем случае могут быть использованы контактные коммутирующие-переключающие устройства. При необходимости обеспечения плавного регулирования генерируемой реактивной энер- 40 ,гии в качестве ключевых элементов могут использоваться бесконтактные .силовые полупроводниковые вентили (симисторы, встречно-параллельные па ры тиристоров). Ступенчатое регули- 45 рование обеспечивается включением соответствующих вентилей, а плавное регулирование в пределах каждой ступени — фазовым управлением их углов включения. Возможно и сочетание кон- 50 тактного с бесконтактным методов регулирования, когда все управляемые ключевые элементы 7 и 8 выполнены в виде контактных переключающйх эле-, I ментов, а в фаэные цепи регулятора 55 между конденсаторами 3 — 3 и ключевыми элементами 7 включены дополни-, тельные управляемые ключевые элемен5 применяют комплекты реакторов, под ключенных к каждой фазе в определенном сочетании. Например, для обеспе. чения шести ступеней переключения требуется по трн реактора на каждую фазу, для восьми уже по четыре.

Естественно, что иметь возможность переключать ступени с помощью всего одного реактора всегда является более лредпочтительным решением и по1 364823 6 зволяет снизить 3,5-2 раза суммарные массоВабаритные показатели индуктивного регулятора компенсатора

Ъ и значительно упростить его конст.рукцию. Выполнение компенсатора на основе одного реактора с большим количеством промежуточных отпаек приведет к усложнению конструкции, самого реактора и к увеличению его

lO габаритов.

1164823

II л о м сч а мм и1 о о!

an л л

° ь

° ь л . ° ° сч м м an

Ф о л ч» Е» л л м сО л м со. а м л е о о о

С 4 о

СЧ

М»

° ь

° »

00 и и

° л ь-В ° о м

1 1 ъЮ ьО о о о

1 1 о о

Я И

1 н @ м о л ж ж

1 1 ьО КР

Ю л л

° i ° ь ьО ьО

Ф

1 1 иЪ а

Ы о л л и а о о

° л л л () о о о ж

1 1

М ьГ и й

1 1 л ж о р ьЛ

;в о г а ж ж

1 ж о

an g

1 1 о о ьО ьО

Я М.

° \ ° \ м м

И ь4

2 2! л ° ь

C ж

° ь ° \ в

М М

С4 СЧ о сч.в и л л !

Я Я Я 2

Ф е иэ аь м

1 CV CV СьВ СЧ

an o r oO

° л

5 и о

Рв о фв °

Ф Ф е о в f о о

9.

Й

° «о v ойдо

34 Й

Ф g Ж

Йх j

К 2 а в в в ь.4 в-В

1164823

Составитель К. Хоециан

Техред Л.Микеш КорректорЛ. Пилипенко, Редактор С. Лисина

Филиал ППП "Патент", г. Удгород, ул. Проектная, 4

Заказ 4755 Тираж 620 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035» Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5