SU1119120A2

SU1119120A2 - Reactive power compensator

Info

Publication number: SU1119120A2
Application number: SU833608916A
Authority: SU
Inventors: Газанфар Баласултан Оглы Абдулов; Музаффар Мамедович Расулов; Айдын Аслан Оглы Гусейнов; Гюллар Чингиз Кизы Аббасова
Original assignee: Азербайджанский Научно-Исследовательский Институт Энергетики Им.И.Б.Есьмана
Priority date: 1983-06-24
Filing date: 1983-06-24
Publication date: 1984-10-15

Description

ч , Изобретение относитс к электротехнике , в частности к устройствам, предназначенным дл компенсации реактивной мощности в электрических сет х. По.основному авт. св. № 983882 известен компенсатор реактивной мощности (КРМ), состо щий из основного з равл емого трехфазного мосто вого преобразовател , к выводам пос то нного тока которого подключены п раллельно включенные дроссель и цепочка из двух согласно-последовательно соединенных коммутирующих вентилей, причем коммутирующие венгнли включены встречно с вентил ми эсновного преобразовател , дополнительного трехфазного мостового преобразовател , который на стороне переменного тока соединен параллель но с основным трехфазным мостовым преобразователем, а на стороне пост нного тока закорочен накоротко, и конденсатора, включенного между короткозамкнутым выводом дополнительн го преобразовател и общей точкой коммутирующих вентилей tj . Недостаток указанного КРМ заключаетс в ухудшении формы кривой генерируемого тока из-за уменьшени длительности его протекани в течение одного периода по мере увеличени глубины регулировани . Целью изобретени вл етс уменьшение высших гармоник в токе компенсатора. Цель достигаетс тем, что параллельно конденсатору подключен вход переменного тока дополнительно введенного однофазного мостового управ л емого преобразовател , вход посто нного тока которого соединен с последовательно соединеннь1ми дополнительньми дросселем и источником посто нного тока, пол рность которого согласована с пол рностью однофазного мостового преобразовател . На чертеже приведена принципиаль на схема КРМ. КРМ состоит из основного трехфаз ного мостового преобразовател 1, образованного из вентилей 2-7, дополнительного трехфазного мостового П1 еобразовател 8, образованного из вентилей 9-14, дроссел 15, цепочки из согласно последовательно соединенных коммутирующих вентилей 202 16 и 17, включённых к выводам пос- то нного тока основного трехфазного мостового преобразовател 1, конденсатора 18, включенного ме оду общей точкой коммутируемых вентилей 16 и 17 и короткозамкнутым выходом посто нного тока дополнительного трехфазного мостового преобразовател 8, однофазного мостового преобразовател 19, образованного из BeHidiлей 20-23 и цепочки из последовательно включенных дроссел 24 и выпр мител 25, включенной к выходу посто нного тока однофазного мосто ;, вого преобразовател 19,. Компенсатор реактивной мощности работает следующим образом. / Допустим, что в первый момент времени вентили 2-7 и 9-14 заперты, ток дроссел 15 замыкаетс через коммутирующие вентили 16 и 17, а напр жение на конденсаторе 18 равно своему максимальному значению Ш (пол рность Указана на чертеже). Когда подаютс отпирающие импульсы на вентили 2.и 9, под действием напр жени между фазами А и С вентили 2 и 9 открываютс и в замкнутом контуре: конденсатор 18, коммутирующий вентиль 16, вентиль 2, фазы А и С сети, вентиль 9, конденсатор 18 - возникает коммутационный ток, в результате чего ток в коммутирующем вентиле 16 снижаетс до нул и он закрываетс , -а ток дроссел замь1каетс через вентиль 2, фазы А и С, вентиль 9, конденсатор 18 и коммутирующий вентиль 17.Начинаетс перезар дка конденсатора 18,и его напр жение измен етс до отрицательного макримального значени и/1 (, в этот момент подаютс отпирающие импульсы на вентили 20 и 21, которые под действием этого напр же-НИН конденсатора 18 открываютс и в дросселе 24 возникает ток, замыкающийс по контуру: конденсатор 18, вентиль 21, дроссель 24, выпр митель 25, вентиль 20, конденсатор 18. При этом полный ток конденсатора 18 равен сумме токов дроссел 15 и дроссел 24, поэтому процесс перезар дки конденсатора ускор етс . К моменту времени, когда напр жение конденсатора 18 измен етс от +UMH ток дроссел 24, а следовательно, и вентилей 20 и 21, снижаетс до нул , вентили 20 и 21 закрываютс , и напр жение конденса-.The invention relates to electrical engineering, in particular to devices designed to compensate for reactive power in electrical networks. According to the main author. St. No. 983882 is known a reactive power compensator (CRM), consisting of a main equal three-phase power converter, to the terminals of a direct current of which are connected a parallel-connected choke and a chain of two consistently connected switching gates, and the switching voltages are switched opposite with valves of the main converter, an additional three-phase bridge converter, which on the AC side is connected in parallel with the main three-phase bridge converter On the side of the direct current, it is shorted, and the capacitor connected between the short-circuited output of the additional converter and the common point of the switching valves tj. The disadvantage of this CRM is the deterioration of the shape of the generated current curve due to a decrease in its duration for one period as the depth of regulation increases. The aim of the invention is to reduce higher harmonics in the compensator current. The goal is achieved by connecting in parallel to the capacitor the AC input of an additionally introduced single-phase bridge controlled converter, the DC input of which is connected to a series-connected additional choke and a DC source whose polarity is matched with the polarity of the single-phase bridge converter. The drawing shows a schematic of the CRM. CRM consists of a main three-phase bridge converter 1, formed from gates 2-7, an additional three-phase bridge P1 generator 8, formed from gates 9-14, throttles 15, chains from according to serially connected switching gates 202 16 and 17 connected to the terminals of - current of the main three-phase bridge converter 1, capacitor 18, switched on by the common point of switched gates 16 and 17 and the short-circuited direct current output of the additional three-phase bridge converter A single-phase bridge converter 19, formed from BeHidiley 20-23 and a chain of series-connected Throttle 24 and rectifier 25 connected to the DC output of a single-phase bridge; a second converter 19 ,. Reactive power compensator works as follows. / Assume that at the first time the valves 2-7 and 9-14 are closed, the throttle current 15 closes through the switching valves 16 and 17, and the voltage on the capacitor 18 is equal to its maximum value W (polarity Indicated in the drawing). When trigger pulses are applied to valves 2. and 9, under the action of voltage between phases A and C, valves 2 and 9 are opened in a closed circuit: capacitor 18, switching valve 16, valve 2, network A and C, valve 9, capacitor 18 - a switching current occurs, as a result of which the current in the switching valve 16 decreases to zero and it closes, and the throttle current is frozen through the valve 2, phases A and C, the valve 9, the capacitor 18 and the switching valve 17. A recharge of the capacitor 18 begins and its voltage varies to negative makrim and 1 (at this moment unlocking pulses are applied to the valves 20 and 21, which under the action of this voltage-NIN capacitor 18 are opened and a current is generated in the choke 24 that closes the loop: capacitor 18, valve 21, choke 24, rectifier 25, valve 20, capacitor 18. At the same time, the total current of capacitor 18 is equal to the sum of the currents of throttle 15 and drossel 24, therefore, the process of recharging the capacitor is accelerated. By the time when the voltage of the capacitor 18 changes from + UMH, the current of the chokes 24, and consequently of the valves 20 and 21, decreases to zero, the valves 20 and 21 are closed, and the voltage of the condensation is.

33

тора измен етс только под действием тока дроссел 15. Когда напр жение конденсатора 18 достигнет зна чени +и,|( подаетс отпирающий импульс на коммутирующий вентиль 16. При этом коммутирующий вентиль 16 откроетс и в контуре: конденсатор 18, коммутирующий вентиль 16, вентиль 2 фазы А и С сети, вентиль 9, конденсатор 18 - возникает коммутационный ток jw:e другого направлени . В результате ток в вентил х 2 и 9 снижаетс до нул , и они закрываютс , а ток дроссел 15 замыкаетс; через коммутирующие вентили 16 и 17.the torus is changed only by the action of current droplets 15. When the voltage of capacitor 18 reaches + and, | (a trigger pulse is applied to the switching valve 16. In this case, the switching valve 16 opens in the circuit: the capacitor 18, the switching valve 16, valve 2 network A and C, valve 9, capacitor 18 - switching current jw: e of another direction arises. As a result, the current in valves 2 and 9 decreases to zero, and they close, and the throttle 15 closes; through switching valves 16 and 17 .

Аналогичным образом включаютс поочередно в работу другие пары вентилей 3 и 10, 4 и 11, 5 и 12, 6 И 13, 7 и 14, предварительно выключа предъщущие пары вентилей, а также включаютс через равные промежутки времени с момента включени в работу каждой из указанных пар вентилей вентили 20 и 21, 22 и 23.Similarly, other pairs of gates 3 and 10, 4 and 11, 5 and 12, 6 and 13, 7 and 14 are switched on alternately, pre-switching off the presenting pairs of gates, and also included at regular intervals from the moment each of these valve pairs valves 20 and 21, 22 and 23.

Генерируемый КРМ ток достигает максимального значени , если управл юпще импульсы подаютс на вентили 20 и 21, 22 и 23 при нулевом значении фазного напр жени .The generated CRM current reaches a maximum value if the control pulse is applied to the valves 20 and 21, 22 and 23 at a zero value of the phase voltage.

Таким образом, в схеме КРМ напр жение на конденсаторе 18 определ етс не только током дроссел : 15, как зто имеет место в схеме прототипа но и током дроссел 24, что дает возможность поддерживать напр жение на конденсаторе 18 на уровне, достаточном дл коммутации вентилей преобразователей 1 и 8, независимо от значени тока дроссел 15 и тем самым регулировать генерируемый КРМ ток по амплитуде без ухудшени его гармонического состава.Thus, in the CRM circuit, the voltage on the capacitor 18 is determined not only by the throttle current: 15, as is the case in the prototype circuit, but by the throttle current 24, which makes it possible to maintain the voltage on the capacitor 18 at a level sufficient to switch the converter valves 1 and 8, regardless of the value of the current of the drossel 15, and thereby regulate the current generated by the AAC in amplitude without degrading its harmonic composition.

191204191204

В процессе работы КРМ энерги , расходуема в цепи дроссел 15, пос тупает из питакмцей -сети непосредственно со стороны трехфазного выхо5 да мостовых преобразователей 1 и 8, а энерги , расходуема в цепи дроссел 24, - через выпр митель 25.During CRM operation, the energy consumed in the circuits of the Drossel 15, comes from the pit-net directly from the three-phase output 5 and bridge converters 1 and 8, and the energy consumed in the Drossel circuit 24, through the rectifier 25.

Ток дроссел 24 не замыкаетс через фазы сети и не оказывает вли ни на форму тока, генерируемого КРМ. Поэтому в идеальном случае, когда электрические потери в цепи дроссел 24 равны нулю, а вентили 20-23 вл ютс безынерционными элементами , ток дроссел 24 в процессе перезар дки конденсатора может быть сколь угодно большим, а индуктивность Дроссел 24 - сколь угодно малой. В указанном случае габаритна мощность дроссел 24, необходима дл перезар дки конденсатора 18, равна нулю. В реальных услови х, исход из допустимых электрических потерь в цепи дроссел 24 и надежности работы вентилей 20-23, габаритна мощность дроссел достаточно мала и не превышает 4-5% номиналь ной мощности КРМ. Мощность выпр ми-. тел 25, предназначенного дл компенсации потерь энергии в цепи дроссел 24, не превьшает 1% номинальной мощности КРМ, а суммарна мощность вентилей 20-23 - 30% суммарной мощности всех вентилей.Throttle current 24 does not close through the mains phases and does not affect the shape of the current generated by the switchgear. Therefore, in the ideal case, when the electrical losses in the circuit of the throttles 24 are zero, and the valves 20-23 are inertialess elements, the current of the throttles 24 in the process of recharging the capacitor can be arbitrarily large, and the inductance of Drossel 24 - arbitrarily small. In this case, the overall power of the drossel 24, necessary to recharge the capacitor 18, is zero. In real conditions, based on the allowable electrical losses in the circuit of the Drossel 24 and reliability of the valves 20-23, the overall power of the Drossel is rather small and does not exceed 4-5% of the nominal power of the RPC. Power straightened- bodies 25, designed to compensate for the energy losses in the circuit of the drossel 24, do not exceed 1% of the rated power of the CRM, and the total power of the valves 20-23 - 30% of the total power of all the valves.

Таким образом, включение дополнительных элементов в схему КРМ не приводит к существенному увеличению его масса-габаритных показателей.Thus, the inclusion of additional elements in the circuit CRM does not lead to a significant increase in its mass-dimensional indicators.

Изобр1етега1е позвол ет снизить потери электроэнергии и улучшить качество напр жени сети, а также расширить область применени вследствие улучшени гармонического состава генерируемо го реактивного токаFig. 1g allows you to reduce energy losses and improve the quality of the mains voltage, as well as expand the application area due to the improved harmonic composition of the generated reactive current.

Л в СL to C

Claims

COMPENSATOR OF REACTIVE POWER by ed. St. No. 983882, characterized in that, in order to reduce higher harmonics in the current of the compensator, an AC input of an additionally introduced single-phase bridge controlled converter is connected in parallel with the capacitor, the DC input of which is connected to the additional choke and the constant source connected in series _; current, the polarity of which is consistent with the polarity of a single-phase bridge converter.