SU558349A1 - Регулируема конденсаторна батаре и способ управлени ею - Google Patents

Description

ду каждой из конденсаторных групп и сетью, между последовательно соединенными конденсаторными группами одной фазы и между конденсаторными группами различных фаз, образу  последовательное соединение этих групп.

Управление указанной регулируемой батареей осуществл етс  способом подачи на управл ющие электроды тиристоров управл ющих импульсов в интервале от максимума отрицательной полуволны напр жени  сети до нул , причем в каждом очередном тиристорном выключателе первым открывают тиристор , направление проводимости которого противоположно проводимости последнего тиристора , работавщего в предыдущем выключателе , причем в каждом предыдущем тиристорном выключателе закрывают тиристоры одной и той же фазы, имеющие одно и то же направление проводимости.

Сущность изобретени  по сн етс  чертежами и диаграммами, где на фиг. 1 изображена принципиальна  схема регулируемой конденсаторной батареи; на фиг. 2 - блок-схема системы управлени  регулируемой конденсаторной батареи по предлагаемому способу; на фиг. 3 - линейные диаграммы токов и напр жений в схеме по фиг. 1 при переключени х тиристорных выключателей в пределах одной ступени.

Регулируема  конденсаторна  батаре  на фиг. 1 выполнена из двух трехфазных секций. В каладой фазе последовательно соединены три группы конденсаторов 1, 2 и 3. Кажда  группа конденсаторов соединена с сетью через трехфазный тиристорный выключатель соответственно 4, 5 и 6. Тиристорный выключатель 7 соедин ет последовательно группы конденсаторов 2 и 3 в каждой фазе, а тиристорный выключатель 8 осуществл ет последовательное соединение групп конденсаторов 2 различных фаз.

Каждый из трехфазных тиристорных выключателей 5, 6, 7 и 8 снабжен индивидуальной системой автоматического управлени  (фиг.2), образующей логический канал, на вход которого подаетс  напр жение сети, а на выходе формируютс  управл ющие щирокие импульсы, поступающие на фазные блоки тиристоров. Каждый из двух тиристорных выключателей 4, принадлежащих различным секци м, имеет двойную систему такого управлени . Одна система управлени  функционирует при работе выключател  4 в нормальном рел-:име, когда напр жение сети равно номинальному значению. Втора  система управлени  вступает в действие при снижении напр жени  до величины, при которой необходимо осуществить форсировку. Форсировка , заключающа с  в формировании дополнительной секции, осуществл етс  одновременным открытием выключателей 4, 7 и 8.

Кажда  система управлени  состоит из датчика напр жени  9, блока выбора 10, исполнительного органа 11 и шестиканального генератора пр моугольных импульсов 12. В датчике напр жени  9 осуществл етс  сравнение напр жени  на щинах с величиной сигнала установки 13. В зависимости от соотнощени  этих величин на выходе датчика формируетс  сигнал «О и «1, который подаетс  на вход блока выбора 10. Блок выбора согласует эту команду с пор дковым номером того тиристора , начина  с которого должна осуществл тьс  операци  «открыть или «закрыть. Дл  этой цели блок выбора имеет еще два выхода, св занных с щинами а, Ь, с, d синхронизации. Две из них а, b предназначены дл  управлени  тиристорными выключател ми 1 секции,

две других - сие - тиристорными выключател ми 11 секции. Синхронизирующие импульсы , поступающие непрерывно на щинки, не совпадают по фазе. Команда «закрыть или «открыть с выхода блока выбора 10 подаетс  на исполнительный орган 11. Исполнительный орган выполнен как логический элемент «И с несколькими входами. На выходе исполнительного органа формируетс  сигнал «открыть в том случае, если от смежных каналов поступила информаци  о том, что их тиристорные выключатели закрыты. Така  св зь служит блокировкой от одновременного открыти  нескольких тиристорных выключателей в одной фазе. Эта блокировка охватывает

смежные тиристорные выключатели, принадлежащие одной и той же секции. Генератор пр моугольных импульсов 12 имеет шесть каналов по числу тиристоров в одном трехфазном тиристорном выключателе.

Работа конденсаторной батареи при снижении напр жени  сети и при его новыщении осуществл етс  следующим образом.

В нормальном режиме (например, при номинальном напр жении сети) конденсаторна 

батаре  (фиг. 1) полностью включена в сеть (выключатели 4 и 7 открыты, выключатели 5, 6 и 8 закрыты). При снижении напр жени  в сети осуществл етс  поочередное исключение из работы группы конденсаторов 1 (выключатель 4 закрываетс , а выключатель 5 открываетс ). При этом мощность, генерируема  конденсаторной батареей, возрастает, так как благодар  указанному переключению тиристорных выключателей включенными в сеть

оказываютс  только две конденсаторные группы 2 и 3.

В случае, если напр жение сети продолжает снижатьс , закрывают тиристорные выключатели 5 и 6 и открывают выключатель 6. Закрытие выключател  7 св зано с возможной необходимостью дальнейшей формировки мощности батареи.

После указанных операций конденсаторные группы 1 и 2 оказываютс  отключенными, а

напр жение на них сохран етс . Они могут быть использованы дл  дальнейщей форсировки реактивной мощности батареи. С этой целью, при снижении напр жени  при открытых выключател х 6 должны быть дополнительно открыты выключатели 4 и 8. В этом

случае конденсаторные группы 1 и 2 двух смежных фаз соедин ютс  последовательно с помощью выключател  8 и включаютс  в сеть на линейное напр жение, образу  таким образом дополнительную секцию.

При повышении напр жени  переключение тиристорных выключателей осуществл етс  в обратной последовательности.

Способ управлени  конденсаторной батареей , выполненной из двух секций, осуществл етс  следующим образом. Наиболее близким по технической сущности  вл етс  способ управлени  5.

Однако такой способ управлени  не позвол ет подать сигнал «открыть или «закрыть в любой момент времени на любой тиристор.

Предлагаемый способ устанавливает наиболее благопри тный момент открыти  и закрыти  тиристорных выключателей.

Способ управлени  конденсаторной батареей по предлагаемому способу осуществл етс  следующим образом.

Пусть в секции 1 конденсаторной батареи (фиг.1) открыты выключатели 4 и 7, что соответствует номинальному режиму работы батареи . Учитыва  последовательность работы тиристоров в трехфазном выключателе, можно сказать, что в фазе АВ установлены тиристоры 71 и Г4, в фазе ВС - ГЗ и 76, в фазе СЛ - 75 так, что все нечетные тиристоры пропускают положительную полуволну тока, а все четные - отрицательную.

Пусть напр жение в сети снизилось так, что датчик напр жени  9 (фиг. 2) подал сигнал «закрыть на блок выбора 10 тиристорного выключател  4 и сигнал «открыть на блок выбора 10 выключател  5. Тиристорный выключатель 7 остаетс  в работе. Блоки выбора 10, согласу  полученную команду с соответствующими щинами синхронизации (например «а - открыть, «6 - закрыть, фиг. 2), выдают сигнал на исполнительный орган И. Пусть на щину «а подаетс  синхронизирующий импульс, совпадающий по фронту управлени  с управл ющим импульсом 75 (момент to на фиг. 3), а на шину «S - совпадающий с импульсом 73 (момент V на фиг. 3). Исполнительный орган тиристорного выключател  5 не выдает команду «открыть на генератор управл ющих импульсов 12 до тех пор, пока не будут сн ты управл ющие импульсы с генератора 12 выключател  4. Благодар  этому сначала закроетс  работающий (предыдущий) 4, а затем откроетс  очередной 5 тиристорные выключатели и их совместна  работа исключаетс .

Таким образом в момент to тиристорный выключатель 4 должен закрыватьс  в следующей последовательности работы своих тиристоров (фиг. 3): 71-4 (,), 72-4 (г;2), 73-4 (tj. Эти тиристоры несмотр  на то, что импульсы с них сн ты, продолжают работать до указанных моментов, когда ток в них в естественных услови х пройдет через нулевое значение, Выключение тиристоров происходит

поочередно без какого-либо переходного процесса .

В момент to подают управл ющие импульсы на тиристорный выключатель 5. Следует

заметить, что момент to должен быть выбран в интервале между задним фронтом импульса 73 и передним фронтом импульса 75. Совпадение момента to с участком импульса 73 приведет к закорачиванию конденсаторной

группы 1. В то врем , в момент го, показанный на фиг. 3, благопри тно может включитьс  тиристор 74-5. Таким образом, все тиристоры выключател  5 вступают в работу в следующей последовательности: 74-5 (t),

75-6 (ta), 76-5 (4). Все тиристоры открываютс  при нулевом напр жении на них, а потому практически без переходного процесса. При этом в фазе ВС возникает пауза в токе длительностью 60 град. Тиристор 76-5 не

может включитьс  ранее момента /4, так как к нему приложено отрицательное напр жение, равное разности между напр жением сети и остаточным направлением на конденсаторных группах 2 п 3. Это остаточное напр жение показано на фиг. 3 пунктиром.

В результате прощедщей коммутации конденсаторные группы 2 и 3 включаютс  на нанаир жение сети, а конденсаторна  группа 1 отключаетс . Пол рность остаточного напр жени  на группе 1 зависит от того, какой из тиристоров выключател  4 отключилс  последним .

При расфорсировке работа выключателей 4 и 5 осуществл етс  следующим образом.

Дл  того, чтобы избежать разноименной пол рности зар да на конденсаторных группах, необходимо запомнить, какой из тиристоров выключател  4 в каждой фазе закрылс  последним при форсировке. Так, например, в

приведенном выще случае это были 71-4, 72-4 и 73-4. Пменно они и определили пол рность остаточного зар да на конденсаторной группе 1. Следовательно, при расфорсировке должны включитьс  пос. едними тиристоры 71-5, 72-5, 73-5 выключател  5, то есть, имеющие те же пор дковые номера. Дл  этого сигнал о сн тии управл ющих имиульсов должен постзпить на генератор 12 с той же фазой по отнощению к напр жению

сети, что и при форсировке. Этим требовани м удовлетвор ет момент 5, соответствующий моменту to, при форсировке (фиг. 3). При этом указанные тиристоры выключател  5 закрываютс  в следующей последовательности:

71-5, (б), 72-5 (t), 73-5 (ts).

В этих услови х наиболее благопри тным моментом открыти  выключател  4  вл етс  момент tj, который соответствует моменту to при форсировке. Пачина  с момента т, тиристоры 75-4 и 76-4 могут открыватьс  при минимально возмол ном напр л ении на них. Если допустить, что форсировка была достаточно продолл ительной, чтобы конденсаторна  группа 1 полностью разр дилась, то включение этдх трристоров произойдет при нулеBOM напр жении. Таким образом, включение выключател  4 должно протекать в следующей последовательности Г4-4 (у), Т5-4 (/у), Т6-4 (4) и работа системы управлени  будет происходить в той же последовательности , что и при форсировке, однако функциональна  роль каналов управлени  мен етс : выключатель 4 открываетс , а выключатель 5 - закрываетс . Инвертирование функций каналов осуществл етс  благодар  знаку сигнала , поступающему от датчика напр жени  9. Кроме того, система блокировки исполнительных органов 11 построена таким образом, что сигнал «открыть может быть сформирован на выходе лищь определенных исполнительных органов, отвечающих заданному алгоритму переключени  тиристорных выключателей .

При напр жении, сниженном до уровн , при котором предусматриваетс  включение конденсаторных групп 1 и 2 в самосто тельную третью секцию, система управлени  (фиг. 2) работает с той же последовательностью , что и при переключени х между тнрнсториыми выключател ми 4 и 5. При этом выключатели 4 фазы АВ, выключатели 4 фазы ВС 1-ой секции и выключатель 3 образуют однофазный тиристорный блок, управление которым осуществл етс  синхронно и синфазно .

Эффективность применени  регулируемой конденсаторной батареи в наибольшей степени про вл етс  в электрических сет х, дл  которых характерно существенное (15-20%) и длительное снижение напр жени . В таких случа х мощность конденсаторной батареи должна быть выбрана из )словий номинального регкима и работа ее протекать в среднем с положительным регулирующим эффектом . Это значит, что при снижении напр жени  мощность конденсаторной батареи остаетс  неизменной или возрастает.

Кроме того, процесс регулировани , св занный с многократной коммутацией конденсаторов при переходе с одной ступени на другую, протекает без существенных бросков тока и перенапр жений. Это свойство позвол ет снизить установленную мощность коммутационной аппаратуры и продлить срок службы конденсаторов .

Claims (5)

1. Регулируема  конденсаторна  батаре , состо ща  из п последовательно соединенных конденсаторных групп, подсоединенна  к сети через тиристорный выключатель, выполненный из встречно-параллельно соединенных тнристоров , отличаюц,а с  тем, что, с целью расщирени  диапазона регулировани  реактивной мощности, она снабжена дополнительными тиристорными выключател ми, установленными между каждой из конденсаторных групп и сетью, между последовательно соединенньщи конденсаторными группами одной фазы и межд} конденсаторными группами различных фаз, образу  последовательное соединение этих групп.

2. Способ управлени  регулируемой конденсаторной батареей по п. 1 путем подачи на управл ющие электроды заправл ющих импульсов в интервале от максимума отрицательной полуволны напр жени  сети до нул ,

отличающийс  тем, что, с целью снижени  бросков тока и ограничени  перенапр жений при включении тиристорных выключателей , в каждом очередном тиристорном выключателе первым открывают тиристор, направление проводимости которого противоположно проводимости последнего тиристора, рабо7-авщего в предыдущем выключателе, причем в каждом предыдущем выключателе закрывают тиристоры одной и той же фазы, имеющие одно и то же направление проводимости.

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе:

1.Патент ФРГ № 1165148 по кл. 21d2; 42/03, 1959 г.

2.Патент Англии № 958305 по классу П 2Н, 1963 г.

3.Патент США № 3703680 по классу 323128 , 1968 г.

4. Патент США Л 2990511 по кл. 323-128, I96I г. (прототип).

5. Авторское свидетельство СССР № 275212, М. Кл.2 Н 02J 3/18, 1964.

ном. рпнчм - ifopci/fiiff er