ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2210156

СИСТЕМА КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

СИСТЕМА КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Имя изобретателя: Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева 
(72) Имя изобретателя: Игольников Ю.С. 
Имя патентообладателя: Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева
Адрес для переписки: 430000, Мордовия, г.Саранск, ул. Большевистская, 68, Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева, отдел патентов и стандартов
Дата начала действия патента: 2001.04.04 

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к системам компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока. Технический результат заключается в расширении числа ступеней регулирования реактивной мощности. Сущность заключается в том, что система состоит из двух устройств 1 и 2, выполненных по одинаковой схеме и содержащих одни и те же функциональные элементы. Устройство 1 содержит вентильный мостовой преобразователь 3, подключенный к фазам сети переменного тока А, В, С через конденсаторные батареи 4, 5, 6 и реакторы 7, 8, 9. Со стороны постоянного тока мостовой преобразователь закорочен тиристором 10, цепочкой из последовательно соединенного резистора 11 и тиристора 12 и цепочкой из конденсатора 13 и тиристора 14. Резистор 11 служит для ограничения тока заряда конденсаторов 4, 5, 6. Конденсатор 13 служит для принудительного выключения тиристора 14. Реакторы 7, 8, 9 установлены для исключения резонансных явлений с сетью. Аналогичные элементы содержит устройство 2. Между выводами 1, B1, С1 каждой фазы переменного тока вентильного преобразователя 3 и такими же выводами A2, B2, C2 каждой фазы переменного тока преобразователя 15 устройства 2 включена цепочка, состоящая из конденсаторов 16-18 и встречно-параллельно включенных управляемых вентилей 19-24. Одноименные входные зажимы переменного тока преобразователей подключены через соответствующие реакторы и конденсаторы батарей к разноименным фазам питающей сети. Так, например, вывод А1 преобразователя 3 связан через конденсаторную батарею 6 и реактор 9 с фазой "С" сети, а вывод A2 преобразователя 15 устройства 2 через конденсаторную батарею 25 и реактор 26 связан с фазой "А" питающей сети.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к системам компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока.

Известно устройство для компенсации реактивной мощности (см. SU 1415324, МПК-4 Н 02 J 3/18, опубл. 07.08.88), содержащее силовые конденсаторы, тиристоры, резистор, конденсаторы и пары встречно-параллельно включенных тиристоров. Каждая из пар тиристоров зашунтирована маломощным резистором соответственно. Каждый из конденсаторов имеет одну и ту же емкость и включен между одним из входных выводов вентильного регулятора и фазой сети через пару встречно-параллельно включенных тиристоров.

Недостатком данного устройства является ограниченный лишь тремя ступенями диапазон регулирования.

Технический результат заключается в расширении числа ступеней регулирования реактивной мощности.

СИСТЕМА КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ

Сущность изобретения заключается в том, что система компенсации реактивной мощности включает в свой состав первое устройство компенсации реактивной мощности, содержащее вентильный мостовой преобразователь, подключенный к фазам сети переменного тока через реакторы и конденсаторные батареи, установленные между каждым реактором и соответствующим выводом переменного тока вентильного мостового преобразователя, к выводам постоянного тока которого подсоединены параллельно две цепочки, выполненные с помощью полностью управляемых ключей, один из которых соединен последовательно с резистором. Указанная система снабжена вторым таким же устройством компенсации реактивной мощности, подключенным к той же сети. Между выводом каждой фазы переменного тока вентильного мостового преобразователя первого устройства и выводом каждой фазы переменного тока второго устройства включена цепочка, состоящая из конденсатора, соединенного последовательно с парой встречно-параллельно включенных управляемых вентилей. Одноименные входные зажимы вентильных мостовых преобразователей устройств подключены через соответствующие реактор и конденсаторы батареи к разноименным фазам сети. Емкости конденсаторных батарей устройств выбраны различной величины.

На чертеже приведена схема компенсации реактивной мощности, состоящая из двух устройств для компенсации реактивной мощности 1 и 2, выполненных по одинаковой схеме и содержащие одни и те же функциональные элементы. Так, устройство 1 содержит вентильный мостовой преобразователь 3, подключенный к фазам сети переменного тока А, В, С через конденсаторные батареи 4, 5, 6 и реакторы 7, 8, 9. Со стороны постоянного тока вентильный мостовой преобразователь закорочен тиристором 10 цепочкой из последовательно соединенного резистора 11 и тиристора 12 и цепочкой из конденсатора 13 и тиристора 14. Резистор 11 служит для ограничения тока заряда конденсаторных батарей 4, 5, 6. Конденсатор 13 служит для принудительного выключения тиристора 14. Реакторы 7, 8, 9 установлены для исключения резонансных явлений с сетью. Аналогичные элементы содержит и устройство компенсации 2. Между выводами А1, В1, C1 каждой фазы переменного тока вентильного мостового преобразователя 3 устройства 1 и такими же выводами А2, В2, С2 каждой фазы переменного тока вентильного мостового преобразователя 15 устройства 2 включена цепочка, состоящая из конденсаторов 16-18 и встречно-параллельно включенных управляемых вентилей, например тиристоров 19-24. Одноименные входные зажимы переменного тока вентильных мостовых преобразователей 3 и 15 подключены через соответствующие реакторы и конденсаторы батарей к разноименным фазам питающей сети. Так, например, вывод А1 вентильного мостового преобразователя 3 устройства 1 связан через конденсаторную батарею 6 и реактор 9 с фазой "С" сети, а вывод А2 вентильного мостового преобразователя 15 устройства 2 через конденсаторную батарею 25 и реактор связан с фазой "А" питающей сети. Такое включение позволяет получить дополнительную ступень реактивной мощности.

Система компенсации реактивной мощности обеспечивает 6 ступеней регулирования, которые обеспечиваются следующим образом. Максимальная реактивная мощность достигается при одновременном включении вентильных мостовых преобразователей 3 и 15 устройств 1 и 2, т.е. закорачивании их выходов. При этом в системе работают конденсаторные батареи 4-6 и 25-27. При включении только устройства 1 и выключенном состоянии вентильного мостового преобразователя 15 устройства 2 достигается вторая ступень регулирования. При включении вентильного мостового преобразователя 15 устройства 2 и выключенном состоянии вентильного мостового преобразователя 3 устройства 1 достигается третья ступень регулирования, поскольку в работе будут находиться только конденсаторные батареи 25-27. При закорачивании входа вентильного мостового преобразователя 3 устройства 1 и включении встречно-параллельно включенных пар вентилей, например тиристоров 19-24, получается четвертая ступень регулирования, реактивная мощность которой определяется суммарной реактивной мощностью конденсаторных батарей 25-27 и включенных последовательно через встречно-параллельно соединенные тиристоры 19-24, конденсаторы 16-18. Аналогично при включении устройства 2 и встречно-параллельно включенных пар тиристоров 19-24 получается пятая ступень реактивной мощности. Если обе мостовые схемы устройств 1 и 2 выключены, а включены только встречно-параллельные пары тиристоров 19-24, то будет реализоваться шестая ступень реактивной мощности, соответствующая минимальной реактивной мощности, поскольку все конденсаторы окажутся в каждой линии включенными последовательно через соответствующую пару встречно-параллельных вентилей и подключены к линейному напряжению.

По сравнению с известными решениями предлагаемое позволяет расширить число ступеней регулирования реактивной мощности при наличии только трех конденсаторных батарей.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Система компенсации реактивной мощности, в состав которой входит первое устройство компенсации реактивной мощности, содержащее вентильный мостовой преобразователь, подключенный к фазам сети переменного тока через реакторы и конденсаторные батареи, установленные между каждым реактором и соответствующим выводом переменного тока вентильного мостового преобразователя, к выводам постоянного тока которого подсоединены параллельно две цепочки, выполненные с помощью полностью управляемых ключей, один из которых соединен последовательно с резистором, отличающаяся тем, что указанная система снабжена вторым таким же устройством компенсации реактивной мощности, подключенным к той же сети, при этом между выводом каждой фазы переменного тока вентильного мостового преобразователя первого устройства и выводом каждой фазы переменного тока второго устройства включена цепочка, состоящая из конденсатора, соединенного последовательно с парой встречно-параллельно включенных управляемых вентилей, причем одноименные входные зажимы вентильных мостовых преобразователей устройств компенсации реактивной мощности подключены через соответствующие реактор и конденсаторы батареи к разноименным фазам сети.

2. Система компенсации реактивной мощности по п.1, отличающаяся тем, емкости конденсаторных батарей устройств выбраны различной величины.

Версия для печати
Дата публикации 15.02.2007гг


вверх