початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві	хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи	таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу
Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2020690

КОМПЕНСАТОР реактивної потужності

Ім'я винахідника: Поссе Андрій Володимирович
Ім'я патентовласника: Поссе Андрій Володимирович
Адреса для листування:
Дата початку дії патенту: 1992.04.14

Область використання: на підстанціях трифазного напруги (промислових, тягових і входять до складу енергосистем) для компенсації і регулювання реактивної потужності. Суть винаходу: компенсатор містить трифазний міст з замикаються вентилями, включений на реактор, два перетворювальних блоку і конденсатори для обмеження перенапруг. Кожен преосвітній блок містить дві групи з трьох замикаються вентилів і реактор між ними в галузі постійного струму. Одна група вентилів має кут регулювання ₂ = ₁ + , А інша ₃ = ₁ - , де ₁ - кут регулювання вентилів трифазного моста, значення кута і співвідношення між постійними струмами трифазного моста і перетворювальних блоків вибираються так, щоб зменшити вміст вищих гармонік у вхідному струмі компенсатора.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до електроенергетики і може бути використано на підстанціях трифазного напруги (промислових, тягових і входять до складу енергосистем) для компенсації і регулювання реактивної потужності.

Відомі нові компенсатори реактивної потужності, що представляють собою перетворювачі з замикаються вентилями [1]. Основна їхня перевага в порівнянні з традиційними тиристорн компенсаторами [2] полягає в тому, що вони видають реактивну потужність за рахунок примусової комутації струму в області негативних кутів регулювання. В результаті для видачі в електричну мережу реактивної потужності не потрібно споруди конденсаторної батареї відповідної потужності.

У відомих компенсатори для підвищення якості вхідного струму (для зменшення вмісту в ньому вищих гармонік) використовуються перетворювачі підвищеної фазности 12,18 і 24-фазні [1].

Їх недолік в необхідності застосування одного багатообмотувальних або декількох двообмоткових трансформаторів, в неможливості безпосереднього підключення перетворювача до шин трифазного напруги.

Найбільш близьким до винаходу є компенсатор з одним двообмоткових трансформатором, трифазним мостом з замикаються вентилями і конденсаторами для обмеження перенапруг, що виникають при примусових, практично миттєвих комутаціях струму замикаються вентилями [3].

Недолік цього компенсатора в низькій якості його вхідного струму, який містить вищі гармоніки порядку n = = 6k ± 1, де k = 1,2,3 ..., має високий коефіцієнт спотворення синусоидальности (близько 30%).

Метою винаходу є підвищення якості вхідного струму компенсатора при збереженні можливості підключення компенсатора безпосередньо до шин без застосування трансформатора.

Суть винаходу полягає в тому, що у пропонованого компенсатора до його входу крім трифазного моста приєднані два перетворювальних блоку з різноспрямованими замикаються вентилями. Кожен блок містить дві групи вентилів і реактор між ними в галузі постійного струму. Одна група з трьох вентилів має кут регулювання ₂ = ₁ + , А інша група ₃ = ₁ - , де ₁ - кут регулювання вентилів трифазного моста.

значення кута і співвідношення між постійним струмом _I d1 трифазного моста і постійним струмом _I d першого і другого блоку вибираються так, щоб зменшити вміст вищих гармонік у вхідному струмі компенсатора. Гарні результати виходять при = 24 ^о і _I d1 = _I d або при = 30 ^о і _I d1 = _I d.

Додавання двох зазначених перетворювальних блоків покращує якість вхідного струму компенсатора за рахунок формування його з трьох зсунутих по фазі струмів моста і обох блоків і отримання в результаті трехступенчатого струму, близького за своєю формою до синусоїді. Відзначимо, що додавання двох перетворювальних блоків призводить до відповідного збільшення потужності компенсатора і тому забезпечується висока використання потужності всіх замикаються вентилів компенсатора.

На фіг. 1 приведена схема пропонованого компенсатора; на фіг.2 і 3 - графіки, що показують форму струмів компенсатора.

До трифазного входу компенсатора 1 (фіг.1) підключені конденсатори 2, трифазний міст 3 з замикаються вентилями 4 і реактором 5, перший преосвітній блок 6 з замикаються вентилями 7 і 8 і реактором 9, а й другий преосвітній блок 10, що відрізняється від блоку 6 тільки зворотним напрямком вентилів.

Конденсатори 2 забезпечують обмеження перенапруг, що виникають через практично миттєвих комутацій струму замикаються вентилями. Потужність конденсаторів 2 не перевищує 15% від номінальної потужності компенсатора. Конденсатори 2 можуть бути з'єднані за схемою "зірка" (фіг.1) або за схемою "трикутник".

При роботі компенсатора зі споживанням реактивної потужності вентилі 4 трифазного моста 3 мають кут регулювання ₁ = 90 ^о - , Де кут залежить від втрат потужності в компенсаторі, його значення лежить в межах 1 ^о. При роботі компенсатора з видачею реактивної потужності кут ₁ = -90 ^про + .

Групи з трьох замикаються вентилів 7 перетворювальних блоків 6 і 10 мають кут регулювання ₂ = ₁ - , А групи з трьох замикаються вентилів 8 цих блоків - кут регулювання ₃ = ₁ + . величина кута і співвідношення між постійним струмом _I d трифазного моста і постійним струмом _I d першого і другого преобразовательного блоку вибираються такими, щоб зменшити вміст вищих гармонік в сумарному струмі моста і обох блоків і, як наслідок цього, у вхідному струмі компенсатора.

Хороші результати щодо зменшення вищих гармонік у вхідному струмі виходять в двох варіантах: = 24 ^о,_I d1 = _I d; = 30 ^о,_I d1 = _I d.

Графіки струмів компенсатора для першого варіанту побудовані на фіг.2 в припущенні, що постійні струми моста 3 і блоків 6 і 10 повністю згладжені реакторами 5 і 9. Щодо осі часу 11 показаний фазний струм i ₁ на вході моста 3, щодо осей часу 12 і 13 - відповідно фазні струми i ₂ і i ₃ вентилів 7 і 8 двох перетворювальних блоків 6 і 10. Побудовані терміни їх виконання фазних струмів i _1, i ₂ і i ₃ відносяться до однієї і тієї ж фазі. У відповідності до кута регулювання ₂ ток i ₂ випереджає струм i ₁ на кут = 24 ^о.

Аналогічно відповідно до кута регулювання ₃ струм i ₃ відстає від струму i ₁ на той же кут = 24 ^о. Щодо осі часу 14 побудований графік фазного струму i, що представляє собою суму фазних струмів моста і обох блоків: i = i ₁ + i ₂ + i _3. Форма струму i значно ближче до синусоїди, ніж форма струму i ₁ трифазного моста.

Вхідний струм компенсатора містить дві складові: ток перетворювачів i і порівняно малий струм конденсатора 2, тому про якість вхідного струму можна судити за якістю струму перетворювачів i.

Струм перетворювачів i містить першу гармоніку i ₍₁₎ і вищі гармоніки i _(n). Перша гармоніка i ₍₁₎ показана на фіг.2, її діюче значення

При роботі компенсатора з кутом регулювання трифазного моста -90 ^Про перша гармоніка i ₍₁₎ струму перетворювачів випереджає відповідне фазна напруга мережі U на кут 90 ^про, як це показано на фіг.2. Компенсатор при цьому видає в електричну мережу, до якої він приєднаний, реактивну потужність. при ₁ 90 ^про перша гармоніка i ₁ струму перетворювачів відстає на такий же кут від напруги і компенсатор споживає реактивну потужність, величина якої (видається і споживаної) регулюється малим зміною кутів регулювання вентилів, що призводить до зміни струмів _I d1 і _I d.

Відносне значення кожної вищої гармоніки порядку n в струмі перетворювачів i в даному варіанті, коли _I d1 = _I d і = 24 ^о (фіг.2), визначається за формулою

Результати розрахунку I _(n)^* для перших восьми вищих гармонік, що містяться в токах i _1, i ₂ і i _3, наведені в таблиці. Для порівняння в ній же вказані відомі значення I _(n)^* для струму i ₁ трифазного моста.

Дані таблиці характеризують зменшення вмісту вищих гармонік у вхідному струмі пропонованого компенсатора. При _I d1 = _I d і = 24 ^про у вхідному струмі пропонованого компенсатора відсутні 5-а і 25-ая гармоніки, інші вищі гармоніки зменшені. Для поліпшення якості вхідного струму особливо істотно виключення 5-ої гармоніки і значне зменшення величини 7-ий і 11-ої гармонік. Коефіцієнт спотворення синусоидальности струму i близько 10%, приблизно в 3 рази менше, ніж для струму i _1.

Графік струму перетворювачів i для другого варіанту його формування, коли _I d1 = _I d і = 30 ^о, побудований на фіг.3. Вийшла відома класична форма вхідного струму 12-фазного перетворювача. Цей струм i містить першу гармоніку і вищі гармоніки порядку n = 12k ± 1, де k = 1,2,3,. .. У ньому відсутні гармоніки, для яких n = 5, 7,17, 19 ... Відносні значення решти вищих гармонік (n = 11,13,23,25 ...) такі ж, як в струмі i ₁ трифазного моста (табл). Коефіцієнт спотворення синусоидальности струму i близько 13%.

Таким чином, обидва варіанти дають хороші результати щодо зменшення у вхідному струмі компенсатора вищих гармонік і, як наслідок цього, по підвищенню його якості.

Можуть бути застосовані й інші варіанти формування трехступенчатого струму перетворювачів i. Так, наприклад, для виключення в ньому 7-ий гармоніки слід при _I d1 = _I d встановити кут = 17,1 ^о. У цьому варіанті відносні значення 5-ої і 11-ої гармонік рівні відповідно 7,9% і 3,1%, коефіцієнт спотворення синусоидальности струму близько 13%.

Вибір того чи іншого варіанту формування трехступенчатого струму (співвідношення між _I d1 і _I d і величини кута ) Залежить від конкретних параметрів електричної мережі, до якої підключається компенсатор (перш за все від частотної характеристики її реактивного опору) і від вимог до якості вхідного струму компенсатора.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

КОМПЕНСАТОР реактивної потужності, що містить трифазний міст з замикаються вентилями, реактор, включений між полюсами моста, і конденсатори, підключені до трифазного входу компенсатора за схемою "зірка" або "трикутник", який відрізняється тим, що до входу компенсатора додатково приєднані два перетворювальних блоку з різноспрямованими замикаються вентилями, кожен блок містить дві групи з трьох замикаються вентилів і реактор між ними в галузі постійного струму, перша і друга групи вентилів мають кути регулювання

₂ = ₁ + і ₃ = ₁ - ,

де

₁ - кут регулювання вентилів трифазного моста,

а кут вибирається в межах 17,1 ^o 30 ^o за умови співвідношення



де - Постійний струм трифазного моста;

_I d - постійний струм перетворювальних блоків.

Версія для друку
Дата публікації 15.02.2007гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів