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invention
Fédération de Russie Patent RU2056692

Transformateur-thyristor Compensateur puissance réactive

Transformateur-thyristor Compensateur puissance réactive

Nom de l'inventeur: Klimash Vladimir Stepanovich
Le nom du titulaire du brevet: Klimash Vladimir Stepanovich; Komsomolsk-on-Amur Polytechnic Institute
Adresse de correspondance:
Date de début du brevet: 21.10.1993

L'invention peut être utilisé pour stabiliser la tension alternative et de dispositifs de compensation de puissance réactive avec la phase lisse et l'amplitude de réglage de tension de charge. Le compensateur comprend un transformateur, inverseur, capteurs réversibles redresseurs ou composante de puissance réactive de la charge du réseau actuel et le soustracteur de tension. Le signal de commande de l'invention et le signal provenant du capteur de tension de charge sont amenés aux entrées du soustracteur. Le signal de différence est fournie à l'inventeur du système de commande. En changeant l'angle du contrôle thyristors Inventor, réguler l'amplitude de la tension vecteur de charge généralisée. Le signal provenant du capteur de la composante réactive du courant ou de la puissance fournie au système de réseau d'impulsions en phase inverse contrôle redresseur, et en changeant l'angle de commande des thyristors du redresseur, régule la consommation du réseau de la puissance réactive. Ceci permet une compensation pour fournir une puissance à une tension de charge donnée stable, quelles que soient les caractéristiques externes du réseau, mais aussi de la taille et de la nature de la charge.

DESCRIPTION DE L'INVENTION

L'invention concerne le génie électrique, en particulier un dispositif de compensation de puissance réactive, et peut être utilisé pour créer des unités d'objets agricoles et industriels à haute efficacité de l' utilisation et de la consommation d'énergie et une tension stable.

Dispositif de commande connu transformateur à thyristors [1], qui comprend un premier transformateur triphasé comportant un primaire, une commande et deux enroulements secondaires du second transformateur triphasé comportant primaire, secondaire et interrupteur de contrôle d'enroulement et un thyristor. les enroulements primaires des transformateurs sont connectés en série et connectés à la charge, et les deux enroulements secondaires du premier transformateur sont reliés entre eux et connectés à l'enroulement secondaire du deuxième transformateur, dans lequel les enroulements de commande des deux transformateurs sont fermés au moyen d'un interrupteur à thyristors.

Le dispositif fournit la régulation connexe de l'amplitude de la tension de sortie et en phase. Cela peut être ciblée pour affecter un seul de ces paramètres, alors que la nature du changement est déterminé par un autre circuit intégrant des enroulements.

Le principal inconvénient du dispositif est nécessaire d'effectuer un grand poids et la taille, la capacité installée et le coût des transformateurs. Le dispositif ne nécessite aucune construction spéciale compliquée des transformateurs, ce qui rend difficile de le fabriquer.

Il est connu et le dispositif transformateur thyristor pour le contrôle de la puissance réactive [2] contient deux transformateur triphasé et deux interrupteur à thyristors avec les systèmes de contrôle. Les enroulements primaires des deux transformateurs sont reliés en série et connectés entre le réseau et la charge, et la bobine secondaire connectée par l'intermédiaire du premier commutateur à thyristor tandis que le deuxième thyristor de commutation ne commute que les sections de l'enroulement secondaire du premier transformateur triphasé. Ce dispositif est destiné à la tension de charge de commande de phase par rapport à la tension du réseau.

Cependant, ce dispositif présente des inconvénients, parmi lesquels beaucoup de poids et les dimensions, la capacité installée et le coût des transformateurs, mais aussi la nécessité de concevoir et de fabriquer des transformateurs spéciaux.

Transformateur de compensation connu thyristor de puissance réactive, pris comme prototype [3], est constitué de deux transformateur triphasé avec deux onduleurs et les systèmes de commande de redresseur. Les enroulements primaires des deux transformateurs sont raccordés en série dans le circuit de charge, et le secondaire sont connectés en étoile, et sont reliés respectivement aux premier et second inverseurs dont les entrées sont combinés et reliés par l'intermédiaire d'un redresseur à un réseau ou la charge. Les entrées d'horloge des systèmes de contrôle de premier et second inverseurs connectés au réseau, et leurs entrées de commande, respectivement, à la sortie du détecteur de puissance réactive du réseau et à la sortie du soustracteur. soustracteurs entrées respectivement connectées à l'unité maître et le signal de tension de sortie du capteur.

Le dispositif fournit une compensation intégrale des entrées de puissance réactive et de stabilisation des valeurs actuelles de la tension de sortie indépendamment des caractéristiques externes du réseau, mais aussi sur la taille et la nature de la charge.

Cependant, il présente des inconvénients, qui devraient principalement inclure la nécessité pour les transformateurs spéciaux, nécessitant une étude expérimentale de conception, mais aussi beaucoup de poids, la taille et le transformateur de puissance installée qui augmente le coût de la fois le développement et la fabrication de tels dispositifs. Ces imperfections sont causées par deux facteurs. En premier lieu, ces transformateurs avec une régulation rapide de la puissance réactive et la valeur effective de la tension de sortie sujette à aimantation unilatérale de phase due à la grande excursion de tension de sortie et les premier et deuxième inverseurs pour saturer à l'exception de la vitesse désirée nécessitent des noyaux avec une faible induction de calcul de 20-25% à savoir la prochaine dimension de la gamme standard. Deuxièmement, les deux transformateurs dans le dispositif utilisé.

Le but de l'invention améliore le rendement et l'équipement installé poids et la réduction de la taille du transformateur de puissance et par conséquent de réduire les coûts tout en maintenant les performances du dispositif et sa fonctionnalité.

L'objectif est atteint par les autres conclusions de l'enroulement primaire du transformateur connecté au réseau et un redresseur appliqué redresseur inverse, qui est composé d'un bloc de soupape, les filtres de sortie LC, et la synchronisation avec la tension aux bornes de sortie du circuit redresseur de commande d'impulsions en phase et l'entrée de commande système de commande d'impulsions de phase est reliée à la sortie du détecteur de puissance réactive réseau (courant réactif).

Un avantage du dispositif est que, tout en maintenant les performances, il coûte moins cher au transformateur équipement dans la conception et la fabrication. Il peut être appliqué à sec convertisseur généralisé transformateur protégé ou version non protégée avec le rapport de transformation du 1/1 / Dans lequel le dispositif fournit une compensation intégrale de la valeur moyenne du facteur de puissance et Prom agroprompredpriyaty. Le dispositif proposé est libéré et un inverseur est possible d'utiliser un convertisseur à thyristors à régénération standard avec liaison à courant continu, qui se réfère à une diminution du coût de ces produits. En raison des changements dans le processus de dispositif de formation de la surélévation de tension transformateur de tension magnétisation de phase-amplitude est éliminé et sa puissance installée est réduite et, par conséquent, améliorer le poids et l'encombrement de l'ensemble du dispositif.

Transformateur-thyristor Compensateur puissance réactive

Fig. La figure 1 est un schéma de principe de l'alimentation du transformateur à thyristors de puissance réactive de compensation; Fig. 2 et 3 sont des schémas vectoriels des conditions de fonctionnement du compensateur.

Le compensateur comprend un transformateur 1, l'onduleur 2 avec synchronisé avec le système de gestion de réseau 3, d'un redresseur réversible 4, qui comprend une unité de vanne 5, filtres LC de sortie 6 et synchronisé avec la tension aux bornes d'entrée du circuit redresseur 7 impulsion de commande de phase. En outre, le compensateur comporte un capteur 8, ou le courant d'alimentation en énergie réactive, le détecteur de tension de charge 9, le soustracteur 10 et la charge 11.

Fig. 2 et 3 . et respectivement, la tension, la charge et l'onduleur; . et réseau actuel respectivement la consommation, le redresseur et la charge; 1 et 2 angles entre le courant et la tension, respectivement, et la charge du réseau; et et la gestion des angles thyristor redresseur et onduleur, respectivement; Par t rapport de transformation.

Transformateur à thyristors compensateur de la puissance réactive est la suivante.

La tension de sortie du compensateur Il est formé à partir de la tension et la tension de l'onduleur 2 amplitude contrôlable et l'angle de phase, respectivement, et et la tension à la sortie de l'inverseur 2

(1) où F ( c) l' inversion de la fonction de transfert du redresseur 4;

K et K n coefficients transmettent respectivement des tensions redresseur 4 et l'onduleur 2.

Avec transformateur 1 inverseur tension de sortie 2 la diminution du facteur de transformation K m fois et ajouté à la tension du réseau Par conséquent, une expression de la tension de charge 11 regards

(2) où Transformateur de résistance de court-circuit;

K n = K · K etle coefficient convertisseur à thyristors de transmission de tension à circuit intermédiaire.

Ayant à l' esprit que pour le pont des circuits redresseurs et onduleurs avec le même nombre de phases K n ~ 1, le



De l'expression (2) et les diagrammes vectoriels (fig. 2 et 3) que le module et l'argument des vecteurs tension de charge Elle peut être ajustée en changeant les angles de commande de redresseur et l' inverseur Le changement de compensation et de l' angle Elle est effectuée en fonction de la déviation de la puissance réactive à partir du niveau zéro du réseau, et le changement de l'angle et une fonction de la tension de charge de la déviation d'un niveau prédéterminé, par exemple égale à la tension minimale du réseau. Lorsque la charge et de la consommation (génération) signal actif inductif compensateur de puissance réactive (courant), la puissance réactive sortie du capteur 8 est fourni au réseau du système d'entrée de commande 7 impulsion de commande de phase redresseur réversible 4 et la réduction (augmentation) inversant l'angle de commande de redresseur la mise en œuvre de l'augmentation (diminution) de la valeur effective de la tension de sortie de l' onduleur et, par conséquent, en augmentant (diminuant) la phase du vecteur de tension de sortie , Vecteur avancée tension du réseau . Lorsque la tension capteur 9 en surveillant la variation de la tension de charge 11 fournit un signal de rétroaction à une première entrée du soustracteur 10, qui caractérise le diminuende à la seconde entrée duquel est indicative de la soustraction est fourni un signal proportionnel à une valeur prédéterminée de la tension de charge, par exemple correspondant à la tension nominale. La différence entre ces signaux de sortie du soustracteur 10 est fournie à l'entrée de commande du système de commande de l'inverseur 3, 2 qui, en changeant l'angle de commande des thyristors de l'onduleur 2 et régule la tension de sortie de l'inverseur de phase 2 Les valeurs de courant et de tension de sortie . En conséquence de l'amplitude et de la phase d'influence sur la tension de sortie de l'onduleur 2 du vecteur de tension en formant ainsi un module et un argument, et que la tension de charge vecteur 11 . Il est le rayon du cercle donné.

Lors de compensation de charge active capacitif fonctionne de façon similaire, mais avec la formation de la tension de sortie de l'onduleur 2 est effectuée dans la zone de la tension de décalage de la tension du réseau.

Dans le procédé de stabilisation de la tension de sortie réduite (augmentée) la valeur de la tension d'alimentation par rapport à une position prédéterminée, par exemple des valeurs nominales, en inversant le redresseur 4 est actionné en mode redresseur (inverseur), en fournissant le transformateur 1 et l'ensemble du fonctionnement du dispositif en mode d'amplification de tension (de voltovycheta) avec une consommation d'énergie supplémentaire du réseau (avec récupération d'énergie dans le réseau).

Au moment de la transition redresseur réversible 4 du mode de redressement à l'onduleur en mode et vice-versa de l'énergie fournie à la liaison à courant continu est stocké dans le filtre 6 et à la suite de l'opération d'amplification de tension est évacuée par l'onduleur 2 et le transformateur 1 sur la charge 11 en mode voltovycheta en inversant le redresseur 4 est retourné au réseau.

L'utilisation de la compensation permet de compenser la puissance réactive dans un courant alternatif de divers systèmes d'une certaine stabilité de la valeur actuelle de la tension de sortie indépendamment des caractéristiques externes de la rigidité du réseau et aussi de la taille et de la nature de la charge.

REVENDICATIONS

Transformateur-thyristor compensateur de puissance réactive comprenant un redresseur avec bornes d'entrée connectées à l'onduleur de réseau ou de charge synchronisé avec le système de gestion de réseau, un transformateur avec un enroulement primaire connecté entre les conclusions de la charge et l'enroulement secondaire connecté en étoile, et relié à la sortie de l'onduleur, le soustracteur capteur de composante de courant réactif ou de la capacité du réseau, qui est composé de deux monophasé transformateur avec des enroulements primaires compris dans l'intervalle de deux phases de réseau, le capteur de tension de charge, dont la sortie est reliée à la première entrée de soustraction, la caractérisation diminue et sa deuxième entrée, caractérisant diminuteur est reliée à la sortie du signal pilote caractérise la différence - à l'entrée de commande du système de commande d'onduleur, caractérisé en ce que les autres bornes de l'enroulement primaire du transformateur connecté au réseau, en tant que redresseur utilisé redresseur réversible, qui comprend une unité de soupape avec synchronisée avec la tension les bornes d'entrée du circuit redresseur, la commande d'impulsions en phase et des filtres LC mis connectés entre la sortie de l'entrée du redresseur et l'inverseur, l'entrée de commande du système d'impulsions en phase de contrôle redresseur réversible est raccordé au capteur ou le composant réactif de la capacité actuelle du réseau.

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Date de publication 15.02.2007gg