RU137641U1 - CAPACITOR UNIT FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF REACTIVE POWER - Google Patents
CAPACITOR UNIT FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF REACTIVE POWER Download PDFInfo
- Publication number
- RU137641U1 RU137641U1 RU2013137071/07U RU2013137071U RU137641U1 RU 137641 U1 RU137641 U1 RU 137641U1 RU 2013137071/07 U RU2013137071/07 U RU 2013137071/07U RU 2013137071 U RU2013137071 U RU 2013137071U RU 137641 U1 RU137641 U1 RU 137641U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- reactive power
- semiconductor
- current
- phase
- charge
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/30—Reactive power compensation
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Abstract
Конденсаторная установка для автоматической компенсации реактивной мощности, содержащая трансформатор тока, регулятор реактивной мощности, n ступеней регулирования компенсации реактивной мощности, зарядно-разрядное устройство, при этом регулятор реактивной мощности соединен с каждой ступенью регулирования компенсации реактивной мощности, которая соединена с фазами A, B, C источника питания, отличающаяся тем, что введены дополнительные зарядно-разрядные устройства, дроссели, полупроводниковые переключатели тока, причем каждая/n ступень регулирования компенсации реактивной мощности образована полупроводниковым переключателем тока, входы которых соединены с соответствующими фазами A, B, C источника питания и с соответствующими выходами полупроводникового инвертора, при этом выходы полупроводникового переключателя тока соединены через зарядно-разрядное устройство с конденсатором, выполненным трехфазным; а каждая из других 1/2 n ступеней регулирования компенсации реактивной мощности образована дросселями тока, соединенными одними выходами с фазами A, B, C источника питания, а другими выходами - с входом полупроводникового переключателя тока, соединенного через зарядно-разрядное устройство с конденсатором трехфазным, образуя схему треугольника.A capacitor installation for automatic reactive power compensation, comprising a current transformer, reactive power regulator, n reactive power compensation control steps, a charge-discharge device, the reactive power control being connected to each reactive power compensation control step, which is connected to phases A, B, C power supply, characterized in that introduced additional charge-discharge devices, chokes, semiconductor current switches, each / n stupa s current reactive power compensation regulation is formed by semiconductor switch, the inputs of which are connected to the respective phases A, B, C and a power supply to the corresponding semiconductor inverter outputs, wherein the semiconductor power switch outputs are connected through a charging-discharging device with a capacitor formed three-phase; and each of the other 1/2 n stages of regulation of reactive power compensation is formed by current chokes connected by one output to phases A, B, C of the power source, and other outputs - by the input of a semiconductor current switch connected through a charge-discharge device with a three-phase capacitor, forming a triangle diagram.
Description
Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, в частности к электрораспределительному оборудованию, и служит для компенсации в автоматическом режиме реактивной мощности индуктивного характера в условиях переменных нагрузок с целью поддержания уровня реактивной мощности в заданном диапазоне значений, подавления гармонических составляющих напряжения и тока и улучшения качества электроэнергии.The proposed utility model relates to electrical engineering, in particular to electrical distribution equipment, and serves to compensate automatically the reactive power of an inductive nature under variable loads in order to maintain the reactive power level in a given range of values, suppress the harmonic components of voltage and current and improve the quality of electricity.
Из уровня техники известна конденсаторная установка для автоматической компенсации реактивной мощности типа УКМ (Руководство по эксплуатации ДИАФ. 673820.015 РЭ, 1990, Установка конденсаторная типа УКМ. 28 с, с. 13, 14), состоящая из трансформатора тока, регулятора реактивной мощности, пускателей электромагнитных, ступеней регулирования, причем первый вход трансформатора тока соединен с линейным проводом фазы А источника питания, а второй вход трансформатора тока соединен с линейным проводом фазы А нагрузки. Известное устройство позволяет автоматически изменять суммарную емкость конденсаторов при изменении величины индуктивной составляющей реактивной мощности нагрузки путем последовательного подключения и отключения отдельных ступеней регулирования при помощи магнитных пускателей.The prior art capacitor installation for automatic compensation of reactive power type UKM (Operation manual DIAF. 673820.015 RE, 1990, Installation capacitor type UKM. 28 s, p. 13, 14), consisting of a current transformer, reactive power regulator, electromagnetic starters , regulation steps, and the first input of the current transformer is connected to the linear wire of phase A of the power source, and the second input of the current transformer is connected to the linear wire of phase A of the load. The known device allows you to automatically change the total capacitance of the capacitors when changing the magnitude of the inductive component of the reactive power of the load by sequentially connecting and disconnecting individual stages of regulation using magnetic starters.
К его недостаткам относятся: большой уровень коммутационных помех при подключении и отключении отдельных ступеней, повышенный износ контактных групп магнитных пускателей, большие величины зарядно-разрядных токов, протекающих через конденсаторы при подключении и отключении, что приводит к сокращению срока службы последних. Инерционность магнитных пускателей, которые применяются в данном устройстве в качестве коммутационных узлов, не позволяет компенсировать быстрые изменения величины индуктивной составляющей реактивной мощности нагрузки. Кроме того, устройство имеет увеличенные массогабаритные характеристики (по три полупроводниковых переключателя в каждой ступени и дополнительно два трансформатора тока), компенсация реактивной мощности по каждой фазе дает хороший результат, но применяется редко ввиду дороговизны. Все основные индуктивные нагрузки распределены по фазам равномерно и необходимость применения компенсации по фазам отпадает.Its disadvantages include: a high level of switching interference when connecting and disconnecting individual stages, increased wear of contact groups of magnetic starters, large values of charge-discharge currents flowing through capacitors when connecting and disconnecting, which reduces the service life of the latter. The inertia of the magnetic starters, which are used as switching nodes in this device, does not make it possible to compensate for rapid changes in the magnitude of the inductive component of the reactive power of the load. In addition, the device has increased weight and size characteristics (three semiconductor switches in each stage and an additional two current transformers), reactive power compensation for each phase gives a good result, but is rarely used due to the high cost. All main inductive loads are evenly distributed in phases and there is no need to apply phase compensation.
Известна конденсаторная установка для автоматической компенсации реактивной мощности (RU 96670 U1, опубликовано 10.08.2010 г.), состоящая из трансформатора тока, регулятора реактивной мощности, пускателей электромагнитных, ступеней регулирования, причем вход трансформатора тока соединен с линейным проводом фазы A источника питания, а другой вход трансформатора тока соединен с линейным проводом фазы A нагрузки.A known capacitor installation for automatic compensation of reactive power (RU 96670 U1, published 10.08.2010), consisting of a current transformer, reactive power regulator, electromagnetic starters, regulation steps, and the input of the current transformer is connected to the linear wire of phase A of the power source, and the other input of the current transformer is connected to the linear phase A wire of the load.
Недостатками аналога являются: большой уровень коммутационных помех при подключении и отключении отдельных ступеней, повышенный износ контактных групп магнитных пускателей, большие величины зарядно-разрядных токов, протекающих через конденсаторы при подключении и отключении, что приводит к сокращению срока службы последних. Инерционность магнитных пускателей, которые применяются в данном устройстве в качестве коммутационных узлов, не позволяет компенсировать быстрые изменения величины индуктивной составляющей реактивной мощности нагрузки. Кроме того, схемотехнические особенности известного устройства не позволяют эффективно применять его для компенсации величины индуктивной составляющей реактивной мощности при несимметричной нагрузке. Инерционность магнитных пускателей при быстром изменении нагрузки, катушка не успевает среагировать.The disadvantages of the analogue are: a high level of switching noise when connecting and disconnecting individual stages, increased wear of contact groups of magnetic starters, large values of charge-discharge currents flowing through capacitors when connecting and disconnecting, which reduces the service life of the latter. The inertia of the magnetic starters, which are used as switching nodes in this device, does not make it possible to compensate for rapid changes in the magnitude of the inductive component of the reactive power of the load. In addition, the circuit features of the known device do not allow it to be effectively used to compensate for the inductive component of reactive power with an asymmetric load. The inertia of the magnetic starters with a rapid change in load, the coil does not have time to react.
Наиболее близким аналогом к заявляемой полезной модели, принятым за прототип является конденсаторная установка для автоматической компенсации реактивной мощности (RU 2467448 C1, опубликовано 20.11.2012 г.), состоящая из трансформатора тока, регулятора реактивной мощности, пускателей электромагнитных, ступеней регулирования, причем первый вход трансформатора тока соединен с линейным проводом фазы A источника питания, а второй вход трансформатора тока соединен с линейным проводом фазы A нагрузки, дополнительно содержит зарядно-разрядное устройство с функцией компенсации токов утечки конденсаторов, два дополнительных трансформатора тока, вместо пускателей электромагнитных применяются двунаправленные управляемые полупроводниковые ключи, управляющие входы которых соединены с соответствующими выходами регулятора реактивной мощности обеспечивая возможность раздельной по фазам коммутации ветвей ступеней регулирования.The closest analogue to the claimed utility model adopted as a prototype is a capacitor unit for automatic compensation of reactive power (RU 2467448 C1, published November 20, 2012), consisting of a current transformer, reactive power regulator, electromagnetic starters, regulation steps, the first input the current transformer is connected to the linear wire of phase A of the power source, and the second input of the current transformer is connected to the linear wire of phase A of the load, further comprises a charge-discharge device a compensation function of the leakage currents of capacitors, two additional transformer current instead of electromagnetic actuators apply controlled bidirectional semiconductor switches, which control inputs connected to respective outputs of the reactive power regulator allowing the phases separate branches switching control steps.
Недостатком прототипа является низкий диапазон компенсируемой реактивной мощности, влияющий на качество электроэнергии.The disadvantage of the prototype is the low range of compensated reactive power, affecting the quality of electricity.
Технический результат полезной модели - увеличение диапазона компенсируемой реактивной мощности и точности компенсации индуктивной реактивной мощности нагрузки.The technical result of the utility model is an increase in the range of compensated reactive power and the accuracy of compensation of inductive reactive power of the load.
Технический результат достигается тем, что в конденсаторную установку для автоматической компенсации реактивной мощности, содержащую трансформатор тока, регулятор реактивной мощности, n ступеней регулирования компенсации реактивной мощности, зарядно-разрядное устройство, при этом регулятор реактивной мощности соединен с каждой ступенью регулирования компенсации реактивной мощности, которая соединена с фазами A, B, C источника питания, введены дополнительные зарядно-разрядные устройства, дроссели, полупроводниковые переключатели тока (симисторы), причем каждая ½ n ступень регулирования компенсации реактивной мощности образована полупроводниковым переключателем тока, входы которых соединены с соответствующими фазами А, В, С источника питания и с соответствующими выходами полупроводникового инвертора, при этом выходы полупроводникового переключателя тока соединены через зарядно-разрядное устройство с конденсатором, выполненным трехфазным; а другая каждая ½ n ступень регулирования компенсации реактивной мощности образована дросселями тока соединенными одними выходами с фазами А,В,С источника питания, а другими выходами с входом полупроводникового переключателя, соединенного через зарядно-разрядное устройство с конденсатором трехфазным, образуя схему треугольника.The technical result is achieved in that in a capacitor unit for automatic reactive power compensation, comprising a current transformer, a reactive power regulator, n reactive power compensation control steps, a charge-discharge device, the reactive power control is connected to each reactive power compensation control step, which connected to phases A, B, C of the power source, additional charge-discharge devices, chokes, semiconductor current switches introduced a (triacs), each ½ n step of regulation of reactive power compensation is formed by a semiconductor current switch, the inputs of which are connected to the corresponding phases A, B, C of the power source and to the corresponding outputs of the semiconductor inverter, while the outputs of the semiconductor current switch are connected through a charge-discharge a device with a three-phase capacitor; and each other ½ n step of regulation of compensation of reactive power is formed by current chokes connected by one output with phases A, B, C of the power source, and other outputs with the input of a semiconductor switch connected through a charge-discharge device with a three-phase capacitor, forming a triangle circuit.
На фиг. показана блок-схема конденсаторной установки для автоматической компенсации реактивной мощности, где приняты следующие обозначения:In FIG. shows a block diagram of a capacitor unit for automatic reactive power compensation, where the following notation is accepted:
1 - входная трехфазная четырехпроводная шина источника питания;1 - input three-phase four-wire bus power supply;
2 - выходная трехфазная шина нагрузки (полупроводниковый инвертор, двигатель и т.д.);2 - output three-phase load bus (semiconductor inverter, motor, etc.);
3 - трансформатор тока;3 - current transformer;
4 - регулятор реактивной мощности;4 - reactive power regulator;
5 - ступени регулирования компенсации реактивной мощности;5 - stages of regulation of reactive power compensation;
6 - полупроводниковый переключатель тока (например, симистор);6 - semiconductor current switch (for example, triac);
7 - конденсатор трехфазный;7 - three-phase capacitor;
8 - зарядно-разрядное устройство;8 - charge-discharge device;
9 - соединитель;9 - connector;
10 - дроссель;10 - throttle;
A, B, C - фазы источника питания;A, B, C - phase power supply;
N - нулевой провод источника питания.N is the neutral wire of the power source.
Конденсаторная установка для автоматической компенсации реактивной мощности содержит входную трехфазную (A, B, C) четырехпроводную шину (1) для подключения к нулевому проводу источнику питания Ν, выходную трехфазную шину нагрузки (2) (для подключения нагрузки), трансформатор тока (3), регулятор реактивной мощности (4), n ступеней регулирования компенсации реактивной мощности, 1/2 n из которых состоит из дросселя (10), полупроводникового переключателя тока (6) и конденсаторов трехфазных, подключенных по схеме треугольника (7) (применяется во втором прототипе) зарядно-разрядного устройства (8) с функцией компенсации токов утечки конденсаторов трехфазных (7). Другие 1/2 n ступеней регулирования реактивной мощности состоят из полупроводникового переключателя тока (6) и конденсаторов трехфазных (7), зарядно-разрядного устройства (8). Первый вход трансформатора тока (3) подключен к фазе A входной трехфазной четырехпроводной шины 1 источника питания, второй вход трансформатора тока (3) подключен к фазе A выходной трехфазной четырехпроводной шины (2) таким образом, чтобы потребляемый нагрузкой ток полностью проходил через первичные обмотки трансформатора тока (3). Выходы трансформатора тока (3) также подключены к входу регулятора реактивной мощности (4). Управляющие входы n ступеней регулирования компенсации реактивной мощности (5) подключены к выходам регулятора реактивной мощности (4), силовые входы полупроводниковых переключателей тока (6) подключены к дросселям (10), соединенных к фазам A, B и C выходной трехфазной четырехпроводной шины (2). Силовые выходы полупроводникового переключателя тока (6) подключены к входам конденсаторов трехфазных (7) схемы треугольника, причем емкости конденсаторов, принадлежащих к ступени регулирования под номером к, определяются по формуле (1):A capacitor unit for automatic reactive power compensation contains an input three-phase (A, B, C) four-wire bus (1) for connecting a power source Ν to a neutral wire, an output three-phase load bus (2) (for connecting a load), a current transformer (3), reactive power regulator (4), n steps for regulating reactive power compensation, 1/2 n of which consists of a choke (10), a semiconductor current switch (6) and three-phase capacitors connected by a triangle circuit (7) (used in the second otype) of a charge-discharge device (8) with the function of compensating the leakage currents of three-phase capacitors (7). The other 1/2 n reactive power control stages consist of a semiconductor current switch (6) and three-phase capacitors (7), a charge-discharge device (8). The first input of the current transformer (3) is connected to phase A of the input three-phase four-
где через C1 обозначена емкость конденсаторов первой ступени регулирования, зарядно-разрядное устройство (8) с функцией компенсации токов утечки, таким же образом подключены и ступени регулирования компенсации реактивной мощности (5), за исключением дросселей (10) для фильтрации гармоник.where C1 denotes the capacitance of the capacitors of the first control stage, a charge-discharge device (8) with a function for compensating leakage currents, the reactive power compensation control steps (5) are connected in the same way, with the exception of chokes (10) for filtering harmonics.
Управляющие сигналы на включение соответствующих ключей подаются в моменты достижения линейным напряжением, под которое подключается конкретный конденсатор трехфазный (7) амплитудного значения, при этом разность потенциалов на полупроводниковом переключателе тока (6) в момент включения близка к нулю. Отключение конкретного конденсатора трехфазного (7) также происходит в момент достижения линейным напряжением, под которое подключен соответствующий конденсатор трехфазный (7) амплитудного значения, при этом близка к нулю величина протекающего через полупроводниковый переключатель тока (6). Описанный алгоритм коммутации конденсаторов трехфазных (7) полупроводниковыми ключами (6) позволяет свести к минимуму коммутационные скачки токов и напряжений. Выбор типа ступеней регулирования компенсации реактивной мощности (5) происходит автоматически в зависимости от наличия высших гармонических составляющих. При постоянной индуктивной нагрузке работают ступени регулирования компенсации реактивной мощности, включающие полупроводниковые переключатели тока (6), а при появлении гармоник включаются ступени регулирования компенсации реактивной мощности с дросселями (10).The control signals for switching on the corresponding switches are supplied when the linear voltage is reached, under which a particular capacitor is connected to a three-phase (7) amplitude value, while the potential difference on the semiconductor current switch (6) at the time of switching on is close to zero. The disconnection of a specific three-phase capacitor (7) also occurs when the linear voltage is reached under which the corresponding three-phase capacitor (7) is connected to the amplitude value, while the current flowing through the semiconductor switch is close to zero (6). The described algorithm for switching three-phase capacitors (7) with semiconductor switches (6) allows to minimize switching surges of currents and voltages. The choice of the type of reactive power compensation control steps (5) occurs automatically depending on the presence of higher harmonic components. At a constant inductive load, the steps for regulating reactive power compensation operate, including semiconductor current switches (6), and when harmonics appear, the steps for regulating reactive power compensation with chokes (10) are turned on.
Таким образом, заявляемая полезная модель позволяет увеличить диапазон компенсируемой реактивной мощности и точность компенсации индуктивной реактивной мощности нагрузки, другими словами, свести к минимуму коммутационные скачки токов и напряжений и компенсировать индуктивную реактивную мощность нагрузки симметрично в каждой фазе путем автоматического переключения количества ступеней регулирования реактивной мощности и выбора типа ступеней регулирования реактивной мощности в зависимости от характера реактивной мощности нагрузки. Полупроводниковые переключатели тока быстро реагируют на изменение параметров нагрузки. Точность компенсации реактивной мощности определяется величиной емкости трехфазных конденсаторов первой ступени регулирования, а диапазон регулирования зависит от количества n ступеней регулирования реактивной мощности.Thus, the claimed utility model allows to increase the range of compensated reactive power and the compensation accuracy of the inductive reactive power of the load, in other words, to minimize switching surges of currents and voltages and compensate for the inductive reactive power of the load symmetrically in each phase by automatically switching the number of reactive power control stages and selection of the type of reactive power control stages depending on the nature of the reactive power of the loads and. Semiconductor current switches respond quickly to changing load parameters. The accuracy of reactive power compensation is determined by the value of the capacitance of three-phase capacitors of the first control stage, and the control range depends on the number n of reactive power control steps.
Заявленное техническое решение, при его осуществлении предназначено для использования в области промышленного электрораспределительного оборудования.The claimed technical solution, in its implementation is intended for use in the field of industrial electrical distribution equipment.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013137071/07U RU137641U1 (en) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | CAPACITOR UNIT FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF REACTIVE POWER |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013137071/07U RU137641U1 (en) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | CAPACITOR UNIT FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF REACTIVE POWER |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU137641U1 true RU137641U1 (en) | 2014-02-20 |
Family
ID=50113596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013137071/07U RU137641U1 (en) | 2013-08-06 | 2013-08-06 | CAPACITOR UNIT FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF REACTIVE POWER |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU137641U1 (en) |
-
2013
- 2013-08-06 RU RU2013137071/07U patent/RU137641U1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2664387C2 (en) | Steplessly variable saturation compensation choke | |
RU2585007C1 (en) | Device for control of reactive power of electric network (versions) | |
RU2711537C1 (en) | Static reactive power compensator | |
RU2478236C1 (en) | Controlled shunting reactor-transformer | |
RU2467448C1 (en) | Capacitor plant for automatic compensation of reactive power | |
CN104953909A (en) | Medium voltage regulation method of power autotransformer and power autotransformer | |
CN116826761B (en) | Electromagnetic type electric energy quality unified controller | |
RU137641U1 (en) | CAPACITOR UNIT FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF REACTIVE POWER | |
RU181451U1 (en) | ADAPTIVE THREE-PHASE NETWORK ENERGY SAVING SYSTEM | |
RU2675247C1 (en) | Stepped ac voltage stabilizer | |
FI124025B (en) | Reactive power compensator for electric grid | |
US2423348A (en) | Phase converter | |
Panfilov et al. | Modern approaches to controlled static VAR compensators design | |
RU2631678C1 (en) | Reactor group, switched by thyristors | |
Singh et al. | Digital control of voltage and frequency of induction generator in isolated small hydro system | |
CN205829468U (en) | An automatic voltage stabilizing transformer | |
Anjana et al. | Reducing harmonics in micro grid distribution system using APF with PI controller | |
CN104007780B (en) | A kind of SBW three-phase compensates electric voltage stabilizer | |
US9257894B2 (en) | Reconfigurable passive filter | |
RU2697259C1 (en) | Device for per-phase compensation of reactive power | |
RU178667U1 (en) | Device for filtering and compensating AC traction power supply system | |
CN109245126B (en) | Three-phase alternating current automatic voltage regulating device and regulating method | |
RU183616U1 (en) | THREE PHASE CONTROLLED BYPASS REACTOR - STATIC REACTIVE POWER COMPENSATOR | |
RU2622114C1 (en) | Reactor group, switched by thyristors | |
RU96670U1 (en) | CAPACITOR UNIT FOR COMPENSATION OF REACTIVE POWER |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20140807 |