Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в тех отраслях техники, где требуется бесконтактная коммутация конденсаторной батареи, соединенной в треугольник, с трехфазной сетью при минимальных бросках свободного тока и перенапряжений на конденсаторах батареи, в частности в установках компенсации реактивной мощности. The invention relates to electrical engineering and can be used in those branches of technology where contactless switching of a capacitor bank connected in a triangle with a three-phase network is required with minimal surges of free current and overvoltage on the battery capacitors, in particular in reactive power compensation units.
Известно устройство для подключения трехфазной конденсаторной батареи, соединенной в треугольник [1]. Способ, реализуемый при помощи этого устройства, является недостаточно надежным и не исключает бросков тока при коммутации батареи конденсаторов с сетью. A device for connecting a three-phase capacitor bank connected in a triangle [1]. The method implemented using this device is not reliable enough and does not exclude inrush currents when switching a capacitor bank with a network.
Известен способ бесконтактной коммутации трехфазной конденсаторной батареи [2] . Как показали экспериментальные исследования, проведенные с этой схемой, порядок подачи управляющих сигналов на управляющие электроды силовых тиристоров не приводит к снижению бросков тока при коммутации батареи конденсаторов. A known method of non-contact switching of a three-phase capacitor bank [2]. As shown by experimental studies conducted with this circuit, the order of supply of control signals to the control electrodes of power thyristors does not lead to a decrease in inrush current when switching a capacitor bank.
Цель изобретения - повышение надежности электрооборудования и увеличение срока службы конденсаторных батарей за счет исключения неблагоприятной коммутации конденсаторов с электрической сетью. The purpose of the invention is to increase the reliability of electrical equipment and increase the service life of capacitor banks by eliminating the adverse switching of capacitors with the electrical network.
Для достижения цели предлагается следующая последовательность подачи импульсов на управляющие электроды тиристоров. На управляющий электрод первого тиристора (катод у которого подключается к сети) фазы С импульсы подаются через 30о после перехода мгновенного значения линейного напряжения UBC с "-" на "+". Затем импульсы подаются через 90о на управляющие электроды второго тиристора фазы С и первого тиристора (катод у которого подключен к сети) фазы А, далее не менее чем через 180о на управляющий электрод второго тиристора фазы А. Отключение конденсаторной батареи от сети осуществляют одновременным снятием управляющих сигналов с управляющих электродов всех тиристоров.To achieve the goal, the following sequence of supplying pulses to the control electrodes of the thyristors is proposed. Phase C pulses are supplied to the control electrode of the first thyristor (the cathode of which is connected to the network) of phase C 30 ° after the transition of the instantaneous value of the linear voltage U BC from "-" to "+". Then the pulses are fed through 90 ° to the control electrodes of the second thyristor of phase C and the first thyristor (the cathode of which is connected to the network) of phase A, then not less than 180 ° to the control electrode of the second thyristor of phase A. The capacitor bank is disconnected from the network by simultaneous removal control signals from the control electrodes of all thyristors.
На фиг. 1 приведена блок-схема установки, реализующая предлагаемый способ коммутации; на фиг. 2 - алгоритм работы микропроцессорной системы управления (МПСУ), поясняющий реализацию предлагаемого способа; на фиг. 3 - экспериментальные осциллограммы линейных токов и напряжений при подключении и отключении конденсаторной батареи предлагаемым способом. In FIG. 1 shows a block diagram of an installation that implements the proposed switching method; in FIG. 2 - the algorithm of the microprocessor control system (MPSU), explaining the implementation of the proposed method; in FIG. 3 - experimental waveforms of linear currents and voltages when connecting and disconnecting a capacitor bank of the proposed method.
Для подключения конденсаторной батареи 1 к электрической сети через трансформатор 2 и коммутатор 3 (фиг. 1) линейное напряжение сети UBC подключается к микропроцессорной системе 4 управления. Микропроцессорная система через угол, равный 30о, после перехода мгновенного значения этого напряжения с "-" на "+" подает сигнал управления через усилительный блок 5 и импульсный трансформатор 6 для включения тиристора 7. Далее через угол не менее 90о подается управляющий сигнал через элементы 8 и 9 на включение тиристоров 10 и 14. Далее не менее чем через 180о подается сигнал управления через элементы 12 и 13 для включения тиристора 11. Отключение конденсаторной батареи осуществляется одновременным снятием управляющих сигналов с управляющих электродов всех четырех тиристоров.To connect the capacitor bank 1 to the electrical network through a transformer 2 and switch 3 (Fig. 1), the line voltage of the network U BC is connected to the microprocessor control system 4. Microprocessor system through an angle of about 30, after passing the instantaneous value of this voltage with a "-" to "+" supplies the control signal through the amplifying unit 5 and the pulse transformer 6 for turning the thyristor 7. Further, through an angle of at least 90 is fed through a control signal elements 8 and 9 to switch the thyristors 10 and 14. Further, no less than 180 on the control signal supplied through the elements 12 and 13 to turn on the thyristor 11. The capacitor bank Disabling by simultaneously removing the control signals to control electron genera of all four thyristors.
Пример осуществления способа. Для подключения батареи к сети при отсутствии остаточного напряжения на конденсаторах батареи МПСУ подает управляющий сигнал на аналоговый коммутатор 3, который через согласующий по напряжению трансформатор 2 подключает линейное напряжение UBC к входу МПСУ (фиг. 1). МПСУ осуществляет непрерывное преобразование аналогового сигнала в цифровой и анализирует знак и величину этого сигнала, осуществляя поиск перехода мгновенного значения напряжения UBC с "-" на "+" (фиг. 2). После нахождения этого перехода дается задержка на время, в течение которого вектор фазного напряжения UB сдвигается на угол φ = =30о. После этого МПСУ посылает логическую "1" в усилительно-фоpмиpующий блок 5, который преобразует ее в высокочастотную (4 кГц) последовательность импульсов, а через импульсный трансформатор 6 эти импульсы подаются на управляющий электрод тиристора 7. Тиристор открывается. Далее осуществляется задержка во времени, соответствующая углу 90о, и после этой задержки подается логическая "1" на элемент 8, что приводит к открыванию тиристоров 10 и 14. Далее осуществляется задержка времени, соответствующая углу не менее 180о, после чего логическая "1" подается на элемент 12, что приводит к открыванию тиристора 11 (фиг. 2). Отключение конденсаторной батареи от сети осуществляется одновременной в любой момент времени подачей на вход блоков 5, 8, 12 логического "0", что соответствует прекращению подачи на управляющие электроды всех четырех тиристоров высокочастотной последовательности импульсов. Это приводит к закрыванию тиристоров при переходе тока в каждом из них через нулевое значение. На фиг. 3 показана осциллограмма линейных напряжений и токов при подключении и отключении конденсаторной батареи вышеприведенным способом.An example implementation of the method. To connect the battery to the network in the absence of residual voltage on the battery capacitors, the MPSU supplies a control signal to an analog switch 3, which, through a voltage matching transformer 2, connects the linear voltage U BC to the MPSU input (Fig. 1). MPSU carries out continuous conversion of an analog signal into a digital one and analyzes the sign and magnitude of this signal, searching for the transition of the instantaneous voltage value U BC from "-" to "+" (Fig. 2). After finding this transition, a delay is given for the time during which the phase voltage vector U B is shifted by an angle φ = 30 ° . After that, the MPSU sends a logical “1” to the amplifier-forming block 5, which converts it into a high-frequency (4 kHz) pulse sequence, and through the pulse transformer 6 these pulses are fed to the control electrode of the thyristor 7. The thyristor opens. Further carried out in the time delay corresponding to the angle 90, and after this delay is applied logic "1" on the element 8, which leads to opening thyristor 10 and 14. Next, performed delay time corresponding to the angle of not less than 180, then a logic "1 "is supplied to the element 12, which leads to the opening of the thyristor 11 (Fig. 2). The capacitor bank is disconnected from the network at the same time at any time by supplying a logical “0” to the input of blocks 5, 8, 12, which corresponds to the termination of the supply of all four thyristors to a high-frequency pulse sequence. This leads to the closure of the thyristors during the passage of current in each of them through a zero value. In FIG. Figure 3 shows a waveform of linear voltages and currents when connecting and disconnecting a capacitor bank in the above manner.
