RU2713631C1

RU2713631C1 - Capacitor group switched by thyristors

Info

Publication number: RU2713631C1
Application number: RU2019123961A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Иванович Панфилов; Михаил Георгиевич Асташев; Александр Николаевич Рожков; Роман Николаевич Красноперов; Елена Михайловна Духнич
Original assignee: Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН")
Priority date: 2019-07-30
Filing date: 2019-07-30
Publication date: 2020-02-05

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical equipment and power electronics, and can be used for the built on the thyristor converters basis reactive power sources control. Capacitor group switched by thyristors, comprising current-limiting reactor and two parallel branches, each of which consists of in-series connected bidirectional thyristor switch, capacitor and additional bidirectional thyristor switch, at that, one of the outputs of the additional bidirectional thyristor keys of the parallel branches are the opposite outputs of the parallel branches, and between other outputs of additional bidirectional thyristor keys of parallel branches includes an auxiliary bidirectional thyristor switch, is realized such that in series with an auxiliary two-way thyristor switch a current-limiting reactor is connected, and parallel to serial connection of bidirectional thyristor switch and capacitor of each of parallel branches shunt two-way thyristor switch is connected, wherein parallel branches are connected to outputs of capacitor group, besides, in addition to serial connection of bidirectional thyristor key and capacitor of each of branches in parallel is connected any number of additional branches containing series-connected bidirectional thyristor switch and capacitor.

EFFECT: reduced installed capacity of current-limiting reactor, reduced weight and size parameters, increased efficiency.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано для компенсации реактивной мощности с помощью тиристорных преобразователей. Подобные устройства широко применяются в электроэнергетике, электроприводе, электротермии, электролизе, преобразовательной технике для плавного и ступенчатого регулирования реактивной мощности в электрической сети в составе управляемых блоков конденсаторных батарей и комбинированных статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности.The invention relates to the field of electrical engineering and power electronics and can be used to compensate for reactive power using thyristor converters. Such devices are widely used in the electric power industry, electric drives, electrothermics, electrolysis, and conversion technology for smooth and stepwise regulation of reactive power in the electric network as part of controlled blocks of capacitor banks and combined static thyristor reactive power compensators.

Известна конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами, включающая параллельно соединенные ветви, каждая из которых содержит конденсатор с последовательно подключенным к нему двунаправленным тиристорным ключом. Изменение емкости конденсаторной группы осуществляется за счет управления двунаправленными тиристорными ключами каждой из ветвей и подключением различного количества конденсаторов параллельно. При этом, за счет выбора различных реактивных сопротивлений каждой ветви конденсаторной группы и включением каждой секции или комбинации нескольких из них с помощью двунаправленных тиристорных ключей, достигается требуемая дискретность регулирования величины емкости конденсаторной группы. Система управления устройством синхронизирует моменты отпирания встречно-параллельно соединенных тиристоров из состава двунаправленных тиристорных ключей, в каждой из параллельных ветвей, относительно приложенного к ним напряжения и обеспечивает требуемое значение результирующей емкости конденсаторной группы. («Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения» Ю.П. Рыжов, М., Издательский дом МЭИ, 2007 г., 486 с., стр. 313, рис. 9.11 а).A known capacitor group, switched by thyristors, including parallel connected branches, each of which contains a capacitor with a bi-directional thyristor key connected in series to it. The capacitor group capacity is changed by controlling the bi-directional thyristor switches of each branch and connecting a different number of capacitors in parallel. Moreover, due to the selection of different reactances of each branch of the capacitor group and the inclusion of each section or a combination of several of them using bidirectional thyristor keys, the required discreteness of regulation of the capacitance group capacitance is achieved. The device control system synchronizes the unlocking moments of counter-parallel connected thyristors from the composition of bidirectional thyristor keys, in each of the parallel branches, relative to the voltage applied to them and provides the required value of the resulting capacitance of the capacitor group. ("Long-distance power transmission of extra-high voltage" Yu.P. Ryzhov, M., Publishing House MPEI, 2007, 486 pp., P. 313, Fig. 9.11 a).

Недостатком данной схемы построения конденсаторной группы является небольшая дискретность изменения емкости конденсаторной группы, обусловленная ограниченностью числа комбинаций параллельно включаемых ветвей с разными величинами емкостей конденсаторов каждой из них. Этот недостаток сказывается на плавности регулирования реактивной мощности, обеспечиваемой такой схемой построения конденсаторной группы. Кроме этого, схема отличается пониженной надежностью работы, связанной с отсутствием элементов, ограничивающих токи при переключении тиристорных ключей при различающихся начальных напряжениях на конденсаторах в момент их переключения.The disadvantage of this scheme for constructing a capacitor group is the small discreteness of changing the capacitance of the capacitor group, due to the limited number of combinations of parallel connected branches with different capacitance values of the capacitors of each of them. This drawback affects the smoothness of reactive power control provided by such a capacitor group construction scheme. In addition, the circuit is characterized by reduced reliability associated with the absence of elements limiting currents when switching thyristor switches at different initial voltages on the capacitors at the time of switching.

Известна конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами, содержащая параллельно соединенные ветви, при этом каждая из ветвей, помимо конденсатора с последовательно подключенным к нему двунаправленным тиристорным ключом, дополнительно содержит последовательно включенный токоограничивающий реактор. Изменение емкости конденсаторной группы также достигается изменением количества конденсаторов, подключаемых параллельно с помощью соответствующих двунаправленных тиристорных ключей. Система управления устройством, аналогично предыдущему прототипу, синхронизирует моменты отпирания встречно-параллельно соединенных тиристоров из состава двунаправленных тиристорных ключей в каждой из параллельных ветвей относительно приложенного к ним напряжения. («Энергосбережение в системах промышленного электроснабжения» Справочно-методическое издание под общей редакцией Вакулко А.Г. Из-во «Теплоэнергетик», М. 2014 г., 298 стр. с ил. стр. 137, рис. 5.10).A known capacitor group switched by thyristors containing parallel connected branches, each branch, in addition to a capacitor with a bi-directional thyristor key connected in series to it, additionally contains a series-limiting current-limiting reactor. A change in the capacitance of the capacitor group is also achieved by changing the number of capacitors connected in parallel using the corresponding bi-directional thyristor switches. The device control system, similar to the previous prototype, synchronizes the unlocking moments of counter-parallel connected thyristors from the composition of bidirectional thyristor keys in each of the parallel branches relative to the voltage applied to them. (“Energy Saving in Industrial Electricity Supply Systems”, Reference and methodical publication under the general editorship of AG Vakulko Izd-vo “Teploenergetik”, Moscow, 2014, 298 pp., Ill. P. 137, Fig. 5.10).

Наличие токоограничивающих реакторов в данной схеме позволяет повысить надежность работы устройства за счет ограничения токов при переключении конденсаторов. К недостаткам схемы относится небольшая дискретность регулирования эквивалентной емкости конденсаторной группы и увеличенная установленная мощность реактивных элементов из-за большого количества токоограничивающих реакторов.The presence of current-limiting reactors in this circuit makes it possible to increase the reliability of the device by limiting the currents when switching capacitors. The disadvantages of the scheme include the small discreteness of regulation of the equivalent capacitance of the capacitor group and the increased installed power of the reactive elements due to the large number of current-limiting reactors.

Известна конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами, содержащая токоограничивающий реактор и две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных двунаправленного тиристорного ключа и конденсатора, при этом каждая ветвь содержит последовательно включенный дополнительный двунаправленный тиристорный ключ, ветви подключаются параллельно таким образом, что одни из выводов дополнительных двунаправленных тиристорных ключей подключены к разноименным выводам параллельных ветвей, а между другими выводами дополнительных двунаправленных тиристорных ключей ветвей включен вспомогательный двунаправленный тиристорный ключ, при этом параллельные ветви подключены к выводам конденсаторной группы последовательно с токоограничивающим реактором. Изменение емкости конденсаторной группы достигается изменением количества конденсаторов, подключаемых параллельно, последовательно или последовательно-параллельно с помощью соответствующих двунаправленных тиристорных ключей. Система управления устройством синхронизирует моменты отпирания тиристоров из состава двунаправленных тиристорных ключей в каждой из параллельных ветвей относительно приложенного к ним напряжения. (Патент на изобретение №2684307 «Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами», опубликовано 08.04.2019 г.).A known capacitor group, switched by thyristors, containing a current-limiting reactor and two branches, each of which consists of a bi-directional thyristor switch and a capacitor connected in series, each branch containing an additional bi-directional thyristor switch connected in series, the branches are connected in parallel so that one of the terminals of the additional bidirectional thyristor keys are connected to the opposite terminals of the parallel branches, and between other terminals of the additional For bidirectional thyristor branch keys, an auxiliary bidirectional thyristor key is included, while parallel branches are connected to the terminals of the capacitor group in series with the current-limiting reactor. The change in the capacitance of the capacitor group is achieved by changing the number of capacitors connected in parallel, in series or in series-in parallel using the corresponding bidirectional thyristor switches. The device control system synchronizes the triggering times of thyristors from the composition of bidirectional thyristor keys in each of the parallel branches relative to the voltage applied to them. (Patent for invention No. 2684307 “Capacitor group commutated by thyristors”, published on 08.04.2019).

Наличие одного токоограничивающего реактора в данной схеме позволяет повысить надежность работы устройства за счет ограничения токов при переключении конденсаторов. Достоинствами схемы также являются увеличение дискретности регулирования емкости конденсаторной группы, уменьшение суммарной установленной мощности реактивных элементов схемы. К недостаткам схемы можно отнести завышенные массогабаритные показатели токоограничивающего реактора и уменьшение к.п.д. вследствие протекания тока через реактор на всех ступенях регулирования конденсаторной группы.The presence of one current-limiting reactor in this circuit allows to increase the reliability of the device by limiting the currents when switching capacitors. The advantages of the circuit are also an increase in the discreteness of regulation of the capacitance of the capacitor group, a decrease in the total installed power of the reactive elements of the circuit. The disadvantages of the scheme include overestimated weight and size indicators of the current-limiting reactor and a decrease in efficiency due to the flow of current through the reactor at all stages of regulation of the capacitor group.

Техническим результатом, на получение которого направлено предлагаемое техническое решение, является уменьшение установленной мощности токоограничивающего реактора, снижение массогабаритных показателей, увеличение к.п.д.The technical result, to which the proposed technical solution is directed, is to reduce the installed capacity of the current-limiting reactor, reduce the overall dimensions, increase the efficiency

Технический результат достигается тем, что конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами, содержащая токоограничивающий реактор и две параллельные ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных двунаправленного тиристорного ключа, конденсатора и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа, при этом одни из выводов дополнительных двунаправленных тиристорных ключей параллельных ветвей являются разноименными выводами параллельных ветвей, а между другими выводами дополнительных двунаправленных тиристорных ключей параллельных ветвей включен вспомогательный двунаправленный тиристорный ключ, реализована так, что последовательно с вспомогательным двунаправленным тиристорным ключом подключается токоограничивающий реактор, а параллельно последовательному соединению двунаправленного тиристорного ключа и конденсатора каждой из параллельных ветвей подключается шунтирующий двунаправленный тиристорный ключ, при этом параллельные ветви подключаются к выводам конденсаторной группы. При этом, дополнительное увеличение дискретности регулирования емкости конденсаторной группы может быть достигнуто тем, что к последовательному соединению двунаправленного тиристорного ключа и конденсатора каждой из ветвей, параллельно подключено любое количество дополнительных ветвей, содержащих последовательно соединенные двунаправленный тиристорный ключ и конденсатор.The technical result is achieved by the fact that the capacitor group switched by thyristors, containing a current-limiting reactor and two parallel branches, each of which consists of a bi-directional thyristor switch, a capacitor and an additional bi-directional thyristor switch, are connected in series, while one of the terminals of the additional bi-directional thyristor switches of parallel branches is opposite leads of parallel branches, and between other leads of additional bi-directional thyrist of the parallel branch keys, an auxiliary bidirectional thyristor switch is turned on, it is implemented so that a current-limiting reactor is connected in series with the auxiliary bidirectional thyristor key, and a shunt bi-directional thyristor key is connected in parallel with the parallel connection of the bi-directional thyristor key and the parallel branches, while parallel branches are connected to the terminals capacitor group. Moreover, an additional increase in the discreteness of regulation of the capacitance of the capacitor group can be achieved by the fact that any number of additional branches containing a bi-directional thyristor switch and a capacitor in series is connected in series to the bi-directional thyristor switch and the capacitor of each branch.

Сущность предлагаемого устройства поясняется фиг. 1, на которой приведена схема построения конденсаторной группы, коммутируемой тиристорами, состоящая из двух ветвей с конденсаторами, шунтирующих их ветвей и токоограничивающего реактора.The essence of the proposed device is illustrated in FIG. 1, which shows a diagram of the construction of a capacitor group switched by thyristors, consisting of two branches with capacitors, shunting their branches and a current-limiting reactor.

На фиг. 2 приведена схема построения конденсаторной группы, коммутируемой тиристорами, состоящая из четырех ветвей с конденсаторами, шунтирующих их ветвей и токоограничивающего реактора.In FIG. 2 shows a diagram of the construction of a capacitor group switched by thyristors, consisting of four branches with capacitors, shunting their branches and a current-limiting reactor.

Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами, включает две ветви, образованные последовательным соединением конденсатора и двунаправленного тиристорного ключа (фиг. 1). Первая ветвь содержит последовательное соединение конденсатора 1 и двунаправленного тиристорного ключа 2. Вторая ветвь содержит последовательное соединение конденсатора 3 и двунаправленного тиристорного ключа 4. К выводу двунаправленного тиристорного ключа 2, не соединенному с конденсатором 1, подключен первый вывод дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 5. К выводу двунаправленного тиристорного ключа 4, не соединенному с конденсатором 3, подключен первый вывод дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 6. Второй вывод дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 6 и вывод конденсатора 1, не соединенный с двунаправленным тиристорным ключом 2, подключены к одному из выходов конденсаторной группы. Второй вывод дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 5 и вывод конденсатора 3, не соединенный с двунаправленным тиристорным ключом 4, подключены к другому выходу конденсаторной группы. К общей точке соединения двунаправленного тиристорного ключа 4 и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 6 подключен первый вывод вспомогательного токоограничивающего реактора 7, второй вывод которого подключен к первому выводу вспомогательного тиристорного ключа 8. При этом второй вывод вспомогательного тиристорного ключа 8 подключен к общей точке соединения двунаправленного тиристорного ключа 2 и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 5.The capacitor group switched by thyristors includes two branches formed by a series connection of a capacitor and a bi-directional thyristor switch (Fig. 1). The first branch contains the serial connection of the capacitor 1 and the bi-directional thyristor key 2. The second branch contains the serial connection of the capacitor 3 and the bi-directional thyristor key 4. To the output of the bi-directional thyristor key 2 not connected to the capacitor 1, the first output of the additional bi-directional thyristor key 5 is connected. a bi-directional thyristor key 4, not connected to the capacitor 3, the first output of the additional bi-directional thyristor key 6. is connected the output of the additional bidirectional thyristor switch 6 and the output of the capacitor 1, not connected to the bidirectional thyristor switch 2, are connected to one of the outputs of the capacitor group. The second terminal of the additional bi-directional thyristor switch 5 and the output of the capacitor 3, not connected to the bi-directional thyristor switch 4, are connected to another output of the capacitor group. The first output of the auxiliary current-limiting reactor 7 is connected to the common connection point of the bi-directional thyristor switch 4 and the additional bi-directional thyristor switch 6, the second output of which is connected to the first output of the auxiliary thyristor key 8. The second output of the auxiliary thyristor key 8 is connected to the common connection point of the bi-directional thyristor key 2 and an additional bidirectional thyristor switch 5.

Управление состоянием тиристорных ключей, входящих в состав конденсаторной группы, осуществляется системой управления 9, которая использует информацию о входном напряжении, поступающую на один из ее входов от датчика напряжения 10. На второй вход системы управления 9 поступает информация с блока 11 - задания требуемой емкости конденсаторной группы, используемая системой управления 9 для определения необходимой комбинации включенных в данный момент тиристорных ключей.The state of the thyristor switches that are part of the capacitor group is controlled by a control system 9, which uses information about the input voltage supplied to one of its inputs from the voltage sensor 10. Information from the block 11, which sets the required capacitor capacity, is supplied to the second input of the control system 9 groups used by the control system 9 to determine the necessary combination of the currently included thyristor keys.

Заявляемая конденсаторная группа содержит шунтирующие двунаправленные тиристорные ключи 12 и 13. Шунтирующий двунаправленный тиристорный ключ 12 подключен первым выводом к выводу двунаправленного тиристорного ключа 2, не соединенному с конденсатором 1, а вторым выводом к выводу конденсатора 1, не соединенному с тиристорным ключом 2. Шунтирующий двунаправленный тиристорный ключ 13 подключен первым выводом к выводу двунаправленного тиристорного ключа 4, не соединенному с конденсатором 3, а вторым выводом к выводу конденсатора 3, не соединенному с тиристорным ключом 4.The inventive capacitor group contains bi-directional thyristor shunt keys 12 and 13. A bi-directional thyristor shunt switch 12 is connected by a first terminal to a terminal of a bi-directional thyristor key 2 not connected to a capacitor 1, and a second terminal to a terminal of a capacitor 1 not connected to a thyristor key 2. A bi-directional bypass switch the thyristor switch 13 is connected by the first output to the output of the bi-directional thyristor key 4, not connected to the capacitor 3, and the second output to the output of the capacitor 3, not connected in thyristor key 4.

На фиг. 2 изображена схема фиг. 1, дополненная в целях увеличения количества ступеней регулирования реактивной мощности двумя дополнительными ветвями, состоящими из последовательного соединения конденсатора и двунаправленного тиристорного ключа. Первая дополнительная ветвь содержит конденсатор 14, первый вывод которого подключен к общей точке соединения конденсатора 1, дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 6 и шунтирующего двунаправленного тиристорного ключа 12, а второй вывод - к первому выводу двунаправленного тиристорного ключа 15. Второй вывод двунаправленного тиристорного ключа 15 подключен к общей точке соединения двунаправленного тиристорного ключа 2, дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 5, вспомогательного двунаправленного тиристорного ключа 8 и шунтирующего двунаправленного тиристорного ключа 12. Вторая дополнительная ветвь содержит конденсатор 17, первый вывод которого подключен к общей точке соединения конденсатора 3, дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 5 и шунтирующего двунаправленного тиристорного ключа 13, а второй вывод - к первому выводу двунаправленного тиристорного ключа 16. Второй вывод двунаправленного тиристорного ключа 16 подключен к общей точке соединения двунаправленного тиристорного ключа 4, дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 6, токоограничивающего реактора 7 и шунтирующего двунаправленного тиристорного ключа 13.In FIG. 2 shows a diagram of FIG. 1, supplemented in order to increase the number of reactive power control stages by two additional branches, consisting of a series connection of a capacitor and a bi-directional thyristor switch. The first additional branch contains a capacitor 14, the first output of which is connected to a common connection point of the capacitor 1, an additional bi-directional thyristor key 6 and a shunt bi-directional thyristor key 12, and the second output is connected to the first output of the bi-directional thyristor key 15. The second output of the bi-directional thyristor key 15 is connected to common point of connection of a bi-directional thyristor key 2, additional bi-directional thyristor key 5, auxiliary bi-directional thyristor key cha 8 and a shunt bi-directional thyristor key 12. The second additional branch contains a capacitor 17, the first terminal of which is connected to a common point of connection of the capacitor 3, an additional bi-directional thyristor key 5 and a shunt bi-directional thyristor key 13, and a second terminal to the first terminal of the bi-directional thyristor key 16 The second terminal of the bi-directional thyristor key 16 is connected to a common connection point of the bi-directional thyristor key 4, an additional bi-directional thyristor to yucha 6, 7 and the current-limiting reactor shunt bidirectional thyristor switch 13.

Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами, изображенная на фиг. 1 работает следующим образом. Управление двунаправленными тиристорными ключами 2, 4, 5, 6, 8, 12, 13 осуществляется системой управления 9 в определенные моменты времени относительно синусоидального напряжения, приложенного к выходам конденсаторной группы. В целях синхронизации моментов переключения указанных ключей, посредством датчика напряжения 10, в систему управления 9 подается информация о приложенном к выходам конденсаторной группы напряжении. При этом в зависимости от набора одновременно включенных двунаправленных тиристорных ключей, определяемого блоком 11 - задания требуемой емкости конденсаторной группы, обеспечивается подключение к выходам конденсаторной группы различной комбинации конденсаторов.The thyristor switched capacitor group shown in FIG. 1 works as follows. The bidirectional thyristor switches 2, 4, 5, 6, 8, 12, 13 are controlled by the control system 9 at certain points in time with respect to the sinusoidal voltage applied to the outputs of the capacitor group. In order to synchronize the switching times of these keys, by means of a voltage sensor 10, information about the voltage applied to the outputs of the capacitor group is supplied to the control system 9. In this case, depending on the set of simultaneously turned on bi-directional thyristor switches, determined by block 11 - setting the required capacitance of the capacitor group, it is possible to connect various combinations of capacitors to the outputs of the capacitor group.

При включенных двунаправленных тиристорных ключах 2 и 5 и выключенных двунаправленных тиристорных ключах 4, 6, 8, 12, 13 к выходам конденсаторной группы подключен конденсатор 1. При включенных двунаправленных тиристорных ключах 4 и 6 и выключенных двунаправленных тиристорных ключах 2, 5, 8, 12, 13 к выходам конденсаторной группы подключается конденсатор 3. При включенных двунаправленных тиристорных ключах 2, 4, 8 и выключенных двунаправленных тиристорных ключах 5, 6, 12, 13 к выходам конденсаторной группы через токоограничивающий реактор 7 подключаются два конденсатора 3 и 1, соединенные последовательно. При включенных двунаправленных тиристорных ключах 2, 4, 5, 6 и выключенных двунаправленных тиристорных ключах 8, 12, 13 к выходам конденсаторной группы подключаются два конденсатора, соединенные параллельно. Таким образом, схема, изображенная на фиг. 1 при наличии двух конденсаторов 1 и 3, в зависимости от управления двунаправленными тиристорными ключами 2, 4, 5, 6, 8, 12, 13 позволяет обеспечить четыре различных значения емкости на выходах конденсаторной группы.When the bidirectional thyristor keys 2 and 5 are turned on and the bidirectional thyristor keys 4, 6, 8, 12, 13 are turned off, the capacitor 1 is connected to the outputs of the capacitor group. When the bidirectional thyristor keys 4 and 6 are turned on and the bidirectional thyristor keys 2, 5, 8, 12 are turned off , 13 the capacitor 3 is connected to the outputs of the capacitor group. When the bidirectional thyristor switches 2, 4, 8 are turned on and the bidirectional thyristor keys 5, 6, 12, 13 are turned off, d are connected to the outputs of the capacitor group through the current-limiting reactor 7 a condenser 3 and 1 are connected in series. When the bidirectional thyristor switches 2, 4, 5, 6 are turned on and the bidirectional thyristor keys 8, 12, 13 are turned off, two capacitors connected in parallel are connected to the outputs of the capacitor group. Thus, the circuit depicted in FIG. 1 in the presence of two capacitors 1 and 3, depending on the control of bidirectional thyristor switches 2, 4, 5, 6, 8, 12, 13 allows you to provide four different capacitance values at the outputs of the capacitor group.

Перед началом очередного изменения комбинации подключенных к выходам конденсаторной группы конденсаторов 1 и 3, система управления обеспечивает передачу энергии, оставшуюся в конденсаторах на момент завершения предыдущего состояния схемы, в токоограничивающий реактор 7. Далее, при использовании тиристорных ключей 5, 6, 8, 12, 13, осуществляется рекуперация энергии из токоограничивающего реактора 7 в источник питания. При этом происходит фиксация напряжения на всех конденсаторах на нулевом уровне к моменту начала очередного изменения состояния конденсаторной группы.Before the start of the next change in the combination of capacitors 1 and 3 connected to the outputs of the capacitor group, the control system ensures the transfer of the energy remaining in the capacitors at the time the previous state of the circuit was completed to the current-limiting reactor 7. Further, when using thyristor switches 5, 6, 8, 12, 13, energy is recovered from the current-limiting reactor 7 to a power source. In this case, the voltage is fixed at all capacitors at zero level by the time the next change in the state of the capacitor group begins.

Передача энергии от конденсатора 1 в токоограничивающий реактор 7 осуществляется посредством переключения двунаправленных тиристорных ключей 2, 6, 8. Далее, рекуперация энергии, запасенной в токоограничивающем реакторе 7, в источник питания осуществляется путем переключения двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 8, 12. Передача энергии от конденсатора 3 в токоограничивающий реактор 7 осуществляется посредством переключения двунаправленных тиристорных ключей 4, 5, 8. Далее, рекуперация энергии, запасенной в токоограничивающем реакторе 7, в источник питания осуществляется путем переключения двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 8, 13. При этом моменты отпирания тиристоров из состава двунаправленных тиристорных ключей синхронизируются относительно приложенного к ним напряжения.Energy is transferred from the capacitor 1 to the current-limiting reactor 7 by switching bi-directional thyristor switches 2, 6, 8. Next, the energy stored in the current-limiting reactor 7 is recovered to the power source by switching bi-directional thyristor keys 5, 6, 8, 12. Transfer energy from the capacitor 3 to the current-limiting reactor 7 is carried out by switching bi-directional thyristor switches 4, 5, 8. Next, the recovery of energy stored in the current-limiting reactor 7, in regular enrollment is accomplished by switching power supply bidirectional thyristor keys 5, 6, 8, 13. In this thyristor firing times from the bidirectional thyristor keys synchronized relative to the voltage applied to them.

Таким образом, наличие токоограничивающего реактора между двумя параллельными ветвями позволяет обеспечивать формирование нулевого уровня напряжения на всех конденсаторах схемы к моменту очередного изменения состояния конденсаторной группы. При этом через токоограничивающий реактор никогда не будет протекать максимальный ток конденсаторной группы и, соответственно, уменьшается суммарная установленная мощность реактора и повышается к.п.д. устройства в целом.Thus, the presence of a current-limiting reactor between two parallel branches allows the formation of a zero voltage level on all capacitors of the circuit at the time of the next change in the state of the capacitor group. In this case, the maximum current of the capacitor group will never flow through the current-limiting reactor and, accordingly, the total installed capacity of the reactor decreases and the efficiency increases. devices in general.

Увеличить дискретность значений емкостей конденсаторов, получаемых на выходах конденсаторной группы, можно за счет подключения дополнительных ветвей, состоящих из последовательного соединения конденсатора и двунаправленного тиристорного ключа, параллельно первой или второй ветвям конденсаторной группы, изображенной на фиг. 1. При этом подключение дополнительных ветвей можно осуществлять как независимо к первой или второй ветвям, так и одновременно к двум ветвям.It is possible to increase the discreteness of the capacitor capacitance values obtained at the outputs of the capacitor group by connecting additional branches, consisting of a series connection of the capacitor and a bi-directional thyristor switch, parallel to the first or second branches of the capacitor group shown in FIG. 1. At the same time, the connection of additional branches can be carried out both independently to the first or second branches, and simultaneously to two branches.

На фиг. 2 представлена схема с подключением двух дополнительных ветвей к каждой из исходных ветвей конденсаторной группы. За счет управления двунаправленными тиристорными ключами и подбора величин емкостей четырех конденсаторов в такой схеме можно получить 25 различных величин емкостей на выходах конденсаторной группы.In FIG. 2 shows a diagram with the connection of two additional branches to each of the original branches of the capacitor group. By controlling the bidirectional thyristor switches and selecting the capacitance values of the four capacitors in this circuit, 25 different capacitance values can be obtained at the outputs of the capacitor group.

Таким образом, уменьшение массогабаритных показателей схемы и увеличение к.п.д. достигается благодаря установке токоограничивающего реактора 7 между параллельными ветвями с конденсаторами, а также введением шунтирующих двунаправленных тиристорных ключей 12 и 13. При этом, ток через токоограничивающий реактор 7 протекает только на коротких промежутках времени во время рекуперации энергии, запасенной в конденсаторах, а также при последовательном соединении конденсаторов конденсаторной группы, при котором протекающий через токоограничивающий реактор 7 ток заведомо меньше максимально возможного тока конденсаторной группы.Thus, a decrease in the overall dimensions of the circuit and an increase in efficiency This is achieved by installing a current-limiting reactor 7 between parallel branches with capacitors, as well as introducing bi-directional shunt thyristor switches 12 and 13. In this case, the current flows through the current-limiting reactor 7 only for short periods of time during the recovery of energy stored in the capacitors, as well as in series connection of capacitors of the capacitor group, in which the current flowing through the current-limiting reactor 7 is obviously less than the maximum possible capacitor current groups.

Claims

1. A thyristor-switched capacitor group containing a current-limiting reactor and two parallel branches, each of which consists of a bi-directional thyristor switch, a capacitor and an additional bi-directional thyristor switch, connected in series, while one of the terminals of the additional bi-directional thyristor switches of parallel branches is the opposite terminals of parallel branches , and between other outputs of additional bidirectional thyristor keys of parallel branches is included in pomogatelny bidirectional thyristor switch, characterized in that in series with the auxiliary key is connected bidirectional thyristor current limiting reactor and parallel to the serial connection of the bidirectional thyristor switch and the capacitor of each of the parallel branches connected bidirectional thyristor bypass key, the parallel branches are connected to the terminals of the capacitor group.

2. The capacitor group switched by thyristors according to claim 1, characterized in that any number of additional branches containing a bi-directional thyristor switch and a capacitor in series is connected in series to the bi-directional thyristor switch and the capacitor of each branch.