RU2718502C1

RU2718502C1 - Capacitor group switched by thyristors

Info

Publication number: RU2718502C1
Application number: RU2019134408A
Authority: RU
Inventors: Михаил Георгиевич Асташев; Роман Николаевич Красноперов; Кирилл Александрович Лунин; Дмитрий Иванович Панфилов; Александр Николаевич Рожков
Original assignee: Акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" (АО "ЭНИН")
Priority date: 2019-10-28
Filing date: 2019-10-28
Publication date: 2020-04-08

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. Branch parallel to outputs of capacitor group is connected, consisting of two series-connected discharge bidirectional thyristor keys, and current-limiting reactor is connected between common connection point of discharge bidirectional thyristor keys and one of terminals of auxiliary thyristor key, note here that any number of additional branches connecting serial connection of bidirectional thyristor key and capacitor is connected in parallel to branches containing serial connection of bidirectional thyristor key and capacitor.

EFFECT: increased efficiency of the device due to absence of losses in the current-limiting choke in the steady-state operating mode of the device, as well as reduction of its weight and size parameters due to reduction of mass-dimensional parameters of the current-limiting reactor in comparison with the prototype.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано для управления источниками реактивной мощности, построенными на основе тиристорных преобразователей. Подобные устройства широко применяются в электроэнергетике, электроприводе, электротермии, электролизе, преобразовательной технике, для плавного регулирования реактивной мощности в электрической сети, как в режиме ее потребления, так и генерации, в том числе и в составе комбинированных статических тиристорных компенсаторов реактивной мощности.The invention relates to the field of electrical engineering and power electronics and can be used to control reactive power sources based on thyristor converters. Such devices are widely used in the electric power industry, electric drives, electrothermics, electrolysis, converting technology, for smooth regulation of reactive power in the electric network, both in the mode of its consumption and generation, including as part of 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, например, 1:2:3:5 и включением каждой секции или комбинации нескольких из них с помощью двунаправленных тиристорных ключей достигается требуемая дискретность уровней регулирования емкости конденсаторной группы. Система управления устройством синхронизирует моменты отпирания встречно-параллельно соединенных тиристоров 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, by choosing different reactances of each branch of the capacitor group, for example, 1: 2: 3: 5 and turning on each section or a combination of several of them using bidirectional thyristor switches, the required discreteness of the capacitor group capacitance group control levels is achieved. The device control system synchronizes the triggering times of counter-parallel connected thyristors 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-Range Ultra-High Voltage Power Transmission”, Yu.P. Ryzhov, M., MPEI Publishing House, 2007, 486 s, p. 313, Fig. 9.11 a).

Недостатком данной схемы построения конденсаторной группы является небольшая дискретность изменения емкости конденсаторной группы, вытекающая из ограниченного 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, resulting from a 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, которая подключается к источнику питания через токоограничивающий реактор. При этом токоограничивающий реактор используется для рекуперации остаточной энергии, накопленной в конденсаторах к моменту изменения емкости конденсаторной группы (Патент №2684307 от 06.04.2018 «Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами»).A known capacitor group, switched by thyristors, which is connected to a power source through a current-limiting reactor. At the same time, the current-limiting reactor is used to recover the residual energy stored in the capacitors by the time the capacitor group capacities change (Patent No. 2684307 dated 04/06/2018 “Thyristor-switched capacitor group”).

Недостатком данного прототипа является наличие токоограничивающего реактора, включенного последовательно с конденсаторной группой. Это приводит к тому, что рабочий ток конденсаторной группы при любом значении ее емкости протекает через токоограничивающий реактор, что снижает к.п.д. устройства за счет наличия потерь энергии в токоограничивающем реакторе. Кроме этого, в подобных схемах реактор характеризуется повышенными массогабаритными показателями ввиду того, что он должен быть рассчитан на максимальное значение действующего тока конденсаторной группы.The disadvantage of this prototype is the presence of a current-limiting reactor connected in series with a capacitor group. This leads to the fact that the working current of the capacitor group at any value of its capacity flows through the current-limiting reactor, which reduces the efficiency devices due to the presence of energy losses in a current-limiting reactor. In addition, in such schemes, the reactor is characterized by increased mass and size indicators due to the fact that it must be designed for the maximum value of the effective current of the capacitor group.

Техническим результатом, на получение которого направлено предлагаемое техническое решение, является увеличение к.п.д. устройства за счет отсутствия потерь в токоограничивающем реакторе в установившемся режиме работы устройства, а также уменьшение его массогабаритных показателей за счет снижения массогабаритных показателей токоограничивающего реактора по сравнению с прототипом.The technical result to which the proposed technical solution is directed is to increase the efficiency the device due to the absence of losses in the current-limiting reactor in the steady state of the device, as well as the reduction of its overall dimensions due to the reduction of overall dimensions of the current-limiting reactor compared to the prototype.

Технический результат достигается тем, что конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами, содержащая токоограничивающий реактор и две ветви, каждая из которых состоит из последовательно соединенных двунаправленного тиристорного ключа, конденсатора и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа, при этом ветви подключены 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 и параллельно выводам конденсаторной группы подключена ветвь, состоящая из двух последовательно включенных разрядных двунаправленных тиристорных ключей, а токоограничивающий реактор включен между общей точкой соединения разрядных двунаправленных тиристорных ключей и одного из выводов вспомогательного тиристорного ключа, при этом к ветвям, содержащим последовательное соединение двунаправленного тиристорного ключа и конденсатора, параллельно подключено любое количество дополнительных ветвей, содержащих последовательное соединение двунаправленного тиристорного ключа и конденсатора.The technical result is achieved by the fact that the capacitor group switched by thyristors containing a current-limiting reactor and two branches, each of which consists of a bi-directional thyristor switch, a capacitor and an additional bi-directional thyristor switch, are connected in parallel so that some of the terminals bidirectional thyristor keys are connected to the opposite terminals of the parallel branches, and between the other terminals of the additional bidirectional For the thyristor switch keys of the branches, an auxiliary bidirectional thyristor switch is turned on, while the parallel branches are connected to the terminals of the capacitor group and the branch consisting of two series-connected bit bi-directional thyristor keys is connected in parallel with the terminals of the capacitor group, and the current-limiting reactor is connected between the common point of the connection of bit bi-directional thyristor keys and one of the conclusions of the auxiliary thyristor key, while to the branches containing the serial Connections bidirectional thyristor switch and a capacitor connected in parallel any number of additional branches comprising the series connection of the bidirectional thyristor switch and a capacitor.

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

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

Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами (фиг. 1), включает две ветви, образованные последовательным соединением конденсатора и двунаправленного тиристорного ключа. 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, соединены вместе и образуют первый вывод конденсаторной группы. Второй вывод дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 5 и вывод конденсатора 3, не соединенный с двунаправленным тиристорным ключом 4, соединены вместе и образуют второй вывод конденсаторной группы. К общей точке соединения двунаправленного тиристорного ключа 2 и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 5 подключен первый вывод вспомогательного тиристорного ключа 7, второй вывод которого подключен к общей точке соединения двунаправленного тиристорного ключа 4 и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 6. Управление состоянием тиристорных ключей 2, 4, 5, 6, 7 осуществляет система управления 8, используя информацию о входном напряжении, поступающую на один из ее входов от датчика напряжения 9. На второй вход системы управления 8 поступает информация с блока 10 -задания требуемой емкости конденсаторной группы, используемая системой управления 8 для определения необходимой комбинации включенных в данный момент тиристорных ключей 2, 4, 5, 6, 7. Параллельно выводам конденсаторной группы подключена ветвь, состоящая из последовательного соединения разрядных двунаправленных ключей 11 и 12. Между общей точкой соединения разрядных двунаправленных ключей 11 и 12 и одним из выводов дополнительного двунаправленного ключа 7 включен токоограничивающий реактор 13. Разрядные двунаправленные ключи 11 и 12 также управляются от системы управления 8.The capacitor group switched by thyristors (Fig. 1) includes two branches formed by a series connection of a capacitor and a bi-directional thyristor switch. 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 together and form the first output 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 together and form the second terminal of the capacitor group. The first output of the auxiliary thyristor key 7 is connected to the common connection point of the bi-directional thyristor key 2 and the additional bi-directional thyristor key 5, the second output of which is connected to the common connection point of the bi-directional thyristor key 4 and additional bi-directional thyristor key 6. State control of thyristor keys 2, 4, 5 , 6, 7, the control system 8 implements using information on the input voltage supplied to one of its inputs from the voltage sensor 9. At the second input of the systems control 8 receives information from the block 10 —sets of the required capacitance of the capacitor group, used by the control system 8 to determine the necessary combination of the thyristor switches 2, 4, 5, 6, 7 that are currently turned on. A branch consisting of a series connection of bi-directional keys 11 and 12. Between a common point of connection of bit bi-directional keys 11 and 12 and one of the terminals of the additional bi-directional key 7 is a current-limiting reactor 13. Discharge dnye way switches 11 and 12 are also controlled by the control system 8.

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 и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 6, а второй вывод конденсатора 14 подключен к первому выводу двунаправленного тиристорного ключа 15. Второй вывод двунаправленного тиристорного ключа 15 подключен к первому выводу вспомогательного тиристорного ключа 7. Вторая дополнительная ветвь содержит конденсатор 16, первый вывод которого подключен к общей точке соединения конденсатора 3 и дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 5, а второй вывод конденсатора 16 подключен к первому выводу двунаправленного тиристорного ключа 17. Второй вывод двунаправленного тиристорного ключа 17 подключен к второму выводу вспомогательного тиристорного ключа 7. Управление двунаправленными тиристорными ключами 15 и 17 осуществляет система управления 8.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 and the additional bi-directional thyristor key 6, and the second output of the capacitor 14 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 the first output of the auxiliary thyristor key 7. The second additional branch contains a capacitor 16, the first output of which is connected to a common connection point of the capacitor 3 and the additional two a bi-directional thyristor switch 5, and the second terminal of the capacitor 16 is connected to the first terminal of the bi-directional thyristor switch 17. The second terminal of the bi-directional thyristor switch 17 is connected to the second terminal of the auxiliary thyristor key 7. The bi-directional thyristor switches 15 and 17 are controlled by the control system 8.

Конденсаторная группа, коммутируемая тиристорами, изображенная на фиг. 1, работает следующим образом. Управление двунаправленными тиристорными ключами 2, 4, 5, 6, 7 осуществляется системой управления 8 в определенные моменты времени относительно синусоидального напряжения, приложенного к выходам конденсаторной группы. В целях синхронизации моментов переключения указанных ключей, посредством датчика напряжения 9, в систему управления 8 подается информация о приложенном к выходам конденсаторной группы напряжении. При этом в зависимости от набора одновременно включенных двунаправленных тиристорных ключей, определяемого блоком 10 - задания требуемой емкости конденсаторной группы, обеспечивается подключение к выходам конденсаторной группы различной комбинации конденсаторов 1 и 3. При включенных двунаправленных тиристорных ключах 2 и 5 и выключенных двунаправленных тиристорных ключах 4, 6, 7, 11, 12 к выходам конденсаторной группы подключен конденсатор 1. При включенных двунаправленных тиристорных ключах 4 и 6 и выключенных двунаправленных тиристорных ключах 2, 5, 7, 11, 12 к выходам конденсаторной группы подключается конденсатор 3. При включенных двунаправленных тиристорных ключах 2, 4, 7 и выключенных двунаправленных тиристорных ключах 5, 6, 11, 12 к выходам конденсаторной группы подключаются два конденсатора 3 и 1, соединенные последовательно. При включенных двунаправленных тиристорных ключах 2, 4, 5, 6 и выключенных двунаправленных тиристорных ключах 7, 11, 12 к выходам конденсаторной группы подключаются два конденсатора 1 и 3, 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, 7, 11, 12 позволяет обеспечить четыре различных значения емкости на выходах конденсаторной группы. Перед началом очередного изменения комбинации подключенных к выходам конденсаторной группы конденсаторов 1 и 3 система управления обеспечивает рекуперацию энергии, оставшуюся в конденсаторах на момент завершения предыдущего состояния схемы, в источник питания и фиксацию напряжения на всех конденсаторах на нулевом уровне к моменту начала очередного изменения состояния конденсаторной группы. Рекуперация энергии, накопленной в конденсаторах к моменту начала изменения емкости конденсаторной группы, осуществляется в два этапа. Поясним это на примере рекуперации энергии конденсатора 1 в источник питания. Предположим, что после окончания текущего значения емкости конденсаторной группы и выключении всех двунаправленных тиристорных ключей, конденсатор 1 имел остаточный заряд на своих зажимах и, соответственно, напряжение на его зажимах. На первом этапе рекуперации энергии, накопленной в конденсаторе 1, система управления 8 обеспечивает сброс энергии, накопленной в конденсаторе 1, в токоограничивающий реактор 13. Это осуществляется путем подачи импульсов управления на двунаправленные тиристорные ключи 2, 7 и 12. При этом, происходит колебательный разряд конденсатора 1 через токоограничивающий реактор 13 по контуру: конденсатор 1, двунаправленный тиристорный ключ 12, токоограничивающий реактор 13, дополнительный двунаправленный тиристорный ключ 7 и двунаправленный тиристорный ключ 2. В момент достижения напряжения на конденсаторе 1 нулевого уровня, что соответствует максимуму тока в токоограничивающем реакторе 13, система управления 8 подает импульсы управления на двунаправленный тиристорный ключ 6 и ток, протекающий в токоограничивающем реакторе 13 замыкается в контуре: токоограничивающий реактор 13, двунаправленный тиристорный ключ 6 и разрядный двунаправленный ключ 12. Двунаправленный тиристорный ключ 2 и дополнительный двунаправленный тиристорный ключ 7 выключаются в виду того, что ток в них спадает до нуля. На этом первый этап сброса энергии, накопленной в конденсаторе 1, завершается, и вся энергия, накопленная к моменту окончания формирования текущего значения емкости конденсаторной группы, передается в токоограничивающий реактор 13. На втором этапе энергия, накопленная в токоограничивающем реакторе 13, передается в источник питания. Это обеспечивается тем, что в зависимости от направления протекания тока в токоограничивающем реакторе 13 и полярности напряжения источника питания система управления 8 включает в определенные моменты времени синусоидального напряжения источника питания двунаправленный разрядный тиристорный ключ 11 или двунаправленный тиристорный ключ 5 и дополнительный двунаправленный ключ 7. Отпирание указанных выше ключей приводит к запиранию одного из двунаправленных тиристорных ключей 6 или 12 и, в конечном счете, сбросу энергии, накопленной в токоограничивающем реакторе 13 в источник питания. На этом процесс рекуперации энергии, накопленной в конденсаторе 1, заканчивается. При этом конденсатор 1 имеет нулевое напряжения на своих выводах. Аналогично будет осуществляться и рекуперация энергии, накопленной в конденсаторе 3. Важно отметить, что процессы рекуперации энергии в источник питания для каждого конденсатора должны быть разнесены во времени для того, чтобы при сбросе энергии от конденсатора в токоограничивающий реактор 13, конденсаторная группа была бы отключена от источника питания.The thyristor switched capacitor group shown in FIG. 1, works as follows. The bidirectional thyristor switches 2, 4, 5, 6, 7 are controlled by the control system 8 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 9, information about the voltage applied to the outputs of the capacitor group is supplied to the control system 8. In this case, depending on the set of simultaneously turned on bi-directional thyristor switches, determined by block 10 - setting the required capacitance of the capacitor group, a different combination of capacitors 1 and 3 is connected to the outputs of the capacitor group. When the bidirectional thyristor switches 2 and 5 are turned on and the bidirectional thyristor switches 4 are off, 6, 7, 11, 12, capacitor 1 is connected to the outputs of the capacitor group. When the bidirectional thyristor switches 4 and 6 are turned on and the bidirectional thyristor cells are off At 2, 5, 7, 11, 12, the capacitor 3 is connected to the outputs of the capacitor group. When the bidirectional thyristor switches 2, 4, 7 are turned on and the bidirectional thyristor keys 5, 6, 11, 12 are turned off, two capacitors 3 and 1 are connected to the outputs of the capacitor group connected in series. When the bidirectional thyristor switches 2, 4, 5, 6 are turned on and the bidirectional thyristor keys 7, 11, 12 are turned off, two capacitors 1 and 3 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, 7, 11, 12, it is possible to provide four different capacitance values at the outputs of the capacitor group. 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 recovery of the energy remaining in the capacitors at the time the previous state of the circuit was completed, to the power source and voltage fixing on all capacitors at zero level by the time the next change in the state of the capacitor group begins . The recovery of energy stored in capacitors at the time the capacitor group capacitance begins to change is carried out in two stages. Let us explain this by the example of energy recovery of the capacitor 1 in the power source. Suppose that after the current value of the capacitance of the capacitor group has ended and all the bi-directional thyristor switches are turned off, the capacitor 1 has a residual charge on its terminals and, accordingly, a voltage on its terminals. At the first stage of recovery of energy stored in the capacitor 1, the control system 8 provides a discharge of energy stored in the capacitor 1 into the current-limiting reactor 13. This is done by supplying control pulses to bidirectional thyristor switches 2, 7 and 12. In this case, an oscillating discharge occurs capacitor 1 through a current-limiting reactor 13 along the circuit: capacitor 1, bi-directional thyristor switch 12, current-limiting reactor 13, additional bi-directional thyristor switch 7 and bi-directional thyristor beam 2. At the moment the voltage across the capacitor 1 reaches zero, which corresponds to the maximum current in the current-limiting reactor 13, the control system 8 supplies control pulses to a bi-directional thyristor switch 6 and the current flowing in the current-limiting reactor 13 is closed in the loop: current-limiting reactor 13, bidirectional thyristor switch 6 and a bit bidirectional switch 12. A bidirectional thyristor switch 2 and an additional bidirectional thyristor switch 7 are turned off since the current in them drops to zero. At this point, the first stage of the discharge of energy stored in the capacitor 1 is completed, and all the energy accumulated by the time the current value of the capacitor group is formed is transferred to the current-limiting reactor 13. At the second stage, the energy stored in the current-limiting reactor 13 is transferred to the power source . This is ensured by the fact that, depending on the direction of current flow in the current-limiting reactor 13 and the polarity of the voltage of the power source, the control system 8 includes, at certain times, the sinusoidal voltage of the power source, a bi-directional discharge thyristor switch 11 or a bi-directional thyristor switch 5 and an additional bi-directional key 7. Unlocking these above the keys it locks one of the bi-directional thyristor keys 6 or 12 and, ultimately, discharges the energy stored in the current limiting reactor 13 into a power source. On this, the process of recovering the energy stored in the capacitor 1 ends. In this case, the capacitor 1 has zero voltage at its terminals. The energy stored in the capacitor 3 will be similarly recovered. It is important to note that the energy recovery processes for the power supply for each capacitor must be separated in time so that when the energy from the capacitor is discharged to the current-limiting reactor 13, the capacitor group will be disconnected from power source.

Как видно из принципа работы рассматриваемой схемы конденсаторной группы, токоограничивающий реактор 13 используется в схеме только на интервале рекуперации энергии конденсаторов перед их очередным переключением. При этом на интервале протекания рабочего тока конденсаторной группы в токоограничивающем реакторе 13 ток не течет. Это позволяет существенно уменьшить сечение провода токоограничивающего реактора 13, и, следовательно, его вес и габариты.As can be seen from the principle of operation of the considered capacitor group circuit, the current-limiting reactor 13 is used in the circuit only on the interval of energy recovery of the capacitors before their next switching. At the same time, the current does not flow in the range of the operating current of the capacitor group in the current-limiting reactor 13. This allows you to significantly reduce the wire cross section of the current-limiting reactor 13, and, therefore, its weight and dimensions.

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 2, 4, 5, 6, 7, 15, 17 и подбора величин емкостей четырех конденсаторов 1, 3, 14, 16 в такой схеме можно получить 25 различных величин емкостей на выходах конденсаторной группы. Таким образом, повышение дискретности регулирования величин емкостей конденсаторной группы при ограниченном количестве конденсаторов в схеме достигается за счет увеличения количества комбинаций различных подключений конденсаторов с помощью двунаправленных тиристорных ключей. При этом перед началом формирования новой комбинации включения конденсаторов система управления обеспечивает поэтапную рекуперацию энергии, накопленной в каждом из конденсаторов, в источник питания. В этой схеме токоограничивающий реактор также используется только на этапах рекуперации энергии в источник питания. В установившемся режиме работы конденсаторной группы ее рабочий ток через токоограничивающий реактор не течет, что обеспечивает отсутствие дополнительных потерь энергии в токоограничивающем реакторе и, следовательно, повышение общего к.п.д. устройства.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 2, 4, 5, 6, 7, 15, 17 and selecting the capacitance values of the four capacitors 1, 3, 14, 16 in this circuit, you can get 25 different capacitance values at the outputs of the capacitor group. Thus, increasing the discreteness of regulation of capacitor group capacities with a limited number of capacitors in the circuit is achieved by increasing the number of combinations of different capacitor connections using bi-directional thyristor switches. In this case, before the start of the formation of a new combination of switching on the capacitors, the control system provides a phased recovery of the energy stored in each of the capacitors to the power source. In this scheme, the current-limiting reactor is also used only at the stages of energy recovery in the power source. In the steady state operation of the capacitor group, its working current does not flow through the current-limiting reactor, which ensures the absence of additional energy losses in the current-limiting reactor and, therefore, an increase in the overall efficiency devices.

Claims

1. A capacitor group switched by thyristors, containing a current-limiting reactor and two branches, each of which consists of a bi-directional thyristor switch, a capacitor and an additional bi-directional thyristor key, connected in series so that one of the terminals of the additional bi-directional thyristor switches is connected to opposite leads of parallel branches, and between other outputs of additional bidirectional thyristor keys of branches included auxiliary bi-directional thyristor switch, with parallel branches connected to the terminals of the capacitor group, characterized in that a branch consisting of two series-connected bit bi-directional thyristor switches is connected in parallel with the terminals of the capacitor group, and the current-limiting reactor is connected between the common point of the connection of the bi-directional thyristor switches and one from the findings of the auxiliary thyristor key.

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