RU2734399C1

RU2734399C1 - Three-phase static power compensator

Info

Publication number: RU2734399C1
Application number: RU2020119422A
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Иванович Панфилов; Михаил Георгиевич Асташев
Original assignee: Дмитрий Иванович Панфилов; Михаил Георгиевич Асташев
Priority date: 2020-06-11
Filing date: 2020-06-11
Publication date: 2020-10-15

Abstract

FIELD: electrical engineering.

SUBSTANCE: use: in electrical engineering, in devices of transverse compensation in order to control power transmitted via transmission line. According to the invention, in a three-phase static power compensator, one or more phases of which are a branch comprising a series connection of the reactive element and output terminals of the variable sinusoidal voltage controller, voltage sensors are connected in parallel to the outputs of phases of the static power compensator, their outputs being connected to the inputs of the control system unit which controls variable sinusoidal voltages in phases of the static power compensator. In parallel with the outputs of one of phases of static power compensator is an additional branch consisting of series connection of output terminals of two additional regulators of variable sinusoidal voltage and reactive element, wherein the input terminals of the first additional variable sinusoidal voltage controller are connected to the outputs of the static power compensator phase, in parallel to which the additional branch is connected, and input terminals of second additional variable sinusoidal voltage controller are connected to two other phases of static power compensator. Reactive elements of one or several phases of static power compensator are made with possibility to control their reactive resistance and change of its nature.

EFFECT: broader functional capabilities of the static power compensator, which enables to regulate both reactive and active power.

1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электрических сетей и может быть использовано в устройствах поперечной компенсации с целью управления мощностью, передаваемой по ЛЭП, уменьшения потерь электрической энергии и регулирования напряжения в местах установки данных устройств в линию электропередачи (ЛЭП), симметрированию режимов работы фаз ЛЭП.The invention relates to the field of electrical networks and can be used in transverse compensation devices for the purpose of controlling the power transmitted through the power transmission line, reducing the loss of electrical energy and regulating the voltage in the places where these devices are installed in the power line (power transmission line), balancing the operating modes of the power transmission lines.

Известен статический компенсатор реактивной мощности, фазы которого образованы параллельным соединением ветвей, содержащих последовательное соединение конденсатора и управляемого ключа, и одной или нескольких тиристорно-реакторных групп, образованных последовательным соединением реактора и двунаправленного тиристорного ключа. Система управления статического компенсатора управляет состоянием управляемых ключей в параллельных ветвях, содержащих конденсаторы, и реализует фазовое управление двунаправленными тиристорными ключами в тиристорно-реакторных группах, регулируя действующее значение протекающего через них тока, что обеспечивает плавное регулирование реактивной мощности статического компенсатора. (Дальние электропередачи сверхвысокого напряжения: учебник для вузов / Ю.П. Рыжов. - М.: Издательский дом МЭИ, 2007. - 488 с.: ил. Стр. 303, рис. 9.6).Known is a static reactive power compensator, the phases of which are formed by parallel connection of branches containing a series connection of a capacitor and a controlled switch, and one or more thyristor-reactor groups formed by a series connection of a reactor and a bi-directional thyristor switch. The static compensator control system controls the state of controlled switches in parallel branches containing capacitors, and implements phase control of bidirectional thyristor switches in thyristor-reactor groups, regulating the effective value of the current flowing through them, which ensures smooth regulation of the reactive power of the static compensator. (Long-distance transmissions of ultra-high voltage: a textbook for universities / Yu.P. Ryzhov. - M .: Publishing House of MPEI, 2007. - 488 p .: ill. Page 303, Fig. 9.6).

К недостаткам такого устройства относятся: несинусоидальность генерируемого устройством тока в полном диапазоне регулирования реактивной мощности, негативно отражающаяся на показателях качества электрической энергии и требующая применения в составе компенсатора дополнительных фильтров высших гармоник; невозможность генерации таким компенсатором вместе с реактивной мощностью активной мощности в его фазах.The disadvantages of such a device include: non-sinusoidality of the current generated by the device in the full range of reactive power regulation, which negatively affects the quality indicators of electrical energy and requires the use of additional filters of higher harmonics as part of the compensator; the impossibility of generating such a compensator together with the reactive power of active power in its phases.

Известен статический компенсатор реактивной мощности, каждая фаза которого представляет собой ветвь, содержащую реактивный элемент и регулятор переменного синусоидального напряжения, имеющий два входных и два выходных зажима, при этом первый вывод реактивного элемента подключен к первому выводу фазы статического компенсатора реактивной мощности, а второй вывод реактивного элемента подключен к первому выходному зажиму регулятора переменного синусоидального напряжения, второй выходной зажим которого подключен к второму выводу фазы статического компенсатора реактивной мощности. Параллельно выводам фазы подключен датчик напряжения, выход которого соединен с блоком системы управления. Входные зажимы регулятора переменного синусоидального напряжения подключены к выводам фаз статического компенсатора реактивной мощности. Блок системы управления осуществляет управление регуляторами переменного синусоидального напряжения в фазах статического компенсатора реактивной мощности и обеспечивает формирование требуемых напряжений на реактивных элементах, соответствующих генерации заданного уровня реактивной мощности в каждой фазе (Патент RU на изобретение №2711537 опубл. 17.01.2020 г.).Known is a static reactive power compensator, each phase of which is a branch containing a reactive element and an alternating sinusoidal voltage regulator having two input and two output terminals, while the first output of the reactive element is connected to the first output of the phase of the static reactive power compensator, and the second output of the reactive the element is connected to the first output terminal of the variable sinusoidal voltage regulator, the second output terminal of which is connected to the second phase terminal of the static reactive power compensator. A voltage sensor is connected in parallel to the phase terminals, the output of which is connected to the control system unit. The input terminals of the AC sinusoidal voltage regulator are connected to the phase terminals of the static reactive power compensator. The control system unit controls the alternating sinusoidal voltage regulators in the phases of the static reactive power compensator and ensures the formation of the required voltages on the reactive elements corresponding to the generation of a given level of reactive power in each phase (Patent RU for invention No. 2711537 published on January 17, 2020).

Преимуществом данного статического компенсатора реактивной мощности является отсутствие высших гармонических составляющих в кривой генерируемого тока во всем диапазоне регулирования мощности статического компенсатора, что исключает необходимость применения фильтров высших гармоник для их подавления.The advantage of this static reactive power compensator is the absence of higher harmonic components in the generated current curve in the entire power control range of the static compensator, which eliminates the need to use filters of higher harmonics to suppress them.

Общий недостаток известных технических решений (аналога и прототипа) состоит в том, что они позволяют формировать и регулировать только реактивные мощности и, соответственно, компенсировать только реактивные составляющие мощностей в фазах электрической сети, и не имеют возможности формирования и компенсации активных составляющих мощностей в фазах сети.The general disadvantage of the known technical solutions (analogue and prototype) is that they allow to form and regulate only reactive powers and, accordingly, to compensate only reactive components of powers in the phases of the electric network, and do not have the ability to form and compensate for active components of powers in the phases of the network ...

Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей регуляторов мощности для управления не только реактивной, но и активной мощностью в фазах электрической сети.The technical objective of the proposed invention is to expand the functionality of power regulators to control not only reactive, but also active power in the phases of the electrical network.

Техническим результатом заявляемого изобретения является расширение функциональных возможностей статического компенсатора мощности, позволяющее устройству формировать и управлять как реактивной, так и активной мощностями в фазах линии электропередачи и, соответственно, более гибко управлять режимами работы линии электропередачи.The technical result of the claimed invention is to expand the functionality of the static power compensator, which allows the device to generate and control both reactive and active powers in the phases of the power line and, accordingly, more flexibly control the operating modes of the power line.

Технический результат достигается тем, что в трехфазном статическом компенсаторе мощности, подключаемом к выводам фаз трехфазной сети переменного синусоидального напряжения, одна или несколько фаз которого представляют собой ветвь, содержащую последовательное соединение реактивного элемента и выходных зажимов регулятора переменного синусоидального напряжения, при этом первый вывод реактивного элемента подключен к первому выводу фазы статического компенсатора мощности, а второй вывод реактивного элемента подключен к первому выходному зажиму регулятора переменного синусоидального напряжения, а второй выход регулятора переменного напряжения подключен ко второму выводу фазы статического компенсатора мощности, а параллельно выводам фаз статического компенсатора мощности подключены датчики напряжения, своими выходами соединенные с входами блока системы управления, осуществляющего управление регуляторами переменных синусоидальных напряжений в фазах статического компенсатора мощности и обеспечивающего формирование требуемых напряжений на их реактивных элементах, а входные зажимы регуляторов переменных синусоидальных напряжений подключены к выводам фаз статического компенсатора мощности, параллельно выводам одной из фаз статического компенсатора мощности подключена дополнительная ветвь, состоящая из последовательного соединения выходных зажимов двух дополнительных регуляторов переменного синусоидального напряжения и реактивного элемента, при этом входные зажимы первого дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения подключены к выводам фазы статического компенсатора мощности, параллельно которым подключена дополнительная ветвь, а входные зажимы второго дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения подключены к двум другим фазам статического компенсатора мощности, а управление двумя дополнительными регуляторами переменного синусоидального напряжения осуществляется блоком системы управления.The technical result is achieved by the fact that in a three-phase static power compensator connected to the phase terminals of a three-phase AC sinusoidal voltage network, one or more phases of which are a branch containing a series connection of the reactive element and the output terminals of the AC sinusoidal voltage regulator, while the first output of the reactive element is connected to the first output of the phase of the static power compensator, and the second output of the reactive element is connected to the first output terminal of the AC sinusoidal voltage regulator, and the second output of the AC voltage regulator is connected to the second output of the phase of the static power compensator, and voltage sensors are connected in parallel to the outputs of the phases of the static power compensator, their outputs are connected to the inputs of the control system unit, which controls the regulators of alternating sinusoidal voltages in the phases of the static power compensator and provides forming the required voltages on their reactive elements, and the input terminals of the variable sinusoidal voltage regulators are connected to the terminals of the phases of the static power compensator, parallel to the terminals of one of the phases of the static power compensator, an additional branch is connected, consisting of a series connection of the output terminals of two additional regulators of an alternating sinusoidal voltage and a reactive element, while the input terminals of the first additional sinusoidal voltage regulator are connected to the phase terminals of the static power compensator, in parallel to which the additional branch is connected, and the input terminals of the second additional sinusoidal voltage regulator are connected to the other two phases of the static power compensator, and the control of two additional AC regulators sinusoidal voltage is provided by the control system unit.

Изобретение имеет развитие, которое состоит в том, что реактивные элементы одной или нескольких фаз статического компенсатора мощности выполнены управляемыми с возможностью регулирования их реактивного сопротивления и изменения его характера, при этом управление управляемыми реактивными элементами осуществляется блоком системы управления.The invention has a development, which consists in the fact that the reactive elements of one or several phases of the static power compensator are made controllable with the possibility of regulating their reactance and changing its nature, while the controlled reactive elements are controlled by the control system unit.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг. 1 приведена схема заявляемого статического компенсатора мощности. На фиг. 2 приведена схема дополнительной ветви, подключаемой к одной из фаз статического регулятора мощности, состоящая из последовательного соединения выходных зажимов двух дополнительных регуляторов переменного синусоидального напряжения и реактивного элемента.The essence of the invention is illustrated by drawings, where FIG. 1 shows a diagram of the proposed static power compensator. FIG. 2 shows a diagram of an additional branch connected to one of the phases of a static power regulator, consisting of a series connection of the output terminals of two additional sinusoidal voltage regulators and a reactive element.

На фиг. 1 трехфазная сеть синусоидального переменного напряжения образована источниками синусоидального переменного напряжения А, В и С. Источники А, В, С соединены по схеме «звезда» с общей точкой нейтрали О. Трехфазный статический компенсатор мощности 1 построен на основе регуляторов переменного синусоидального напряжений 2, 3, 4, 5, и 6, а также блоков реактивных элементов 7, 8. 9, 10 и содержит датчики напряжения 11, 12, 13, своими выходами, подключенные к входам блока системы управления 14.FIG. 1 three-phase sinusoidal alternating voltage network is formed by sources of sinusoidal alternating voltages A, B and C. Sources A, B, C are connected according to the "star" scheme with a common neutral point O. Three-phase static power compensator 1 is built on the basis of alternating sinusoidal voltage regulators 2, 3 , 4, 5, and 6, as well as blocks of reactive elements 7, 8, 9, 10 and contains voltage sensors 11, 12, 13, with their outputs connected to the inputs of the control system unit 14.

Каждая из фаз статического компенсатора мощности содержит одинаковую ветвь, состоящую из последовательного соединения выходных зажимов соответствующего регулятора переменного напряжения и реактивного элемента. В фазе А такая ветвь образована регулятором переменного синусоидального напряжения 3 и реактивным элементом 8. При этом первый вывод реактивного элемента 8 соединен с первым выводом фазы А статического компенсатора мощности 1, соединенным с общей точкой нейтрали О источников А, В и С. Второй вывод реактивного элемента 8 подключен к первому выходному зажиму регулятора переменного синусоидального напряжения 3, второй выходной зажим которого подключен ко второму выводу фазы А статического компенсатора мощности 1, соединенному с фазным выводом источника синусоидального переменного напряжения А. Соответствующие ветви фаз В и С статического компенсатора мощности 1 построены аналогично, при этом в фазе В такая ветвь образована регулятором переменного синусоидального напряжения 4 и реактивным элементом 9, а в фазе С такая ветвь образована регулятором переменного синусоидального напряжения 5 и реактивным элементом 10. Входные зажимы регуляторов переменного синусоидального напряжения каждой фазы подключены параллельно выводам фазы статического компенсатора мощности 1, содержащей данный регулятор переменного напряжения. Так входные зажимы регулятора переменного синусоидального напряжения 3 подключены параллельно выводам фазы А, входные зажимы регулятора переменного синусоидального напряжения 4 подключены параллельно выводам фазы В, а входные зажимы регулятора переменного синусоидального напряжения 5 подключены параллельно выводам фазы С. Параллельно выводам каждой фазы статического компенсатора мощности 1 подключен датчик переменного синусоидального напряжения, своим выходом подключенный к соответствующему информационному входу блока системы управления 14. Таким образом, датчик переменного синусоидального напряжения 11 своими входными зажимами подключен к выводам фазы А статического компенсатора мощности 1, датчик переменного синусоидального напряжения 12 своими входными зажимами подключен к выводам фазы В статического компенсатора мощности 1, а датчик переменного синусоидального напряжения 13 своими входными зажимами подключен к выводам фазы С статического компенсатора мощности 1. Выходы датчиков переменного синусоидального напряжения 11, 12, 13 подключены к информационным входным блока системы управления 14. Выходы блока системы управления 14 соединены с управляющими входами регуляторов переменного синусоидального напряжения 2, 3, 4, 5, 6 и реактивных элементов 7, 8, 9, и 10.Each of the phases of the static power compensator contains the same branch, consisting of a series connection of the output terminals of the corresponding AC voltage regulator and a reactive element. In phase A, such a branch is formed by an alternating sinusoidal voltage regulator 3 and a reactive element 8. In this case, the first terminal of the reactive element 8 is connected to the first terminal of phase A of the static power compensator 1, connected to a common neutral point O of sources A, B and C. The second terminal of the reactive element 8 is connected to the first output terminal of the AC sinusoidal voltage regulator 3, the second output terminal of which is connected to the second terminal of phase A of the static power compensator 1, connected to the phase terminal of the sinusoidal alternating voltage source A. The corresponding branches of phases B and C of the static power compensator 1 are constructed similarly , while in phase B such a branch is formed by an alternating sinusoidal voltage regulator 4 and a reactive element 9, and in phase C such a branch is formed by an alternating sinusoidal voltage regulator 5 and a reactive element 10. Input terminals of the alternating sinusoidal voltage regulators of each phase are connected in parallel with the phase terminals of the static power compensator 1 containing this AC voltage regulator. So the input terminals of the variable sinusoidal voltage regulator 3 are connected in parallel to the terminals of phase A, the input terminals of the variable sinusoidal voltage regulator 4 are connected in parallel to the terminals of phase B, and the input terminals of the variable sinusoidal voltage regulator 5 are connected in parallel to the terminals of phase C. Parallel to the terminals of each phase of the static power compensator 1 is connected AC sinusoidal voltage sensor, with its output connected to the corresponding information input of the control system unit 14. Thus, the AC sinusoidal voltage sensor 11 with its input terminals is connected to the terminals of phase A of the static power compensator 1, the AC sinusoidal voltage sensor 12 is connected to the phase terminals with its input terminals In the static power compensator 1, and the AC sinusoidal voltage sensor 13 is connected with its input terminals to the terminals of phase C of the static power compensator 1. The outputs of the AC sensors sinusoidal voltage 11, 12, 13 are connected to the information input of the control system unit 14. The outputs of the control system unit 14 are connected to the control inputs of the variable sinusoidal voltage regulators 2, 3, 4, 5, 6 and reactive elements 7, 8, 9, and 10 ...

Дополнительная ветвь, состоящая из последовательного соединения выходных зажимов первого 2 и второго 6 дополнительных регуляторов синусоидального напряжения и реактивного элемента 7, подключена к выводам фазы А статического компенсатора мощности 1. При этом первый вывод реактивного элемента 7 соединен с первым выводом реактивного элемента 8, второй вывод реактивного элемента 7 соединен с первым выходным зажимом второго дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения 6, второй выходной зажим которого соединен с первым выходным зажимом первого дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения 2. Второй выходной зажим первого дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения 2 подключен к второму выходному зажиму регулятора переменного синусоидального напряжения 3. При этом входные зажимы второго дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения 6 подключены к выводам фазы А статического компенсатора мощности 1, а входные зажимы первого дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения 2 подключены к выводам фаз В и С статического компенсатора мощности 1, не соединенным с общей точкой нейтрали О источников А, В и С. Управляющие входы дополнительных регуляторов переменного напряжения 2 и 6, а также реактивного элемента 7 соединены с соответствующими выходами блока системы управления 14. Таким образом, структурно статический компенсатор мощности 1 может быть представлен тремя блоками 15, 16 и 17 представляющими соответственно фазу А, В и С. В состав блока 15 входят дополнительные регуляторы переменного синусоидального напряжения 2, 6, регулятор переменного синусоидального напряжения 3, два реактивных элемента 7 и 8 и датчик переменного синусоидального напряжения И. В состав блока 16 входит регулятор переменного синусоидального напряжения 4, реактивный элемент 9 и датчик напряжения 12. В состав блока 17 входит регулятор переменного синусоидального напряжения 5, реактивный элемент 10 и датчик переменного синусоидального напряжения 13.An additional branch, consisting of a series connection of the output terminals of the first 2 and second 6 additional sinusoidal voltage regulators and the reactive element 7, is connected to the terminals of phase A of the static power compensator 1. In this case, the first terminal of the reactive element 7 is connected to the first terminal of the reactive element 8, the second terminal of the reactive element 7 is connected to the first output terminal of the second additional sinusoidal voltage regulator 6, the second output terminal of which is connected to the first output terminal of the first additional sinusoidal voltage regulator 2. The second output terminal of the first additional sinusoidal voltage regulator 2 is connected to the second output terminal of the AC regulator sinusoidal voltage 3. In this case, the input terminals of the second additional regulator of alternating sinusoidal voltage 6 are connected to the terminals of phase A of the static power compensator 1, and the input terminals The modes of the first additional regulator of alternating sinusoidal voltage 2 are connected to the terminals of phases B and C of the static power compensator 1, not connected to a common neutral point O of sources A, B and C. Control inputs of additional regulators of alternating voltage 2 and 6, as well as reactive element 7 are connected with the corresponding outputs of the control system unit 14. Thus, structurally, the static power compensator 1 can be represented by three blocks 15, 16 and 17, respectively, representing phases A, B and C. Unit 15 includes additional sinusoidal voltage regulators 2, 6, a regulator alternating sinusoidal voltage 3, two reactive elements 7 and 8 and a sensor of alternating sinusoidal voltage I. The unit 16 includes an alternating sinusoidal voltage regulator 4, a reactive element 9 and a voltage sensor 12. Unit 17 includes an alternating sinusoidal voltage regulator 5, a reactive element 10 and sensor AC sinusoidal voltage 13.

Статический компенсатор мощности 1, изображенный на фиг. 1 работает следующим образом.The static power compensator 1 shown in FIG. 1 works as follows.

Регулирование реактивной мощности в каждой из фаз статического компенсатора мощности 1 осуществляется аналогичным образом, как и в схеме прототипа. Оно осуществляется блоком системы управления 14 в фазах А, В и С за счет управления напряжениями на выходах регуляторов переменного синусоидального напряжения 3, 4 и 5 соответственно. При этом управление напряжениями на каждом из реактивных элементов 8, 9 и 10, приводит к регулированию лишь реактивной мощности в соответствующей фазе. Характер регулируемой реактивной мощности в фазе статического компенсатора мощности 1 зависит от типа реактивного элемента (индуктивного или емкостного). При этом управление реактивными мощностями в каждой из фаз компенсатора мощности 1 происходит независимо по каждой из фаз и не сказывается на величинах реактивных мощностей соседних фаз.The regulation of reactive power in each of the phases of the static power compensator 1 is carried out in the same way as in the prototype circuit. It is carried out by the control system unit 14 in phases A, B and C by controlling the voltages at the outputs of the alternating sinusoidal voltage regulators 3, 4 and 5, respectively. In this case, the control of voltages on each of the reactive elements 8, 9 and 10 leads to the regulation of only reactive power in the corresponding phase. The nature of the controlled reactive power in the phase of the static power compensator 1 depends on the type of reactive element (inductive or capacitive). In this case, the reactive power control in each of the phases of the power compensator 1 occurs independently for each of the phases and does not affect the values of the reactive powers of the adjacent phases.

Подключение к фазе А компенсатора мощности 1 дополнительной ветви, изображенной на фиг. 2 А) приводит к тому, что напряжение на реактивном элементе 7 в дополнительной ветви фазы А компенсатора мощности 1 имеет фазовый сдвиг относительно напряжения Uao фазы А.Connection to phase A of the power compensator 1 of the additional branch shown in FIG. 2 A) leads to the fact that the voltage on the reactive element 7 in the additional branch of phase A of the power compensator 1 has a phase shift relative to the voltage Uao of phase A.

Это возникает за счет того, что напряжение на реактивном элементе U7 определяется векторной суммой напряжений Uao фазы А и напряжений U6 и U2 на выходах двух дополнительных регуляторов синусоидального напряжения 6 и 2. В зависимости от величин и знаков напряжений U6 и U2, напряжение U7 на реактивном элементе 7 может изменять свое положение на векторной диаграмме фиг. 2 В). В случае применения в качестве реактивного элемента конденсатора, как видно из фиг. 2 В), вектор тока 1а будет опережать вектор напряжения U7 на 90 электрических градусов. Необходимо отметить, что ток 1а, протекающий в фазе А, в рассматриваемом случае, будет опережать напряжение фазы А больше, чем на 90 электрических градусов, что свидетельствует о передаче активной мощности в фазу А. Величина этой активной мощности может регулироваться за счет управления напряжениями U6 и U2 на выходах регуляторов переменного синусоидального напряжения 2 и 6 переменного синусоидального напряжения. Очевидно, что в этом случае, наличие дополнительной, подключаемой в фазу А ветви, обеспечивает обмен активными мощностями между фазами. Анализ электромагнитных процессов в дополнительной ветви позволяет получить выражения, определяющие зависимости полных мощностей каждой из фаз компенсатора мощности 1, в зависимости от выходных напряжений U6 и U2 дополнительных регуляторов переменного синусоидального напряжения 6 и 2 соответственно:This occurs due to the fact that the voltage on the reactive element U7 is determined by the vector sum of the voltages Uao of phase A and the voltages U6 and U2 at the outputs of two additional sinusoidal voltage regulators 6 and 2. Depending on the values and signs of voltages U6 and U2, the voltage U7 on the reactive element 7 can change its position in the vector diagram of FIG. 2 B). In the case of using a capacitor as a reactive element, as can be seen from FIG. 2 V), the current vector 1a will be ahead of the voltage vector U7 by 90 electrical degrees. It should be noted that the current 1a flowing in phase A, in this case, will be ahead of the voltage of phase A by more than 90 electrical degrees, which indicates the transfer of active power to phase A. The value of this active power can be regulated by controlling the voltages U6 and U2 at the outputs of the AC sinusoidal voltage regulators 2 and 6 of the AC sinusoidal voltage. Obviously, in this case, the presence of an additional branch connected to phase A ensures the exchange of active powers between the phases. Analysis of electromagnetic processes in the additional branch allows one to obtain expressions that determine the dependences of the total powers of each phase of the power compensator 1, depending on the output voltages U6 and U2 of additional sinusoidal voltage regulators 6 and 2, respectively:

где, Ка=U2/Uao - относительное напряжение на выходе второго дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения 2;where, Ka = U2 / Uao is the relative voltage at the output of the second additional regulator of alternating sinusoidal voltage 2;

Кв=U6/Ucb - относительное напряжение на выходе первого дополнительного регулятора переменного синусоидального напряжения 6;Kv = U6 / Ucb - relative voltage at the output of the first additional regulator of alternating sinusoidal voltage 6;

Uao - напряжение фазы А регулятора мощности 1;Uao - voltage of phase A of power regulator 1;

Sa, Sb, Sc - полные мощности в фазах А, В, С регулятора мощности 1;Sa, Sb, Sc - total powers in phases A, B, C of power regulator 1;

Sx - полная мощность реактивного элемента X;Sx is the total power of the reactive element X;

X - модуль емкостного сопротивления реактивного элемента 7 дополнительной ветви.X is the modulus of the capacitive resistance of the reactive element 7 of the additional branch.

Изменение характера реактивного элемента 7 с емкостного на индуктивный приводит к изменению соотношений для полных мощностей в фазах А, В и С компенсатора мощности 1:Changing the nature of the reactive element 7 from capacitive to inductive leads to a change in the ratios for the total powers in phases A, B and C of the power compensator 1:

Анализ приведенных соотношений для полных мощностей фаз А, В и С показывает, что за счет управления коэффициентами Ка и Кв, а также характером и величиной реактивного сопротивления можно осуществлять необходимый регулируемый направленный обмен активными мощностями между различными фазами регулятора мощности 1. Так, например, при использовании в качестве реактивного элемента конденсатора и Ка=1 осуществляется передача активной мощности из фазы С в В. При этом величину обмена активными мощностями между фазами С и В будет определять коэффициент Кв. Изменение характера реактивного элемента 7 с емкостного на индуктивный при Ка=1 будет оказывать влияние на направление обмена активной мощности из фазы В в фазу С. При этом фаза А в обоих случаях в обмене активными мощностями меду фазами В и С не участвует.Analysis of the above ratios for the total powers of phases A, B and C shows that by controlling the coefficients Ka and Kv, as well as the nature and magnitude of the reactance, it is possible to carry out the necessary controlled directional exchange of active powers between the various phases of the power regulator 1. For example, with using a capacitor and Ka = 1 as a reactive element, active power is transferred from phase C to B. In this case, the value of the exchange of active power between phases C and B will be determined by the coefficient Kv. The change in the nature of the reactive element 7 from capacitive to inductive at Ka = 1 will affect the direction of the exchange of active power from phase B to phase C. In this case, phase A in both cases does not participate in the exchange of active powers between phases B and C.

При использовании в качестве реактивного элемента 7 конденсатора, и Ка=0 и Кв=1 активная мощность из фазы С передается в фазу А, а фаза В в обмене активными мощностями участвовать не будет. При изменении характера реактивного элемента 7 с емкостного на индуктивный и сохранении соотношений Ка=0 и Кв=1, направление обмена активными мощностями между фазами А и С изменяется на противоположный. В этом случае фаза А передает активную мощность в фазу С, а фаза В обмене активными мощностями участвовать опять не будет.When using a capacitor as a reactive element 7, and Ka = 0 and Kv = 1, the active power from phase C is transferred to phase A, and phase B will not participate in the exchange of active powers. When changing the nature of the reactive element 7 from capacitive to inductive and maintaining the relationship Ka = 0 and Kv = 1, the direction of the exchange of active powers between phases A and C changes to the opposite. In this case, phase A transfers active power to phase C, and phase In the exchange of active powers again will not participate.

Осуществлять обмен активными мощностями между фазами А и В, исключив при этом фазу С можно задав коэффициенты Ка=0 и Кв=-1. При этом направление обмена активными мощностями между фазами А и В можно также менять, изменяя характер реактивного элемента 7 с емкостного на индуктивный, как и ранее рассмотренном случае.It is possible to exchange active powers between phases A and B, excluding phase C, by setting the coefficients Ka = 0 and Kv = -1. In this case, the direction of the exchange of active powers between phases A and B can also be changed by changing the nature of the reactive element 7 from capacitive to inductive, as in the previously considered case.

При Ка отличном от 0 или 1, в обмене активными мощностями участвуют все три фазы. При этом величина Ка определяет уровень обмена активными мощностями между фазами, а характер реактивного элемента 7 определяет направление обмена мощностями между фазами статического компенсатора мощности 1.When Ka is different from 0 or 1, all three phases are involved in the exchange of active powers. In this case, the value of Ka determines the level of exchange of active powers between the phases, and the nature of the reactive element 7 determines the direction of the exchange of power between the phases of the static power compensator 1.

Как видно из приведенных соотношений для полных мощностей, изменение коэффициентов Ка и Кв оказывает также синхронное влияние и на обмен реактивными мощностями между фазами статического компенсатора мощности 1.As can be seen from the above ratios for the total powers, the change in the coefficients Ka and Kw also has a synchronous effect on the exchange of reactive power between the phases of the static power compensator 1.

Приведенная на фиг. 1 схема компенсатора мощности 1 позволяет независимо задавать требуемый обмен активными мощностями между фазами А, В и С компенсатора мощности за счет управления коэффициентами Ка и Кв дополнительных регуляторов синусоидального напряжения 6 и 2 и характером реактивного элемента 7. Поскольку эти коэффициенты задают величины реактивных мощностей в фазах А, В и С и они будут иметь фиксированные значения при определенных значениях Ка, Кв и X, то независимое регулирование суммарных реактивных мощностей по фазам А, В и С реализуется с помощью управления регуляторами переменного напряжения 3, 4, 5 и реактивными элементами 8, 9, 10 в соответствующих фазах компенсатора мощности 1.Shown in FIG. 1, the circuit of the power compensator 1 allows you to independently set the required exchange of active power between phases A, B and C of the power compensator by controlling the coefficients Ka and Kw of additional sinusoidal voltage regulators 6 and 2 and the nature of the reactive element 7. Since these coefficients set the values of reactive powers in phases A, B and C and they will have fixed values at certain values of Ka, Kv and X, then the independent regulation of the total reactive powers in phases A, B and C is implemented by controlling the AC voltage regulators 3, 4, 5 and reactive elements 8, 9, 10 in the corresponding phases of the power compensator 1.

Таким образом, использование совокупности признаков заявляемого изобретения позволяет регулировать как реактивную, так и активную мощности в точке подключения статического компенсатора мощности 1 к линии электропередачи.Thus, the use of a set of features of the claimed invention allows you to adjust both reactive and active power at the point of connection of the static power compensator 1 to the power line.

Claims

1. A three-phase static power compensator connected to the phase terminals of a three-phase AC sinusoidal voltage network, one or more phases of which is a branch containing a series connection of the reactive element and the output terminals of the AC sinusoidal voltage regulator, while the first terminal of the reactive element is connected to the first phase terminal of the static power compensator, and the second output of the reactive element is connected to the first output terminal of the AC sinusoidal voltage regulator, and the second output of the AC voltage regulator is connected to the second output of the phase of the static power compensator, and voltage sensors are connected in parallel to the outputs of the phases of the static power compensator, their outputs are connected to the inputs the control system unit that controls the variable sinusoidal voltage regulators in the phases of the static power compensator and ensures the formation of the required voltages on their reactive elements, and the input terminals of the variable sinusoidal voltage regulators are connected to the phase terminals of the static power compensator, characterized in that an additional branch is connected in parallel to the terminals of one of the phases of the static power compensator, consisting of a series connection of the output terminals of two additional sinusoidal voltage regulators and a reactive element, while the input terminals of the first additional sinusoidal voltage regulator are connected to the phase terminals of the static power compensator, in parallel to which the additional branch is connected, and the input terminals of the second additional sinusoidal voltage regulator are connected to the other two phases of the static power compensator, and the control of two additional AC regulators sinusoidal voltage is provided by the control system unit.

2. Static power compensator according to claim 1, characterized in that the reactive elements of one or more phases of the static power compensator are made controllable with the ability to regulate their reactance and change its nature, while the controlled reactive elements are controlled by the control system unit.