Устройство для подключения конденсаторной батареи

Устройство для подключения конденсаторной батареи

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ КОНДЕНСАТОРНОЙ БАТАРЕИ, содержащее два основных тиристора, выводы для подключения Фазовых конденсаторов, первый и третий из которых подсоединены через основные тиристоры, а второй непосредственно к соответствующим выводам для подключения фазовых нагрузок, блоки включения основных тиристоров, два последовательно соединенных разрядных резистора , подключенных раздельными выводами к катодам основных тиристоров, а общим выводом - к второму выводу для подключения фазовых конденсаторов , трансформатор напряжения, вторичные обмотки которого подключены к блокам включения основных тиристоров , отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено двумя зарядными диодами и последовательно соединенными с ними токоограничивающими резисторами, двумя дополнительньми основными тиристорами с блоками их включения и дополнительным трансформатором напряжения , а каждый из блоков включения дополнительных основных тиристоров содержит вспомогательный тиристор, динистор, сглаживающий фильтр и выпрямитель , причем токоограничйвающие резисторы подсоединены одними концами соответственно к первому и третьему выводам для подключения фазовых конденсаторов, а другими концами - к анодам зарядных диодов, тоды которых подсоединены к анодам соответствующих основных тиристоров, встречно-параллельно которым подключены дополнительные основные тиристоры , управляющие электроды которых через вспомогательные тиристоры и i сглаживающие Фильтры поддлючены к выходам выпрямителей, при этом входы этих выпрямителей соединены с втою ic : :о эо ричными обмотками. дополнительного трансформатора напряжения, первичная обмотка которого подключена к выводам для подключения фазовых нагрузок , кроме того, управляющие электроды вспомогательных тиристоров подключены через динисторы и сглаживаю-, щие фильтры -к выходам соответствующих выпрямителей.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

M51) Н 02 Т

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ГО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 21 ) 3593174/24-07 (22) 18.05.83 (46 ) 15.11.84. Бюл. Р 42 (72 ) Т.И.Ардашников и А.А.Аржаков (71) Центральный научно-исследовательский и проектно-конструкторский институт механизации и энергетики лесной промышленности (53) 621.373.5 (088.8) (56) 1..Бородулин A.Ì. и др. Конденсаторные установки электрофицированных железных дорог переменного тока. M., "Транспорт", 1976, с. 113.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 389626, кл. Н 03 К 17/56, 1972.

3. Авторское свидетельство СССР

9 1023520, кл. Н 02 J 3/18, 1983. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДКЛЮЧЕНИЯ

КОНДЕНСАТОРНОЙ BATAPEHr содержащее два основных тиристора, выводы для подключения Фазовых конденсаторов, первый и третий из которых подсое- . динены через основные тиристоры, а второй непосредственно к соответствующим выводам для подключения фазовых нагрузок, блоки включения основных тиристоров, два последовательно соединенных разрядных резисто. ра, подключенных раздельными выводами к катодам основных тиристоров, а общим выводом — к второму выводу для подключения фазовых конденсаторов, трансФорматор напряжения, вторичные обмотки которого подключены к блокам включения основных тиристоров, о т л и ч а ю щ е е с я

9,ЯО„„А тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно снабжено двумя зарядными диодами и последовательно соединенными с ними токоограничивающими резисторами, двумя дополнительными основными тиристорами с блоками их включения и дополнительным трансформатором напряжения, а каждый из блоков включения дополнительных основных тиристоров. содержит вспомогательный тиристор, динистор, сглаживающий фильтр и выпрямитель, причем токоограничивающие резисторы подсоединены одними концами соответственно к первому и третьему выводам для подключения фазовых конденсаторов, а другими кон- Е

Р цами — к анодам зарядных диодов, катоды которых подсоединены к анодам соответствующих основных тиристоров, встречно-параллельно которым подключены дополнительные основные тиристоры, управляющие электроды которых Я через вспомогательные тиристоры и сглаживающие Фильтры подключены к выходам выпрямителей, при этом входы этих выпрямителей соединены с вторичными обмотками.дойолнительного трансформатора напряжения, первичная обмотка которого подключена к выводам для подключения фазовых нагрузок, кроме того, управляющие электро ды вспомогательных тиристоров подключены через динисторы и сглаживаю-. щие фильтры .к выходам соответствующих выпрямителей °

1124398

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах для подключения к электрической сети трехфазных конденсаторов большой емкости;

Известно устройство для подключения конденсаторной батареи к сети переменного тока через токоограничивающие резисторы, с:целью исключения бросков тока при включении (1) .

Недостатком такого устройства яв- 10 ляется наличие бросков свободного тока при последующем шунтировании токоограничивающих резисторов.

Известно также устройство для подключения к сети переменного тока 15 конденсаторной батареи без бросков свободного тока, включающее силовые тиристорные коммутаторы и блоки включения силовых тиристоров в моменты времени, когда напряжение на них равно нулю (2J .

Недостаток данного устройства сложность блока управления, содержащего блокинг-генератор и измерительный трансформатоР напряжения, Работающий с большой постоянной составляющей магнитного потока.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для подключения . конденсаторной батареи, содержащее два основных тиристора, выводы для подключения фазовых конденсаторов, первый и третий из которых подсоединены через основные тиристоры, а второй непосредственно к соответствующим выводам для подключения фазовых нагрузок, блоки включения основных тиристоров, два последовательно соединенных разрядных резистора, подключенных раздельными выводами к катодам основных тиристоров, а общим 40 выводом — к второму выводу для подключения фазовых конденсаторов, и трансформатор напряжения, вторичные обмотки которого подключены к блокам включения основных тиристоров (3) . 45

Однако известное устройство применимо лишь когда входы силовых коммутаторов постоянно находятся под напряжением сети. В случае же, если входы силовых коммутаторов отключаются от напряжения сети, как это имеет место, например, при индивидуальной емкостной компенсации асинхронных электродвигателей, расположенных далеко от пускателей, конденсаторная батарея разряжается через разрядные резисторы. Затем при повторном подключении к сети (если знак хотя бы одного или двух линейных напряжений сети, прилагаемых к диоднотиристорным коммутаторам, совпадает 60 с проводящим направлением .диодов) происходит бросок свободного тока через батарею и диод. Вероятность такого режима составляет 2/3. При

I большой частоте включений конденса-. 65 .i торная батарея быстро выйдет из строя, т.е. устройство в этих режимах не обеспечивает подключения батареи без бросков. свободного тока. Бель изобретения — расширение функциональных возможностей устрой,ства.

Поставленная цель достигается тем, что устройство для подключения конденсаторной -батареи, содержащее два основных тиристора, выводы для подключения фазовых конденсаторов первый и третий из которых подсоединены через основные тиристоры, а второй непосредственно к соответствующим выводам для подключения фазовых нагрузок, блоки включения основных тиристоров, два последовательно соединенных разрядных реэисторар подключенных раздельными выводами к катодам основных тиристоров, а общим выводом — к второму выводу для подключения фазовых конденсаторов, и трансформатор напряжения; вторич" ные обмотки которого подключены к блокам включения основных тиристоров, снабжено двумя зарядными диодами .и последовательно соединенными с ними токоограничивающими резис— торами, двумя дополнительными основными тиристорами с блоками их включения, каждый из которых содержит вспомогательный тиристор, динистор, сглаживающий фильтр, выпрямитель, и дополнительным трансформатором напряжения, причем токоограничивающие резисторы подсоединены одними концами соответственно к пер" вому и третьему выводам для подключения фазовых конденсаторов, а другими концами — к анодам соответствующих основных тиристоров, встречно-параллельно которым подключены дополнительные основные тиристоры, управляющие электроды которых через вспомогательные тиристоры и сглаживающие фильтры подключены к выходам выпрямителей, при этом входы этих выпрямителей соединены c вторичными обмотками дополнительного трансформатора напряжения, первичная обмотка которого подключена к выводам для подключения фазовых нагрузок, кроме того, управляющие электроды всмопогательных тиристоров подключены через динисторы и сглаживающие фильтры к выходам соответствующих вы" прямителей.

На фиг.1 приведена принципиальная электрическая схема устройства для подключения конденсаторной батареи.

Устройство содержит аппарат 1 подключения устройства к трехфазной сети, выводы для подключения фазовых конденсаторов 2 — 4 конденсатора ной батареи, один из которых подключен к выводу С для нодключения

1124398 фазовой нагрузки непосредственно, а . два других к выводам А и B через дополнительные основные тиристоры 5 и основные тиристоры 6, включенные встречно-параллельно, разрядные резисторы 7, блоки 8 включения основных тиристоров 6, включающие, напри.мер, выпрямители 9 и сглаживающие конденсаторы 10, вспомогательные тиристоры 11, ограничительные резисторы 12, трансформаторы 13 тока, эашунтированные диодом 14 и конденсаторами 15, а также шунтирующие управляющие электроды основных тиристоров б диоды 16 и конденсаторы 17 и трансформатор 18 напряжения, первичная обмотка которого запитана напряжением обратной связи, а вторичные обмотки соединены.с входами выпрямителей 9. Кроме того, устройство содержит зарядные диоды 19 и последовательно соединенные с ними токоограничивающие резисторы 20, блоки 21 управления дополнительными основными тиристорами 5, включающие вспомогательные тиристоры 22, динисторы 23, сглаживающие фильтры, состоящие из резисторов 24, 25 и конденсаторов 26, 27, выпрямители 28, выходы которых. подключены к сглаживающим фильтрам, а входы — к вторичным обмоткам дополнительного трансформатора 29 напряжения, первичная обмотка которого подключена к выход ным клеммам аппарата 1. Помимо этого, устройство имеет диоды 30 и конденсаторы 31, шунтирующие управляющие электроды дополнительных основных тиристоров 5, а также токоограничивающие резисторы 32 в цепях управляющих электродов вспомогательных тиристоров 22. Для защиты от черезмерной скорости нарастания напряжения тиристоры 5 и 6 зашунтироваиы демпфирующими 3С цепочками 3334. Для контроля тока конденсаторной батареи служат амперметр 35 и трансформатор 36 тока.

Устройство для подключения конденсаторной батареи работает следую,щим образом.

При подключении установки к сети аппаратом 1 тиристоры 5 и 6 закрыты и происходит зарядка конденсаторной батареи 2 — 4 однополупериодным током через диоды 19 и резисторы 20.

Одновременно с зарядкой конденсаторной.батареи 2 — 4 происходит постепенное нарастание напряжения на конденсаторах 27, подаваемого от трансформатора 29 через выпрямители 28 и Фильтры, и, когда величина этого напряжения достигает напряжения включения динисторов 23, по цепям управления вспомогательных тиристоров 22 течет ток, эти тиристоры включаются и включают дополнительные основные тиристоры 5, которые шунтируют диоды 19 и резисторы 20 цепей зарядки. Сопротивление резисторов 20 выбирается таким, чтобы ток зарядки не превышал номинального тока конденсаторной батареи, а постоянная времени ее зарядки составляла поряд ка 0,1 с. Напряжение вторичной обмотки трансформатора 29, сопротивление резисторов 24 и 25, емкость кон10 денсаторов 26 и 27 и напряжение включения динисторов 23 подбираются так, чтобы после подключения устройства к сети тиристоры 22 включились через время не меньше трех постоянных времени зарядки конденсаторной батареи (т.е. в пределах 0,3 c), достаточное для зарядки батареи 2 — 4 малым током до напряжения сети порядка

0,995 от амплитудного значения. Далее тиристоры 5, цепи управления которых находятся под током, работают как неуправляемые диоды. Пока трансформатор 18, питающий цепи управления основных, тиристоров 6, отключен

25 от напряжения обратной связи, основ-. ные тиристоры 6 отключены и конденсаторы 2 и 3 батареи заряжены через дополнительные основные тиристоры 5 до амплитуды линейного напряжения сети. Напряжение на конденсаторе 4 близко к нулю, а на закрытых основных тиристорах 6 колеблется каждый период сетевого напряжения от нуля до двойного амплитудного значения линейного напряжения сети.

Таким образом, конденсаторная батарея 2 — 4 отключена от сети. В течение всего периода, когда соответствующее напряжение сети меньше напряжения на конденсаторе 2 или 3, 40 последние разряжаются через резисторы 7 с постоянной времени разряда порядка нескольких (до 5) секунд.

За время одного периода напряжения сети конденсаторы 2 и 3 разряжаются

45 на несколько (до 10) вольт и, когда величина соответствующего напряжения сети превышает значение напряжения на этих конденсаторах, тиристоры 5 открываются и конденсаторы 2

50 и 3 подзаряжаются до амплитуды напряжения сети. Так происходит каждый период сетевого напряжения. Импульсы токов подзарядки соответствуют тем моментам времени, когда напряжение на основных тиристорах 6 равно .нулю и вновь начинает возрастать.

Импульсы токов подэарядки со вторичных обмоток трансформаторов 13 тока подаются на управляющие электроды вспомогательных тиристоров 11 и, при

60 подключении трансформатора 18 к напряжению обратной связи, эти тиристоры включаются импульсами таков подзарядки и включают основные тиристоры б. При этом конденсаторная

65 батарея 2 — 4 подключается к сети

1124398

ВНИИПИ Заказ,, 8294/43 Тираж 613 Подписное

Филиал. ППП "Патент", г Ужгород, ул.Проектная, 4 без экстратоков. После подключения батареи через трансформаторы тока 13 протекают ее номинальные токи.

Диоды 14 шунтируют цепи управления вспомогательных тиристоров 11 от обратных напряжений. Пока трансформатор 5

18 подключен к напряжению обратной связи, напряжение на анодах вспомогательных тиристоров 11 не спадает до нуля и эти тиристоры не отключаются.

Таким образом, предварительный 10 заряд. конденсаторной батареи одноЯ Е С,полупериодным током перед ее включением в трехфазную сеть за счет применения в устройстве зарядных цепей и дополнительных основных тиристоров с их блоками управления позволяет подавать напряжение трехАазной сети на конденсаторную батарею без бросков свободного тока с большой частотой включения и тем самым расширить функциональные возможности устрой» ства.