Керований фільтрокомпенсуючий пристрій

Керований фільтрокомпенсуючий пристрій, що містить регульований реактор, діодні модулі у складі індуктивно-напівпровідникового регулятора, підключені паралельно трифазній мережі, який відрізняється тим, що паралельно мережі та індукційно-ємнісній ланці регульований реактор підключений через транзисторно-діодний модуль, а другий транзисторно-діодний модуль зашунтований індуктивністю. (19) (21) u201008647 (22) 12.07.2010 (24) 10.02.2011 (46) 10.02.2011, Бюл.№ 3, 2011 р. (72) ЖУК ОЛЕКСАНДР КИРИЛОВИЧ, ЖУК ДМИТРО ОЛЕКСАНДРОВИЧ, ЗАПАЛЬСЬКИЙ ВОЛОДИМИР МИКОЛАЙОВИЧ (73) НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ КОРАБЛЕБУДУВАННЯ ІМЕНІ АДМІРАЛА МАКАРОВА 3 но-ємнісного резонансного фільтра, що дозволяє виділяти з мережі основну гармоніку, і регульованого реактора. Останній зашунтовано транзисторно-діодним модулем і підключено паралельно до ланки резонансного фільтра через аналогічний модуль. При такому з'єднанні елементів схема дає можливість практично повної компенсації реактивної потужності, генерованої в мережі, та забезпечує підвищення cos за рахунок високої швидкодії регулювання струму компенсатора. Запропоноване схемне рішення забезпечує підвищення якості роботи компенсатора, дає розширення частотного діапазону регулювання, підвищення швидкодії у порівнянні з прототипом до 10 разів діоднотранзисторних модулів та поліпшення динамічних характеристик пристрою. Корисна модель ілюструється малюнком, де показано принципову схему керованого фільтрокомпенсуючого пристрою. В схемі прийняті наступні позначення: 1 - джерело живлення; 2 - індуктивний елемент; напівпровідниковий модуль з діодами 3, 4, 5, 6, з'єднаних в модуль 7, який під'єднаний до живлячої мережі. В діагональ модуля 7 підключений транзистор 8, а також напівпровідниковий модуль з діодами 9, 10, 11, 12, з'єднаними в модуль 13, в діагональ якого теж підключений транзистор 14, резонансний LCфільтр 15, складений з ємності 16, та індуктивності 17, регульований реактор 18, підключений паралельно до нелінійного навантаження 19. При виготовленні керованого фільтрокомпенсуючого пристрою за винайденою схемою можуть використовуватись, наприклад, транзисторні IGBT модулі марок SKM 111...153, SKM 152GA...SKM 100GAL (Semikron International), дроселі і конденсатори марок SKU HRL005H...SKU HRL130L (Automation Direct) і CC-500-XX...CCPF-64-00 (Lumina Power, inc.). Пристрій працює таким чином. Резонансний індуктивно-ємнісний фільтр 15, який з'єднаний паралельно з регульованим реактором 18, забезпечує зниження гармоніки струму на частоті, на яку він налаштований (як правило, це вища гармоніка найнижчого порядку, що генерується нелінійним навантаженням 19, в якості якого може виступати напівпровідниковий перетворювач (ТПС - 400-460 - Р3 - ОМ 4)). Отже, відповідна гармоніка в складі напруги джерела 1 повніс 57063 4 тю усувається. Одночасно дещо знижуються амплітуди вищих гармонік близьких порядків в напрузі джерела 1 та індуктивного елемента мережі 2. Ввімкнений послідовно з регульованим реактором 18 транзисторно-діодний модуль 7, що складається з елементів: транзистора 8, діодів 3, 4, 5, 6 дає можливість регулювання струму в реакторі 18 та забезпечує збільшення швидкодії пристрою, в цілому за рахунок високої швидкодії діоднотранзисторних модулів 7, 13, як при компенсації вищих гармонік, так і при компенсації реактивної потужності на основній гармоніці. Модуль 13, що складається з елементів: транзистора 14, діодів 9, 10, 11, 12 вмикається при подачі керуючого імпульсу на базу транзистора 14, при вимиканні модуля 7 (через півперіоду) керуючим імпульсом поданим на базу транзистора 8 підключеного до мережі живлення і відповідно до резонансно індуктивноємнісного фільтра 15 та регульованого реактора 18. Останній забезпечує змінювання повного опору компенсатора і тим самим регулювання реактивної потужності, генерованої в мережі. Максимальна ефективність роботи пристрою досягається при роботі модулів 7, 13 в режимі широтноімпульсної модуляції. Дана схема, на відміну від прототипу, дає можливість оперативної та практично повної компенсації реактивної потужності, генерованої в мережі, та забезпечує cos, близький до одиниці, за рахунок підвищення до 10 разів швидкодії діоднотранзисторних модулів. Робота трифазного регульованого статичного компенсатора, виконаного за винайденою схемою, дозволяє значно підвищити якість електричної енергії в мережі живлення за рахунок зниження рівнів окремих вищих гармонік напруги та реактивної потужності на основній гармоніці, підвищити швидкодію та динамічні характеристики компенсатора, забезпечити відповідність інтегрального показника якості електроенергії- коефіцієнта несинусоїдальності напруги мережі нормам, встановленим світовими стандартами, наприклад ГОСТ 1310997, IEEE 519, EN 50160, AS 2279, G5/3, ICO9001 та ін. Використання транзисторнодіодного модуля в якості основних елементів дозволяє розширити технологічні можливості виготовлення високоефективних, економічних та компактних пристроїв підвищення якості електроенергії з можливістю широкої області використання. 5 Комп’ютерна верстка А. Рябко 57063 6 Підписне Тираж 23 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601