Система регулювання статичного тиристорного компенсатора

Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования в системах компенсации реактивной мощности быстроизменяющихся нагрузок. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой является система пофазного регулирования статического тиристорного компенсатора, содержащая систему пофазного управления, на входы которой включены выходы регулятора, а выходы подключены к управляющим выводам тиристорных блоков статического тиристорного компенсатора и поваляющая осуществлять независимое регулирование тиристорных блоков по фазам [1]. Эта система регулирования не позволяет осуществлять принудительное зажигание тиристоров в случае появления на них недопустимых перенапряжений, вследствие чего приходится увеличивать количество тиристоров в плечах тиристорных блоков до уровня, определяемого коммутационными перенапряжениями на шинах присоединения статического тиристорного компенсатора. Это снижает надежность тиристорных блоков. В основу изобретения поставлена задача усовершенствования систему регулирования статического тиристорного компенсатора, обеспечив защиту тиристоров от перенапряжений путем использования принудительного зажигания тиристоров в момент появления опасных перенапряжений на выводах тиристорйого блока, что повышает в результате надежность работы устройства. Поставленная задача решается тем, что система регулирования статического тиристорного компенсатора, содержащая систему пофазного управления, подключенную выходами к управляющим выводам тиристоров компенсатора, а входами - к выходам регулятора, согласно изобретению, снабжена шестью делителями напряжения, подключенными между .силовыми выводами тиристорных блоков и выводами для подключения к земле, тремя устройствами сравнения и источником опорного напряжения. причем выходы делителей напряжения каждой фазы соединены с первым и вторым входами устройств сравнения, к третьим входам которых подключен источник опорного напряжения, Выходы устройств сравнения подключены к вторым входам системы пофазного управления, при этом устройство сравнения выполнено в виде двух согласующи х резисторов, первые выводы которых являются входами устройств сравнения, а вторые выводы соединены с входами формирователя напряжения на тиристорах, вы ход которогосоединен с входами двух формирователей модуля напряжения, выходы которых подключены к первому входу элемента сравнений, второй вход которого является третьим входом устройства сравнения, выход элемента сравнения через нуль-индикатор соединен с исполнительным элементом, являющимся выходом устройства сравнения. Введенные новые элементы - делители напряжения, устройства сравнения и опорного напряжения, позволяют осуществлять системе регулирования новую функцию -принудительное зажигание тиристоров в момент появления опасных перенапряжений на выводах тиристорного блока, что повышает а результате надежность работы. На фиг. 1 показана принципиальная схема статического тиристорного компенсатора и системы регулирования; на фиг.2 показана структурная схема устройства сравнения; на фиг. 3 - зона и принцип действия устройства; на фиг. 4 представлен принцип координации напряжений, воздействующи х на тиристорный блок, а на фиг. 5 приведен фрагмент осциллограммы тока реактора тиристорно-реакторной группы при срабатывании устройства. Статический тиристорный компенсатор содержит фильтрокомпенсирующую цепь 1, состоящую из конденсаторных батарей 2 и фильтровых реакторов 3, тиристорно-реакторную группу 4, соединенную в треугольник и состоящую из реакторов 5 и тиристорных блоков 6. систему пофазного управления 7, регулятор 8, три устройства сравнения 9, шесть делителей напряжения 10, источник опорногонапряжения 11. Тиристорно-реакторная группа и фильтрокомпенсирующая цепь подключены к шинам :А, В, С, сети переменного тока. На управляющие входы тиристорных блоков 6 включены выходы системы пофазного управления 7, на первые входы которой включены выходы регулятора 8. На вторые входы системы пофазного управления 7 включены выходы устройства сравнения 9. На первые два входа устройств сравнения 9 включены делители напряжения 10 каждой фазы соответственно. На третьи входы устройств сравнения 9 включен выход устройства опорного напряжения 11. Устройство сравнения 9 содержит защитные разрядники 12, два согласующие резистора 13, подводящие кабели 14, формирователь напряжения на тиристорах 15, формирователи модуля напряжения 16 и 17, элемент сравнения 18, нуль-индикатор 19. исполнительный элемент 20. Выходы делителей напряжения 10 подключены через согласующие сопротивления 13 и кабели 14 на выходы формирователя напряжения 15. Выход формирователя напряжения 15 через формирователи модуля напряжения 16 и 17 включен на один из входов элемента сравнения 18, на второй вход которого подключено устройство опорного напряжения 11. Выход элемента сравнения 18 включен через нуль-индикатор 19 и исполнительный элементно к системе пофазного управления 9. Устройство работает следующим образом. В зависимости от закона регулирования. задаваемого регулятором 8, изменяется угол регулирования тиристорного блока 6, что приводит к изменению тока реактора 5 каждой из фаз тиристорно-реакторной группы 4. При этом в нормальном режиме работы угол регулирования может принимать значения от 0 до -90°. В зависимости от значения угла регулирования а изменяется и форма напряжения DB. приложенного к тиристорным блокам 6 (см. фиг. 3), Во время бестоковых пауз Дт в фазах тиристорно-реакторной группы 4 к тиристорам может прикладываться не только напряжение сети, но и волны коммутационных или атмосферных перенапряжений, амплитуды которых находятся на уровне пределов срабатывания разрядников, установленных на шинах присоединения статического компенсатора. Как показали исследования, из-за разбросов характеристик разрядников в тиристорном блоке 6 приходиться устанавливать последовательно количество тиристоров, рассчитанное на амплитуду, примерно, двойного напряжения сети. В результате исследования влияния волн коммутационных (100 ´ 2 × 103 мкс. Uм = 2 о. е.) и атмосферных перенапряжений ( (1´ 40 мкс. Uм = 2 о. е.) на закрытые тиристорные блоки 6 установлено, что из-за наличия демпфирующих цепей и собственных емкостей скорость нарастания, при этом на отдельных тиристорах в обоих случаях не превышает 50 В/мкс, амплитуда - 2 о. е. . (расчеты приведены для тири-сторных блоков 35 кВ). Это делает возможным использовать для защиты тиристоров от перенапряжений принудительное зажигание тиристоров на основе координации напряжений, которая иллюстрируется на фиг. 4. Здесь: Uмp - максимальное рабочее напряжение: U3 - пороговое напряжение, задаваемое источником опорного напряжения 11; Uт напряжение при котором подается импульс зажигания на тиристор; Uв т - напряжения включения тиристора; t1 время задержки срабатывания контура защиты (устройств 9 и 7); t 1 -время включения тиристра. При расчетном значении скорости нарастания напряжения, полученном времени ti и существующих временах включения тиристоров їв возможно уменьшить количество последовательных тиристоров до уровня,который определяется только коммутационным выбросом при нормальной работе тиристорного блока 6 и неравномерностью распределения по отдельным тиристорам, учитывая некоторый запас. Устройство сравнения 9 подключено к выводам тиристорного блока 6 через активно емкостные делители напряжения 10 (фиг. 2). Постоянная времени делителей 10 напряжения должна обеспечивать минимальное искажение измеряемого импульса, пропорцинальное значение которого подается черезсогласующие резисторы 13 и измерительные кабели 14 на вход формирователя напряжения 15, который выполнен на тиристорном ключе. В зависимости от полярности измеряемого импульса срабатывает один из формирователей модуля напряжения 16 или 17. которые выполнены на основе операционных усилителей. В качестве элемента сравнения 18 использован серийный триггер. Исполнительный элемент 20 представляет собой.компаратор с открытым коллекторным выходом. Пример срабатывания устройства показан на рис.5. Здесь Uи - импульсная волна перенапряжения,. (a ср) принудительный угол включения тиристорного блока. При таком включении максимальное значение амплитуды тока может достигать 21a = 0 если угол включения а- -90°. Использование системы регулирования, обеспечивающей защиту тиристоров статического тиристорного компенсатора от перенапряжений путем принудительного зажигания тиристоров. позволит снизить количество последовательных тиристоров в блоке, примерно на 15-20%, что удешеви т его конструкцию. Такая система регулирования может быть применена к любым серийным тиристорным блокам и не требует выполнения специальной их конструкции, Она надежно работает при любых скоростях нарастания и мощностях импульсов перенапряжений.