Пристрій компенсації реактивної потужності

Реферат: Пристрій компенсації реактивної потужності містить коло з послідовно з'єднаних батарей конденсаторів і реактора, у вигляді котушки, що має гвинтову обмотку, а також пари зустрічнопаралельно з'єднаних тиристорів. Всередині котушки з обмоткою реактора коаксіально з повітряним прозором із можливістю переміщення уздовж осі реактора, встановлена додаткова котушка з гвинтовою обмоткою, що навита на діелектричну оболонку феритового стержня. Відношення кількості витків зовнішньої котушки до витків внутрішньої становить 5-10. Пристрій забезпечено додатковою парою зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, кожна з пар тиристорів підключена паралельно до однієї з котушок реактора, увімкнених назустріч одна до одної. UA 88724 U (12) UA 88724 U UA 88724 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі електроенергетики, зокрема до пристроїв компенсації реактивної потужності. Відомий пристрій реактивної потужності, у якому зміни величини індуктивності реактора, а отже, і потужності здійснюється за допомогою керованих вентилів, що включені послідовно з реактором [Веников В.А., Жуков Л.А., Карташов И.Я. Статические источники реактивной мощности в электрических сетях. - М.: Энергия, 1975. - с. 67]. При цьому значення індуктивності реактора може змінюватися від розрахункового тільки в бік збільшення (із збільшенням кута регулювання індуктивність буде зростати), що звужує діапазон регулювання реактивної потужності. Відомий також пристрій компенсації реактивної потужності, що включає коло з послідовно з'єднаних батарей конденсаторів і реактора, у вигляді котушки, що має гвинтову обмотку, а також пари зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, причому пара зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів підключена паралельно реактору [Патент UA № 2475916, H02J 3/18, 2013]. Використання даного пристрою характеризується низькою ефективністю компенсації реактивної потужності через недостатній діапазон регулювання реактивної потужності, в результаті чого зменшення електроспоживання навантаження незначне. Задача даної корисної моделі полягає у вдосконаленні пристрою компенсації реактивної потужності шляхом зміни складу його елементів забезпечення їх спеціального зв'язку один з одним, в результаті чого забезпечується розширення діапазону регулювання реактивної потужності та підвищення ефективності її компенсації для зниження електроспоживання навантаження у колі, у якому встановлено пристрій. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої компенсації реактивної потужності, що містить коло з послідовно з'єднаних батарей, конденсаторів і реактора у вигляді котушки, що має гвинтову обмотку, а також пари зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, згідно з корисною моделлю, всередині котушки з обмоткою реактора коаксіально із повітряним прозором та з можливістю переміщення уздовж осі реактора, встановлена додаткова котушка з гвинтовою обмоткою, що навита на діелектричну оболонку феритового стержня, причому відношення кількості витків зовнішньої котушки до витків внутрішньої котушки становить 5-10, а пристрій забезпечено додатковою парою зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, при цьому кожна з пар тиристорів підключена паралельно до однієї з котушок реактора, які увімкнені назустріч одна до одної. Запропоновані параметри отримані шляхом дослідження. Відмінністю запропонованого пристрою від найбільш близького з аналогів є установка всередині котушки з обмоткою реактора коаксіально з повітряним прозором та з можливістю переміщення уздовж осі реактора, додаткової котушки з гвинтовою обмоткою, що навита на діелектричну оболонку феритового стержня, причому відношення кількості витків зовнішньої котушки до витків внутрішньої котушки становить 5-10, а пристрій забезпечено додатковою парою зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, при цьому кожна з пар тиристорів підключена паралельно до однієї з котушок реактора, які увімкнені назустріч одна до одної. Технічним результатом від застосування запропонованого пристрою у порівнянні з найбільш близьким з аналогів є розширення діапазону регулювання реактивної потужності і підвищення ефективності її компенсації для зниження електроспоживання навантаження в колі, в якому встановлено пристрій. Це досягається тим, що у запропонованому пристрої за рахунок взаємодії двох зазначених котушок реактора при даному з'єднанні двох пар тиристорів забезпечується їх взаємоіндукція і розширення діапазону регулювання реактивної потужності пристрою. На фігурах 1 та 2 представлено запропонований пристрій. Запропонований пристрій компенсації реактивної потужності містить коло з послідовно з'єднаних батарей конденсаторів 1 та 1" і реактора 2, у вигляді котушки 3, що має гвинтову обмотку, а також пари зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів 4 та 5. Усередині котушки 3 коаксіально з повітряним прозором і з можливістю переміщення уздовж осі реактора 2 встановлена додаткова котушка 6 з гвинтовою обмоткою, що навита на діелектричну оболонку 7, яка охоплює феритовий стержень 8, причому відношення кількості витків зовнішньої котушки 3 до витків внутрішньої 6 становить 5-10, а пристрій забезпечено додатковою парою зустрічнопаралельно з'єднаних тиристорів 9 та 10, при цьому кожна з пар тиристорів підключена паралельно до однієї з котушок реактора, увімкнених назустріч одна до одної. Робота пристрою компенсації реактивної потужності здійснюють наступним чином. Від джерела синусоїдальної напруги 11 при закритій парі тиристорів 4 та 5 на реактор 2, у вигляді котушки 3, подається напруга, яка має синусоїдну форму. Через певний час вмикається один з пари зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів 4, причому напруга на ньому і на 1 UA 88724 U 5 10 15 20 25 30 35 котушці 3 реактора 2 зменшується до величини падіння напруги і крізь неї буде протікати струм конденсатора 1 та струм котушки 3 ректора 2, при цьому струм конденсатора 1 крізь тиристор 4 істотно перевищує струм котушки 3 реактора 2. По закінченні напівперіоду напруга на тиристорі 4 та на котушці 3 реактора 2 змінює знак і тиристор закривається. На інтервалі першої чверті другого на півперіоду зміни в часі напруги на котушці 3, обидва тиристори 4 та 5 закриті і струм від мережі 11 проходить крізь котушку 3 реактора 2 та конденсатор 1. У момент початку останньої чверті періоду керуючим сигналом відкривається тиристор 5 і струм від мережі 11 проходить крізь конденсатор 1, тиристор 5 та котушку 3 реактора 2. Змінюючи моменти часу включення тиристора 4 та симетрично тиристора 5, можливо змінювати реактивну складову струму, що протікає крізь конденсатор 1 і реактор 2. Котушки 3 та 6 реактора 2 пов'язані між собою явищем взаємоіндукції. Магнітне поле, що змінюється з часом, котушок 3 та 6 реактора 2 впливає згідно з явищем взаємоіндукції на наведення електрорушійної сили у контурі. На величину електрорушійної сили котушок 3 та 6 реактора 2 впливає кількість витків на котушках, зміна в часі магнітних потоків Ф 3 та Ф6 котушок 3 та 6, а також коефіцієнт взаємоіндукції. При включенні тиристора 9 напруга на ньому і на котушці 6 реактора 2 зменшується до величини падіння напруги й крізь нього буде протікати струм конденсатора 1" і струм котушки 6 реактора 2, причому струм конденсатора 1" крізь тиристор 9 істотно перевищує струм на котушці 6 реактора 2. Напруга на тиристорі 9 і на котушці 6 реактора 2 змінює знак і тиристор 9 закривається. На інтервалі першої чверті другого напівперіоду обидва тиристори 9 та 10 закриті й струм від мережі 11 проходить крізь котушку 6 реактора 2 і конденсатор 1". У момент початку останньої чверті періоду керуючим сигналом відкривається тиристор 10 і струм від мережі 11 проходить крізь конденсатор 1", тиристор 10 та котушку 6 реактора 2. Коефіцієнт взаємоіндукції котушок реактора можна змінювати, переміщуючи уздовж осі реактора 2 котушку 6 з гвинтовою обмоткою, що навита на діелектричну оболонку 7, яка охоплює феритовий стержень 8, відповідно до цього змінюється синусоїдна напруга на котушці 6 реактора 2. Запропонований пристрій було випробувано при навантаженні у мережі змінного струму від джерела синусоїдної напруги в діапазоні 120-380 В. За рахунок розширення діапазону регулювання реактивної потужності та підвищення її ефективності вдалося знизити споживання реактивної потужності у колі, в якому встановлено пристрій, на 35 %, тоді як найбільш близький з аналогів дозволяє знизити споживання реактивної потужності у такому ж самому колі із таким самим навантаженням лише на 15 %. Таким чином, застосування запропонованого пристрою забезпечує розширення діапазону регулювання реактивної потужності та підвищення ефективності її компенсації для зниження електроспоживання навантаження у колі, в якому встановлено пристрій. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 40 45 Пристрій компенсації реактивної потужності, що включає коло з послідовно з'єднаних батарей конденсаторів і реактора, у вигляді котушки, що має гвинтову обмотку, а також пари зустрічнопаралельно з'єднаних тиристорів, який відрізняється тим, що всередині котушки з обмоткою реактора коаксіально зповітряним прозором із можливістю переміщення уздовж осі реактора, встановлена додаткова котушка з гвинтовою обмоткою, що навита на діелектричну оболонку феритового стержня, причому відношення кількості витків зовнішньої котушки до витків внутрішньої становить 5-10, а пристрій забезпечено додатковою парою зустрічно-паралельно з'єднаних тиристорів, при цьому кожна з пар тиристорів підключена паралельно до однієї з котушок реактора, увімкнених назустріч одна до одної. 2 UA 88724 U Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3