Pronarët e patentës RU 2479088:

Shpikja ka të bëjë me inxhinierinë elektrike dhe synon të kompensojë fuqinë reaktive të konsumatorëve trefazorë, kryesisht të ndërmarrjeve industriale. Rezultati teknik konsiston në maksimizimin e faktorit të fuqisë në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës, duke përfshirë edhe nominalen, duke rregulluar fuqinë reaktive të pajisjes kompensuese të filtrit duke rritur njëkohësisht nivelin e tensionit në ngarkesën trefazore. Pajisja kompensuese e filtrit përmban një ngarkesë trefazore të lidhur nga një yll, një njësi kompensimi prej tre qarqeve LC me parametra fiks, një ndërprerës dhe tre sensorë të rrymës, një transformator përforcues trefazor, një ndreqës, një pajisje për llogaritjen e fuqisë reaktive, tre inverterë autonome të tensionit, një transformator matës i tensionit trefazor, pajisje sinkronizimi, sistem kontrolli për invertorët që janë në një marrëdhënie të caktuar me njëri-tjetrin. 2 i sëmurë.

Pajisja kompensuese e filtrit ka të bëjë me inxhinierinë elektrike dhe është projektuar për të kompensuar fuqinë reaktive të konsumatorëve trefazorë, kryesisht të ndërmarrjeve industriale.

Kompensimi i fuqisë reaktive është një mjet efektiv për rritjen e faktorit të fuqisë, vlera e të cilit varet nga afërsia e fazës së rrymës së konsumuar me tensionin e furnizimit, si dhe nga përmirësimi i formës së rrymës së konsumuar.

Aktualisht, faktori i fuqisë së ndërmarrjeve me energji intensive është 0,6-0,7. Një faktor i ulët i fuqisë rezulton në humbje të konsiderueshme të energjisë.

Dihet mirë se përmirësimi i faktorit të fuqisë redukton konsumin e energjisë reaktive dhe përmirëson formën e rrymës së konsumuar.

Me një tension dhe rrymë jo sinusoidale, faktori i fuqisë K m i konsumatorit përcaktohet me formulën [L.A. Bessonov. Bazat teorike të inxhinierisë elektrike. Qarqet elektrike. Libër mësuesi. - botimi i 10-të. - M.: Gardariki, 2000]:

ku φ është këndi i zhvendosjes (faza) ndërmjet rrymës së konsumuar dhe tensionit të furnizimit;

υ - koeficienti i shtrembërimit të formës së rrymës së konsumuar.

Koeficienti i fundit karakterizon shkallën e shtrembërimit të formës së rrymës dhe përcaktohet nga raporti i harmonikës së parë të rrymës së konsumuar I 1 me vlerën e saj efektive I të futur.

Kështu, faktori i fuqisë K m karakterizon shkallën e konsumit të energjisë reaktive nga ngarkesa. Një rritje në Km ndihmon në uljen e fuqisë reaktive dhe përmirësimin e formës së rrymës së konsumuar.

Me ngarkesë lineare, rryma e konsumuar ka formë sinusoidale, në të cilën koeficienti υ=1. Në këtë rast, faktori i fuqisë llogaritet duke përdorur formulën:

Njihet një pajisje kompensuese e filtrit (FKU), bazuar në afrimin e fazës φ të rrymës së konsumuar të frekuencës themelore (50 Hz) me tensionin e furnizimit (Bader M.P. Përputhshmëria elektromagnetike / Teksti mësimor për universitetet e transportit hekurudhor. - M. : MSHP e UMK. 2002. - 638 s .).

Pajisja kompensuese e filtrit përmban tre qarqe LC, të cilat kombinohen në një "trekëndësh". Kondensatori C dhe reaktori L i qarkut LC kanë parametra fiks.

Pajisja kompensuese e filtrit është e lidhur paralelisht me rrjetin trefazor dhe ngarkesën trefazore.

Për të shmangur amplifikimin rezonant të harmonikave, kondensatorët C të pajisjes lidhen në seri me reaktorët L. Frekuenca rezonante e qarkut LC zgjidhet bazuar në vendosjen në një frekuencë prej 240 Hz, afër frekuencës së pestës më të madhe. harmonike (250 Hz) në rrymën e ngarkesës. Për një frekuencë themelore prej 50 Hz, qarku LC i pajisjes kompensuese të filtrit është kapacitiv në natyrë, dhe për harmoninë e pestë të rrymës së konsumuar nga ngarkesa, ka një efekt shuntimi.

Me natyrën induktive të rrymës së ngarkesës, rryma e pajisjes kompensuese të filtrit me një frekuencë themelore prej 50 Hz ka një natyrë kapacitive dhe rrjedh në antifazë me rrymën e ngarkesës. Kur shtohen këto rryma, formohet një rrymë e rrjetit të frekuencës kryesore, në të cilën rryma induktive e ngarkesës kompensohet nga rryma kapacitore e pajisjes kompensuese të filtrit. Si rezultat, faza φ e rrymës së rrjetit i afrohet formës së tensionit të furnizimit. Një rënie në këndin φ çon në një rritje të Cosφ dhe, në përputhje me rrethanat, faktorin e fuqisë K m.

Një pajisje kompensuese e filtrit me një rrymë kompensimi të parregulluar rrit faktorin e fuqisë së konsumatorit vetëm në rrymat nominale të ngarkesës.

Devijimi i rrymës së ngarkesës nga vlera nominale shkakton kompensim jo të plotë të fuqisë reaktive dhe një rritje të zhvendosjes fazore φ ndërmjet rrymës së konsumuar dhe tensionit të furnizimit, gjë që redukton faktorin e fuqisë duke reduktuar Cosφ.

Avantazhi i pajisjes së njohur kompensuese të filtrit me parametra fikse të qarkut LC është rritja e faktorit të fuqisë në kushtet e funksionimit të ngarkesës nominale për shkak të rritjes së Cosφ në rrymat e ngarkesës nominale. Kjo është për shkak të rrjedhës së rrymës kondensative në kompensues, e cila kompenson rrymën e ngarkesës induktive të natyrës së kundërt.

Disavantazhi i pajisjes kompensuese të filtrit është kufizimi i gamës së fuqive të ngarkesës, në të cilin kompensimi i plotë i fuqisë reaktive të ngarkesës ndodh vetëm me një fuqi ngarkese relativisht konstante (nominale). Kjo për faktin se në kushte të ndryshme nga mënyra nominale e funksionimit të ngarkesës, kompensimi jo i plotë i fuqisë së saj reaktive ndodh për shkak të vlerës konstante të rrymës kapacitore të pajisjes kompensuese të filtrit. Kështu, në ngarkesa të ndryshme nga mënyra nominale e funksionimit, faktori i fuqisë nuk arrin vlerën maksimale dhe nënvlerësohet, gjë që është një disavantazh i pajisjes së njohur.

Më e afërta me zgjidhjen e pretenduar për sa i përket grupit të veçorive thelbësore dhe rezultatit të arritur është një pajisje kompensuese e filtrit bazuar në afrimin e fazës së rrymës së konsumuar të frekuencës kryesore (50 Hz) me tensionin e furnizimit [Elektronika e energjisë . Manuali i referencës. Per. me të. e Redaktuar nga Doktor i Inxhinierisë Shkenca V.A. Labuntsova. - M.: Energoatomizdat, 1987-326 f.].

Pajisja e kompensimit të filtrit përmban tre blloqe kompensimi, një bllok matës, një përforcues, tre elementë të pragut me tensione të ndryshme reagimi, tre formësues të pulsit të kontrollit, sensorët e parë dhe të dytë të rrymës, transformatorët e tensionit të parë dhe të dytë matës dhe një ndërprerës.

Secili prej blloqeve të kompensimit përbëhet nga tre qarqe LC me parametra fiks, të kombinuar në një "trekëndësh" dhe tre çelësa tiristor. Çdo çelës tiristor është i lidhur në seri me qarkun LC. Ndërprerësi i tiristorit përbëhet nga dy tiristorë krah për krah të lidhur paralelisht.

Njësitë e kompensimit janë të lidhura nëpërmjet një ndërprerës paralelisht me një rrjet trefazor dhe një ngarkesë trefazore.

Elementet e pragut janë konfiguruar për tensione të ndryshme reagimi, të cilat janë proporcionale me tre vlerat e fuqisë reaktive të ngarkesës.

Hyrja e sensorëve të parë dhe të dytë të rrymës janë të lidhura, përkatësisht, me fazat A dhe C të ngarkesës trefazore, dhe daljet e tyre janë të lidhura, përkatësisht, me hyrjet e para dhe të dyta të njësisë matëse. Hyrja e transformatorëve të tensionit të parë dhe të dytë matës lidhen, përkatësisht, me tensionin linear U ab dhe U bc të ngarkesës, dhe daljet e tyre lidhen, përkatësisht, me hyrjet e treta dhe të katërta të njësisë matëse. Dalja e njësisë matëse lidhet përmes një amplifikatori në hyrjen e parë të çdo elementi të pragut, dalja e të cilit lidhet përmes formësuesit përkatës të pulsit të kontrollit me hyrjen e çelësit të tiristorit të njësisë përkatëse të kompensimit.

Pajisja kompensuese e filtrit funksionon si më poshtë.

Sinjalet aktuale të fazave A dhe C, të krijuara në daljen e sensorëve të parë dhe të dytë të rrymës, përkatësisht, si dhe sinjalet lineare të tensionit të marra në daljet e transformatorëve të tensionit të parë dhe të dytë matës, furnizohen, përkatësisht, në hyrjet e para deri në të katërt të njësisë matëse. Në njësinë matëse, bazuar në madhësinë e këtyre sinjaleve, gjenerohet një tension që është proporcional me fuqinë reaktive të ngarkesës trefazore. Ky tension, i rritur nga amplifikatori, furnizohet në hyrjet e elementeve të pragut të parë të tretë. Elementet e pragut funksionojnë në tre vlera të ndryshme të tensionit fiks (hapa), që korrespondojnë me tre vlera të fuqisë reaktive të ngarkesës trefazore. Falë kësaj, ndodh rregullimi me tre faza i fuqisë reaktive të ngarkesës. Nëse në fazën e parë voltazhi i daljes së amplifikatorit tejkalon pragun e funksionimit të elementit të parë të pragut, ky element ndizet. Sinjali i daljes së elementit të parë të pragut përfshin formuesin e parë të pulsit të kontrollit, sinjali dalës i të cilit përfshin çelësat e tiristorit të bllokut të parë të kompensimit. Nëpërmjet çelësave të mbyllur të tiristorit, qarqet LC lidhen paralelisht me rrjetin dhe ngarkesën trefazore. Një rrymë kapacitive rrjedh nëpër qarkun LC për të kompensuar rrymën induktive të ngarkesës trefazore.

Me një rritje të mëtejshme të rrymës së ngarkesës, fuqia reaktive e ngarkesës trefazore rritet. Si rezultat, sinjali i tensionit rritet në daljen e njësisë matëse dhe në hyrjet e elementeve të pragut. Një rritje në këtë tension shkakton elementin e dytë të pragut, duke rezultuar në aktivizimin shtesë të njësisë së dytë të kompensimit, e cila rrit fuqinë reaktive të pajisjes kompensuese të filtrit në fazën e dytë.

Me ende zmadhim më të lartë rryma e ngarkesës (fuqia reaktive), aktivizohet elementi i tretë i pragut, duke përfshirë njësinë e tretë të kompensimit (faza e tretë). Si rezultat i kësaj, të tre blloqet e kompensimit të pajisjes kompensuese të filtrit janë në funksionim, duke zhvilluar fuqinë më të madhe reaktive. Kështu, ndodh një kompensim i fuqisë reaktive me tre faza, për shkak të së cilës faza e rrymës së konsumuar φ i afrohet tensionit të furnizimit. Një rënie në këndin e fazës φ çon në një rritje të Cosφ dhe, në përputhje me rrethanat, një rritje të faktorit të fuqisë K m.

Avantazhi i pajisjes së njohur kompensuese të filtrit është të zgjerojë gamën e fuqive të ngarkesës në të cilën fuqia reaktive kompensohet plotësisht, e cila sigurohet në tre faza të funksionimit të ngarkesës. Kjo është për shkak të rregullimit të fuqisë reaktive me tre faza, në të cilën në çdo fazë të funksionimit të ngarkesës arrihet vlera më e lartë Cosφ dhe rritet faktori i fuqisë, për shkak të afrimit të fazës së rrymës së konsumuar me tensionin e furnizimit. Kjo çon në një zgjerim të gamës së fuqive të ngarkesave të kompensuara.

Sidoqoftë, nëse vlera e fuqisë reaktive të ngarkesës në mënyrat e ndërmjetme të funksionimit ndryshon nga fuqia reaktive e tre fazave të pajisjes kompensuese të filtrit, atëherë faktori i fuqisë mbetet i nënvlerësuar, gjë që është një disavantazh i pajisjes së njohur.

Kjo për faktin se në mënyrat e ndërmjetme të funksionimit të ngarkesës, të ndryshme nga tre vlerat fikse të fuqisë reaktive të pajisjes kompensuese të filtrit, ndodh kompensimi jo i plotë i fuqisë reaktive të ngarkesës, pasi fuqia reaktive e ngarkesa ndryshon nga fuqia reaktive e pajisjes kompensuese të filtrit.

Problemi i zgjidhur nga shpikja është zhvillimi i një pajisjeje kompensuese të filtrit që siguron një rritje maksimale të faktorit të fuqisë në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës, duke përfshirë nominale, duke rregulluar fuqinë reaktive të pajisjes kompensuese të filtrit duke rritur njëkohësisht nivelin e tensionit në tre. - ngarkesa fazore.

Për të zgjidhur këtë problem, një pajisje kompensuese filtri që përmban një ngarkesë trefazore të lidhur nga një yll, një njësi kompensimi prej tre qarqeve LC me parametra fiks, një ndërprerës dhe dy sensorë të rrymës, ndërsa njësia e kompensimit përmes çelësit lidhet paralelisht me rrjeti trefazor, hyrjet e para të dy sensorëve aktualë të lidhur me një rrjet trefazor, hyrjet e tyre të dyta janë të lidhura me dy faza të një ngarkese trefazore, një transformator përforcues trefazor, një ndreqës, një llogaritje të fuqisë reaktive Pajisja, tre inverterë autonome të tensionit, një transformator matës i tensionit trefazor, një pajisje sinkronizimi, një sistem kontrolli inverter dhe një sensor i tretë i rrymës janë futur, ndërsa çdo mbështjellje dytësore e një transformatori të rritjes së tensionit trefazor është i lidhur midis një kondensatori dhe induktiviteti i një qarku LC ngjitur, hyrjet e një transformatori matës të tensionit trefazor lidhen paralelisht me rrjetin, dhe daljet e tij lidhen me hyrjet e katërt, të pestë, të gjashtë të pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive dhe me hyrjet e pajisja e sinkronizimit, hyrja e ndreqësit është e lidhur me rrjetin trefazor, çdo dredha-dredha kryesore e një transformatori përforcues trefazor është e lidhur me daljen përkatëse të invertorëve autonome të tensionit, hyrjet e para të të cilave janë të ndërlidhura dhe të lidhura me daljen e ndreqësit , hyrja e parë e sensorit të tretë të rrymës është e lidhur me një rrjet trefazor, hyrja e tij e dytë është e lidhur me fazën e tretë të një ngarkese trefazore, dalja çdo sensor aktual është i lidhur, përkatësisht, me të parën, të dytën dhe të tretën hyrjet e pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive, daljet e para, të dyta dhe të treta të së cilës janë të lidhura, përkatësisht, me hyrjet e katërt në të gjashtë të sistemit të kontrollit të inverterit, daljet e pajisjes së sinkronizimit lidhen me hyrjen e parë, të dytë dhe të tretë. sistemi i kontrollit të inverterit, daljet e të cilit janë të lidhura me hyrjet e dyta të invertorëve autonome të tensionit.

Zgjidhja e pretenduar ndryshon nga prototipi me futjen e elementeve të rinj - një transformator përforcues trefazor, një ndreqës, një pajisje për llogaritjen e fuqisë reaktive, tre inverterë autonome të tensionit, një transformator të tensionit matës trefazor, një pajisje sinkronizimi, një inverter sistemi i kontrollit dhe një sensor i tretë i rrymës, si dhe marrëdhëniet e reja midis elementeve të pajisjes kompensuese të filtrit.

Prania e veçorive dalluese domethënëse tregon se zgjidhja e propozuar plotëson kriterin e patentimit të "risisë" së shpikjes.

Futja e një transformatori përforcues trefazor, një ndreqësi, një pajisje për llogaritjen e fuqisë reaktive, tre inverterë autonome të tensionit, një transformator matës të tensionit trefazor, një pajisje sinkronizimi, një sistem kontrolli inverter dhe një sensor të tretë të rrymës dhe një ndryshim në Marrëdhëniet midis elementeve të pajisjes sigurojnë një rritje të faktorit të fuqisë në të gjitha mënyrat e funksionimit të një ngarkese trefazore, përfshirë nominale. Kjo është për shkak të aftësisë për të rregulluar fuqinë reaktive të pajisjes kompensuese të filtrit në varësi të ndryshimeve në fuqinë reaktive të ngarkesës trefazore. Kur rregullohet, fuqia reaktive e pajisjes kompensuese të filtrit bëhet e barabartë me fuqinë reaktive të ngarkesës në të gjitha mënyrat e funksionimit të saj. Nëse këto fuqi janë të barabarta, në të gjithë gamën e ndryshimeve në rrymën e ngarkesës trefazore, fuqia e saj reaktive kompensohet plotësisht. Në këtë rast, rryma e rrjetit përkon me tensionin e furnizimit, për shkak të së cilës faktori i fuqisë arrin vlerën e tij maksimale.

Njëkohësisht me rritjen e faktorit të fuqisë në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës trefazore, sigurohet një rritje e nivelit të tensionit në ngarkesën trefazore. Kjo për faktin se gjatë kompensimit të fuqisë reaktive të një ngarkese trefazore, komponenti reaktiv i rrymës së rrjetit zvogëlohet dhe, si rezultat, zvogëlohen humbjet e tensionit në rrjet nga rrjedha e rrymës reaktive. Ulja e humbjeve të tensionit në rrjet çon në një rritje të nivelit të tensionit në ngarkesën trefazore.

Marrëdhënia shkak-pasojë “Futja e një transformatori përforcues trefazor, një ndreqës, një pajisje për llogaritjen e fuqisë reaktive, tre inverterë autonome të tensionit, një transformator instrumenti të tensionit trefazor, një pajisje sinkronizimi, një sistem kontrolli inverter dhe një të tretë sensori aktual dhe një ndryshim në marrëdhëniet midis elementeve të pajisjes çon në një rritje maksimale të faktorit të fuqisë në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës, përfshirë nominalin, me një rritje të njëkohshme të nivelit të tensionit në një ngarkesë trefazore" nuk ishte i gjetur në artin e mëparshëm, nuk rrjedh shprehimisht prej tij dhe është i ri. Prania e një marrëdhënieje të re shkak-pasojë tregon se zgjidhja e propozuar plotëson kriterin e patentimit të shpikjes "hap shpikës".

Figura 1 tregon një diagram të një pajisjeje kompensuese të filtrit, duke konfirmuar performancën e saj dhe "zbatueshmërinë industriale".

Figura 2 paraqet rezultatet e modelimit matematik të një faze të pajisjes kompensuese të filtrit kur funksionon me një ngarkesë induktive.

Pajisja kompensuese e filtrit përmban një ngarkesë trefazore 1, një njësi kompensimi 2, një transformator përforcues trefazor të tensionit 3, një ndërprerës 4, një ndreqës 5, një pajisje për llogaritjen e fuqisë reaktive 6, tre inverterë autonome të tensionit 7, 8, 9 , një transformator matës i tensionit trefazor 10, një pajisje sinkronizimi 11, një inverter sistemi i kontrollit 12 dhe tre sensorë të rrymës 13, 14, 15.

Ngarkesa trefazore 1 lidhet në një yll dhe lidhet me hyrjet e dyta të sensorëve përkatës të rrymës 13, 14 dhe 15, hyrjet e para të të cilave janë të lidhura, përkatësisht, me fazat A, B dhe C të rrjetit trefazor. .

Njësia e kompensimit 2 përbëhet nga tre qarqe LC me parametra fikse, të kombinuara në një "trekëndësh" dhe tre mbështjellje dytësore të transformatorit përforcues 3. Çdo mbështjellje dytësore e transformatorit përforcues 3 është e lidhur në seri me qarkun LC, i përbërë nga një seri -induktor i lidhur 16 dhe një kondensator 17.

Transformatori përforcues trefazor 3 është bërë me tre mbështjellje primare dhe tre sekondare (nuk tregohet në Fig. 1).

Ndreqësi 5 është bërë, për shembull, sipas një qarku ndreqës të urës trefazore dhe është i lidhur paralelisht me rrjetin.

Njësia e kompensimit 2 është e lidhur përmes çelësit 4 paralelisht me rrjetin trefazor.

Çdo dredha-dredha parësore e transformatorit të rritjes trefazore 3 është e lidhur me daljen përkatëse të secilit inverter autonom të tensionit 7, 8, 9. Hyrjet e para të invertorëve autonome të tensionit 7, 8, 9 janë të ndërlidhura dhe të lidhura me daljen e ndreqës 5.

Dalja e secilit sensor të rrymës së parë 13, 14 të dytë dhe 15 të tretë janë të lidhur, përkatësisht, me hyrjet e para, të dyta dhe të treta të pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive 6.

Dalja e parë e tretë e pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive 6 është e lidhur, përkatësisht, me hyrjet e katërt dhe të gjashtë të sistemit të kontrollit të inverterit 12.

Hyrjet e transformatorit matës të tensionit trefazor 10 janë të lidhura paralelisht me rrjetin, dhe daljet e transformatorit matës të tensionit trefazor 10 janë të lidhura, përkatësisht, me hyrjet e katërt, të pestë dhe të gjashtë të pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive. 6 dhe në hyrjet e pajisjes së sinkronizimit 11. Daljet e pajisjes së sinkronizimit 11 lidhen me hyrjen e parë, të dytë dhe të tretë të sistemit të kontrollit të inverterit 12. Daljet e sistemit të kontrollit të inverterit 12 lidhen me hyrjet e dyta i invertorëve autonome të tensionit 7, 8 dhe 9.

Pajisja funksionon si më poshtë.

Me natyrën induktive të ngarkesës trefazore 1, energjia reaktive konsumohet nga rrjeti. Për të matur fuqinë reaktive, sinjalet e rrymës së fazës furnizohen nga dalja e sensorëve të rrymës 13, 14, 15 në hyrjet e para, të dyta, të treta të pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive 6 dhe nga dalja e transformatorit matës të tensionit trefazor 10 në hyrjet e katërt, të pestë, të gjashtë të pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive merren sinjale të tensionit 6 fazor. Në pajisjen e llogaritjes së fuqisë reaktive 6, madhësia e këtyre sinjaleve gjeneron një tension proporcional me fuqinë reaktive të ngarkesës trefazore 1, e cila furnizohet në hyrjet e katërt, të pestë dhe të gjashtë të sistemit të kontrollit të inverterit 12.

Sinjalet e tensionit fazor furnizohen në hyrjet e pajisjes së sinkronizimit 11, madhësia e së cilës formon një sinusoid "njësi" në të, i cili furnizohet në hyrjet e para, të dyta dhe të treta të sistemit të kontrollit të inverterit 12. Në këtë rast, faza e sinusoidit "njësi" është 90° përpara tensionit të rrjetit dhe përkon me fazën e tensionit në kondensatorin e bllokut të kompensimit 2.

Në sistemin e kontrollit të inverterit 12, sinjalet e kontrollit gjenerohen nga sinjalet e marra në hyrjet e tij të para deri në të gjashtën. Sistemi i kontrollit të inverterit 12 gjeneron një sinjal kontrolli për invertorët autonome të tensionit 7, 8, 9, me ndihmën e të cilit faza φ e rrymës së konsumuar afrohet me tensionin e furnizimit. Sinjali përkatës i kontrollit nga dalja e sistemit të kontrollit të inverterit 12 furnizohet në hyrjet e dyta të invertorëve autonome të tensionit 7, 8, 9. Gjatë gjenerimit të këtij sinjali, përdoret një sinusoid "njësi", kur shumëzohet me një sinjal proporcional me fuqia reaktive e ngarkesës trefazore 1, një sinjal modulues për kontroll është marrë inverterë autonome të tensionit 7, 8, 9.

Tensioni i drejtpërdrejtë nga dalja e ndreqësit 5, i konvertuar prej tij nga tensioni alternativ i rrjetit, furnizohet në hyrjet e para të invertorëve autonome të tensionit 7, 8, 9.

Në invertorët autonome të tensionit 7, 8, 9, tensionet e mbështjelljes primare dhe, në përputhje me rrethanat, dytësore të transformatorit të rritjes trefazore 3 formohen nga sinjalet e marra në hyrjet e tyre.

Tensioni i rrjetit furnizohet përmes çelësit 4 në kondensatorët 17 të bllokut të kompensimit 2. Përveç kësaj, tensioni nga mbështjelljet dytësore të transformatorit të rritjes trefazore 3 furnizohet në bllokun e kompensimit 2. Në këtë rast, tensionet hyrëse formojnë tensionin që rezulton në pllakat e kondensatorit 17 të bllokut të kompensimit 2. Tensioni në pllakat e kondensatorit 17 ndryshon në varësi të fuqisë reaktive të ngarkesës trefazore 1, d.m.th. bëhet i rregullueshëm. Në këtë rast, fuqia reaktive e pajisjes kompensuese të filtrit është e barabartë me fuqinë reaktive të ngarkesës trefazore 1 në të gjitha mënyrat e funksionimit të saj, përfshirë atë nominale. Nëse fuqia reaktive e ngarkesës trefazore Q n korrespondon me fuqinë reaktive Q të burimit të pajisjes kompensuese të filtrit, atëherë fuqia reaktive e ngarkesës trefazore kompensohet plotësisht dhe faktori i fuqisë maksimizohet.

Fuqia e njësisë së kompensimit 2 bëhet e rregullueshme duke ndryshuar tensionin e mbështjelljeve sekondare të transformatorit përforcues trefazor 3, gjë që bën të mundur kompensimin e plotë të fuqisë reaktive të ngarkesës 1 në të gjitha mënyrat e funksionimit të saj.

Në modalitetin nominal, fuqia e njësisë së kompensimit 2 burimi Q zgjidhet nga kushtet e funksionimit të ngarkesës trefazore 1 në këtë modalitet. Vlera e burimit Q është e barabartë me fuqinë reaktive Q n të konsumuar nga ngarkesa trefazore 1 në modalitetin nominal, d.m.th. burimi Q =Q n. Fuqia reaktive e një ngarkese trefazore 1 Q n përcaktohet nga fuqia reaktive e frekuencës themelore f = 50 Hz, d.m.th. shkalla e përafrimit të fazës së rrymës së konsumuar me tensionin e furnizimit.

Me një vlerë konstante të kapacitetit C, fuqia reaktive e një faze të njësisë së kompensimit 2 të pajisjes përcaktohet si:

ku ω=2πf - frekuencë këndore rrymë alternative;

C është kapaciteti i kondensatorit të bllokut të kompensimit 2;

U C - tension në pllakat e kondensatorit C.

Në mënyrën nominale të funksionimit të një ngarkese trefazore, voltazhi në pllakat e kondensatorit përcaktohet nga tensioni i linjës së rrjetit, d.m.th. U C = U l.

Në një vlerë konstante të tensionit të rrjetit, kapaciteti i kondensatorit 17 zgjidhet bazuar në kompensimin e plotë të fuqisë reaktive kur ngarkesa trefazore 1 funksionon në modalitetin nominal. Në këtë rast, rryma kondensative e kondensatorit 17 të njësisë së kompensimit 2 është e barabartë me përbërësin induktiv të rrymës së ngarkesës trefazore 1. Rryma e kondensatorit 17 rrjedh në antifazë me rrymën induktive të ngarkesës trefazore 1, e cila çon në kompensimin e fuqisë reaktive të ngarkesës trefazore 1 në frekuencën themelore prej 50 Hz. Për shkak të kësaj, faza e rrymës φ në rrjet i afrohet formës së tensionit të rrjetit, duke rritur vlerën e koeficientit Cosφ dhe, në përputhje me rrethanat, faktorin e fuqisë.

Në kushte të ndryshme nga mënyra nominale e funksionimit të ngarkesës trefazore 1, kompensimi i plotë i fuqisë së saj reaktive arrihet duke ndryshuar fuqinë reaktive të njësisë së kompensimit 2 burim Q në varësi të fuqisë reaktive Q n të ngarkesës trefazore 1. Në këtë rasti, plotësohet i njëjti kusht: Q burim = Q n. Në përputhje me shprehjen (4), ndryshimi në fuqinë reaktive të njësisë së kompensimit 2 Q ucm mund të kryhet duke rregulluar tensionin U C në pllakat e kondensatorit 17.

Në një qark të mbyllur të një qarku elektrik, duke përfshirë qarkun LC të bllokut kompensues 2, dredha-dredha dytësore të një transformatori përforcues trefazor 3 dhe tensionin e rrjetit U l në përputhje me ligjin e dytë të Kirchhoff për tensionin në kondensatorin 17 të bllokut të kompensimit 2, mund të shkruajmë:

ku U VDT-2 është voltazhi në mbështjelljen dytësore të transformatorit përforcues trefazor 3.

Në këtë rast, në përputhje me shprehjen (4), fuqia reaktive e njësisë së kompensimit 2 të pajisjes përcaktohet si:

Nga marrëdhënia e fundit rezulton se ndryshimi në fuqinë reaktive Q ucm të njësisë së kompensimit 2 kryhet duke ndryshuar tensionin në mbështjelljet dytësore të transformatorit përforcues trefazor 3.

Vlera e tensionit U e VDT-2 e mbështjelljeve sekondare të transformatorit përforcues trefazor 3 zgjidhet nga kushti i kompensimit të fuqisë reaktive të ngarkesës në frekuencën themelore dhe përafrimi maksimal i fazës së rrymës së konsumuar në tensioni i rrjetit, në të cilin faza φ ka vlerën më të vogël, respektivisht, vlera e koeficientit Cosφ është më e madhja.

Për ta bërë këtë, kur fuqia reaktive e ngarkesës trefazore 1 rritet mbi atë të vlerësuar, rritet voltazhi C i VDT-2 (shenja "+" në formulën 6). Kur fuqia reaktive e ngarkesës trefazore 1 zvogëlohet, burimi i fuqisë Q zvogëlohet për shkak të një rënie në tensionin U të VDT-2 (shenja "-" në formulën 6).

Kështu, kompensimi i plotë i fuqisë reaktive të ngarkesës ndodh duke rregulluar tensionin në pllakat e kondensatorit 17, i cili siguron një rritje të faktorit të fuqisë në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës trefazore 1, përfshirë atë nominale.

Për më tepër, vlera e rritur e koeficientit Cosφ gjithashtu ndikon në proceset elektromagnetike që ndodhin në rrjet, përkatësisht, siguron një ulje të komponentit reaktiv të rrymës së rrjetit, d.m.th. zvogëlon ngarkesën e rrjetit me rrymë reaktive. Nga ana tjetër, një rënie në komponentin reaktiv të rrymës së rrjetit çon në një ulje të humbjeve të tensionit nga rrjedha e kësaj rryme, d.m.th. Humbjet e tensionit ndërmjet burimit të energjisë elektrike dhe pajisjes kompensuese të filtrit janë zvogëluar. Për shkak të kësaj, niveli i tensionit në hyrjen e pajisjes kompensuese të filtrit dhe, në përputhje me rrethanat, në ngarkesën trefazore rritet, gjë që bën të mundur realizimin e më shumë fuqisë në ngarkesë me të njëjtën fuqi të burimit të energjisë elektrike.

Testimi i performancës së pajisjes kompensuese të filtrit (FKU) për të arritur rezultatin teknik të mësipërm u krye duke përdorur metodën e modelimit matematik.

Simulimi i funksionimit të PKU u krye në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës, përfshirë nominale.

Gjatë modelimit, ngarkesa trefazore 1 me parametra R n =0.2 Ohm u mor si qark projektues; L H = 2,5 mH, i lidhur me një rrjet trefazor me tension 445 V. Në qarkun e bllokut të kompensimit 2, përfshihen induktiviteti 16 dhe kondensatori 17 me parametrat L = 100 mH, C = 3,8 μF. Ndreqësi 5 siguroi një tension prej 50 V në hyrjen e invertorëve autonome të tensionit 7, 8, 9.

Nga diagrami i rrymave dhe tensioneve në figurën 2 shihet se kur PKU është i fikur, rryma induktive i ngarkesës 1 mbetet prapa tensionit U të rrjetit me 75,7°.

Ndezja e PKU gjeneron rrymën i k të bllokut të kompensimit 2, duke e çuar tensionin e rrjetit U të rrjetit me 89,9°, d.m.th. ka një natyrë kapacitive, e cila pasqyrohet në diagramin e rrymës dhe tensionit. Si rezultat i shtimit të rrymave i n dhe i k në hyrje të PKU, rryma i konsumohet nga rrjeti, që përkon (φ = 0) në fazë me tensionin C të rrjetit. Në φ=0, faktori i fuqisë së PKU është i barabartë me njësinë, K m =Cosφ=1, d.m.th. ndezja e PKU maksimizon vlerën K m.

Devijimi i formës së rrymës i nga forma sinusoidale shoqërohet me valëzime me frekuencë të lartë në formën e rrymës së konsumuar, e cila zvogëlon faktorin e fuqisë K m. Duke marrë parasysh këtë, vlera e llogaritur e faktorit të fuqisë është 0,997.

Si rezultat i modelimit të funksionimit të PKU në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës, janë marrë diagrame të ngjashme me diagramet e paraqitura në Fig. 2.

Si rezultat i simulimit, u konstatua se koincidenca e rrymës së rrjetit dhe tensionit të furnizimit ndodh në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës, përfshirë nominale, gjë që konfirmon mundësinë e rritjes së faktorit të fuqisë në të gjitha mënyrat e funksionimit të ngarkesës, përfshirë nominale.

Një pajisje kompensuese filtri që përmban një ngarkesë trefazore të lidhur nga një yll, një njësi kompensimi prej tre qarqeve LC me parametra fiks, një ndërprerës dhe dy sensorë të rrymës, ndërsa njësia e kompensimit përmes çelësit është e lidhur paralelisht me rrjetin trefazor , hyrjet e para të dy sensorëve të rrymës janë të lidhura me rrjetin trefazor, hyrjet e tyre të dyta janë të lidhura me dy faza të një ngarkese trefazore, e karakterizuar në atë që përmban një transformator përforcues trefazor, një ndreqës, një pajisje. për llogaritjen e fuqisë reaktive, tre inverterë autonome të tensionit, një transformator matës tensioni trefazor, një pajisje sinkronizimi, një sistem kontrolli inverter dhe një sensor të tretë të rrymës, me në këtë rast, çdo dredha-dredha dytësore e një transformatori të rritjes së tensionit trefazor është i lidhur. ndërmjet një kondensatori dhe induktivitetit të një qarku LC ngjitur, hyrjet e një transformatori matës të tensionit trefazor janë të lidhura paralelisht me rrjetin, dhe daljet e tij lidhen me hyrjet e katërt, të pestë, të gjashtë të pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive dhe në hyrjet e pajisjes së sinkronizimit, hyrja e ndreqësit është e lidhur me një rrjet trefazor, çdo dredha-dredha kryesore e një transformatori përforcues trefazor është e lidhur me daljen përkatëse të invertorëve autonome të tensionit, hyrjet e para të të cilave janë të ndërlidhura dhe të lidhura në daljen e ndreqësit, hyrja e parë e sensorit të tretë është e lidhur me një rrjet trefazor, hyrja e dytë e tij është e lidhur me fazën e tretë të një ngarkese trefazore, dalja çdo sensor aktual është i lidhur, përkatësisht, me hyrjet e para, të dyta dhe të treta të pajisjes së llogaritjes së fuqisë reaktive, daljet e para, të dyta dhe të treta të së cilës janë të lidhura, përkatësisht, me hyrjet e katërt në të gjashtë të sistemit të kontrollit të inverterit, daljet e pajisjes së sinkronizimit lidhen me të parën. , Sistemi i kontrollit të inverterit të hyrjeve të dyta dhe të treta, daljet e të cilit lidhen me hyrjet e dyta të inverterëve autonome të tensionit.

Patenta të ngjashme:

Shpikja ka të bëjë me inxhinierinë elektrike, në veçanti me sistemet e furnizimit me energji elektrike, dhe mund të përdoret për të krijuar nënstacione transformatorësh me efikasitet të lartë të konsumit dhe përdorimit të energjisë elektrike dhe tension të qëndrueshëm për konsumatorët.

Shpikja ka të bëjë me një pajisje për të ndikuar në transmetimin e energjisë elektrike në një linjë AC shumëfazore me module fazore, të cilat përkatësisht përmbajnë një terminal kontakti të tensionit AC për lidhjen me një fazë të linjës AC dhe dy terminale lidhëse, dhe midis çdo terminali lidhës. dhe secila Dalja e kontaktit të tensionit AC kalon nëpër degën e modulit fazor, i përbërë nga një lidhje seri e nënmoduleve që përmbajnë, përkatësisht, një qark të bazuar në pajisjet gjysmëpërçuese të fuqisë dhe një pajisje për ruajtjen e energjisë të lidhur paralelisht me qarkun e bazuar në pajisjet gjysmëpërçuese të energjisë, dhe terminalet lidhëse janë të lidhura me njëri-tjetrin.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë elektrike dhe mund të përdoret në motorët asinkronë të prodhuar komercialisht me një rotor me kafaz ketri, të përdorur si gjeneratorë të termocentraleve për shndërrimin e energjisë mekanike në energji elektrike.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë elektrike, veçanërisht me pajisjet për kompensimin e fuqisë reaktive në rrjetet e rrymës alternative të tensionit të lartë, dhe mund të përdoret në nënstacionet e linjave ajrore me reaktorë shunt dhe banka të kondensatorëve statikë të instaluar në to.

Përdorimi: në fushën e inxhinierisë elektrike. Rezultati teknik konsiston në përmirësimin e cilësisë së energjisë elektrike duke eliminuar komponentët harmonikë në rrymën e rrjetit të gjeneruar nga një ngarkesë jolineare pa përdorimin e qarqeve shtesë të filtrimit të fuqisë LC. Sipas metodës, maten vlerat e menjëhershme të rrymës së rrjetit trefazor, izolohen përbërësit harmonikë të zgjedhur të kësaj rryme, kryhet shtimi faza pas faza e këtyre komponentëve harmonikë, krijohen rryma korrigjuese për secilën fazë të rryma e rrjetit, që përmban përbërësit e zgjedhur harmonikë dhe ka një zhvendosje fazore prej 180 gradë elektrike, dhe, duke lëshuar në secilën fazë rrymat përkatëse, arrihet kompensimi për komponentët harmonikë të rrymës së rrjetit. 1 i sëmurë.

Shpikja ka të bëjë me industrinë e energjisë elektrike, në veçanti me pajisjet e filtrimit dhe kompensimit (FCD) në rrjetin tërheqës AC 25 kV dhe 2×25 kV. Pajisja e filtrimit dhe kompensimit për sistemin e furnizimit me energji tërheqëse përmban një çelës kryesor të lidhur në seri me një kontakt blloku mbyllës dhe një panel kontrolli për ndezjen e tij, një reaktor të parë dhe një seksion të parë të kondensatorëve, një seksion të dytë të kondensatorëve me një të dytë reaktor i lidhur paralelisht, dhe një seksion i tretë i kondensatorëve me një reaktor të tretë dhe një rezistencë amortizimi, i lidhur midis pikës së lidhjes së seksionit të dytë dhe të tretë të kondensatorëve dhe hekurudhës. Qarku i pajisjes përfshin një kontaktor me një makinë të lidhur midis reaktorit të tretë dhe hekurudhës, dhe qarku i ndërrimit të kontaktorit lidh panelin e kontrollit me makinën e tij përmes kontaktit të bllokut mbyllës të çelësit kryesor. Rezultati teknik është një rritje në efikasitetin e reduktimit të rritjeve të rrymës dhe tensionit duke thjeshtuar njëkohësisht pajisjen. 1 i sëmurë.

Shpikja ka të bëjë me inxhinierinë elektrike, përkatësisht me pajisjet që përdorin pajisje gjysmëpërçuese për transmetimin e energjisë elektrike nëpërmjet kabllit në një objekt nënujor, i cili, në veçanti, përdoret për ngarkimin e energjisë elektrike. bateri, i instaluar në këtë objekt nënujor. Rezultati teknik konsiston në përmirësimin e treguesve teknikë dhe ekonomikë, rritjen e koeficientit të bashkimit midis mbështjelljeve të transformatorit me frekuencë të lartë, përmirësimin e përputhshmërisë elektromagnetike të transformatorit me frekuencë të lartë dhe elementëve të tjerë të pajisjes, duke zvogëluar valëzimin e tensionit të daljes. të pajisjes në një nivel të pranueshëm, si dhe përmirësimin e cilësisë së energjisë elektrike të marrë nga pajisja nga konsumatorët e energjisë elektrike objekt nënujor. Për këtë qëllim, pajisja e pretenduar (opsionet) përmban elementët kryesorë të mëposhtëm të instaluar në anijen transportuese në një bllok inverter: një inverter autonom njëfazor i tensionit të frekuencës së lartë, një njësi kontrolli për këtë inverter, një kondensator hyrës dhe dredha-dredha kryesore. të një transformatori me frekuencë të lartë, si dhe të vendosura në një objekt nënujor në ndreqësin e bllokut, mbështjelljen dytësore të transformatorit, një ndreqës të pakontrolluar të urës njëfazore, një reaktor zbutës dhe një kondensator dalës, ndërsa mbështjelljet e ndreqësit të lartë Transformatorët e frekuencës janë të pajisur në versionin e parë me ekrane të sheshta magnetike, dhe në të dytin me bërthama filxhani dhe shufra qendrore. 2 n.p. f-ly, 3 i sëmurë.

Shpikja ka të bëjë me rrjetet elektrike dhe synon të rrisë efikasitetin e linjave ajrore ajrore, si dhe cilësinë e energjisë elektrike të furnizuar për konsumatorët bujqësorë. Rezultati teknik është zvogëlimi i humbjeve të fuqisë aktive, energjisë elektrike dhe humbjeve të tensionit në rrjetin elektrik ajrore, gjë që do të rrisë efikasitetin e linjës ajrore ajrore, si dhe cilësinë e energjisë elektrike të furnizuar për konsumatorët bujqësorë. Kompensuesi i stacionit të energjisë direk përmban një gjenerator sinkron të lidhur me një linjë elektrike ajrore përmes një shkëputësi të kontrolluar dhe një motor me djegie të brendshme me gaz të instaluar në një mbështetje rezistente ndaj dridhjeve në formë AP. Shkëputësi është bërë me një makinë individuale manuale. Termocentrali është i pajisur me pajisje për kontrollin dhe monitorimin e parametrave të linjës ajrore ajrore, si dhe një çelës gjenerator sinkron, një valvul furnizimi me gaz dhe një tufë fërkimi, të cilat kanë disqe elektromagnetike individuale të aktivizuara nga pajisja e kontrollit. Një tufë fërkimi lidh ose shkëput boshtet e një gjeneratori sinkron dhe një motori me djegie të brendshme me gaz. 1 i sëmurë.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë elektrike dhe mund të përdoret në nënstacionet elektrike që kërkojnë kompensimin e energjisë reaktive dhe shkrirjen e akullit në linjat ajrore ajrore. Efekti teknik i shpikjes është të minimizojë numrin e çelsave të kërkuara për të kaluar nga mënyra e kompensimit në mënyrën e kontrolluar të shkrirjes së akullit dhe mbrapa. Pajisja përmban valvola tiristorësh të tensionit të lartë dydrejtues (1, 2, 3), me të cilat elementët reaktivë (mbytës ose kondensatorë) (4, 5, 6) janë të lidhur në seri. Kalimi nga mënyra e kompensimit të fuqisë reaktive në mënyrën e shkrirjes së akullit kryhet duke përdorur dy çelësa (7, 8). Për këtë qëllim, pikat e lidhjes së elementeve reaktivë (4, 5, 6) dhe valvulave të tiristorit (1, 2, 3) lidhen me rrjetin e furnizimit trefazor A, B, C, terminalet e lira të valvulave të përmendura. (1, 2, 3) përmes kontakteve të ndërprerësit të parë (7) janë të lidhura në një model "trekëndësh" me terminalet e lirë të elementëve reaktivë (4, 5, 6), dhe përmes kontakteve të çelësit të dytë ( 8) - me telat e linjës ajrore për shkrirjen e akullit. 2 i sëmurë.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë elektrike dhe mund të përdoret në nënstacionet elektrike që kërkojnë shkrirjen e akullit në linjat ajrore dhe kompensimin e fuqisë reaktive. Efekti teknik i shpikjes është të thjeshtojë organizimin dhe të zvogëlojë kohëzgjatjen e procesit të shkrirjes, duke reduktuar njëkohësisht sasinë e pajisjeve shtesë komutuese. Instalimi i kombinuar përmban dy konvertues të urës trefazore në valvola gjysmëpërçuese plotësisht të kontrolluara, të mbyllura nga dioda të njëpasnjëshme, një bankë kondensatorësh në anën DC të konvertuesve, një çelës të parë trepolësh dhe dy trefazorë të lidhur në seri. mbytet, paralelisht me njërën prej të cilave është i lidhur një ndërprerës i dytë me tre pol - në anën AC. Gjatë shkrirjes së akullit, konverteri i parë funksionon në modalitetin e një ndreqësi të kontrolluar, dhe i dyti në modalitetin e një inverteri autonom të tensionit, në daljen e të cilit, përmes ndërprerësit të tretë trepolësh, lidhen telat e linjës ajrore. , i mbyllur në skajin e kundërt, për shkrirjen e njëkohshme të akullit mbi to me rrymë alternative me frekuencë të ulët, në të cilën përbërësi induktiv i rezistencës së telave praktikisht nuk ka asnjë efekt në vlerën efektive të rrymës së shkrirjes. 1 i sëmurë.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë elektrike dhe mund të përdoret në nënstacionet elektrike që kërkojnë kompensimin e fuqisë reaktive dhe shkrirjen e akullit në linjat e energjisë elektrike. Rezultati teknik është një reduktim në kohëzgjatjen e procesit të shkrirjes duke reduktuar në të njëjtën kohë sasinë e pajisjeve shtesë komutuese. Instalimi përmban një konvertues urë trefazor të bazuar në valvola gjysmëpërçuese plotësisht të kontrolluara, të mbyllura nga dioda të njëpasnjëshme, një bankë kondensatori në anën DC, një ndërprerës të parë me tre pol dhe dy mbytëse trefazore të lidhura në seri, një prej të cilave lidhet paralelisht me një ndërprerës të dytë trepolësh në anën AC. Sipas opsionit të parë, banka e kondensatorit në modalitetin e kompensimit të fuqisë reaktive lidhet me kontaktet e çelësit të tretë trepolësh, të hapur në modalitetin e shkrirjes së akullit, me terminalet e emetuesit (kolektorit) të valvulave të konvertuesit, të cilat në këtë modaliteti, përmes çelësit të katërt me tre pole, lidhen me telat e linjës ajrore për shkrirjen e kontrolluar të akullit me rrymë alternative. Sipas opsionit të dytë, banka e kondensatorit në modalitetin e kompensimit të fuqisë reaktive nga kontaktet e çelsave trepolëshe të tretë dhe të katërt, të hapur në modalitetin e shkrirjes së akullit, lidhet me terminalet e emetuesit dhe kolektorit të valvulave të konvertuesit, të cilat në ky modalitet, përmes ndërprerësve të pestë dhe të gjashtë trepolësh, lidhen me telat e dy linjave ajrore për shkrirjen e njëkohshme të kontrolluar të akullit mbi to me rrymë alternative. 2 n.p. f-ly, 4 i sëmurë.

Shpikja ka të bëjë me inxhinierinë elektrike dhe ka për qëllim të kompensojë fuqinë reaktive të konsumatorëve trefazorë, kryesisht të ndërmarrjeve industriale

Nëse jeni të interesuar për filtrimin harmonik të harmonikave të tensionit 0.4 kV, pastaj eja këtu

QËLLIMI

PKU ose Filtrat harmonikë të fuqisë, të njohur edhe si filtra harmonikë pasivë, janë një lloj i veçantë i njësive të kondensatorëve, detyra e të cilave është të filtrojnë harmonikët në lidhje me kompensimin e fuqisë reaktive. Pajisjet kompensuese të filtrit janë të nevojshme në ndërmarrjet e rënda inxhinierike ose industritë përpunuese, ku përdoren gjerësisht furrat e shkrirjes së harkut, banjat elektrolitike të tensionit të lartë prej 6 (10) kV, si dhe pajisje të tjera intensive energjie me natyrë jolineare të konsumit të energjisë elektrike. Funksionimi i këtij lloji të pajisjeve është i ndaluar pa praninë e filtrave harmonikë të fuqisë.

STRUKTURA DHE PARIMI I FUNKSIONIMIT TË PKU

Qëllimi i prezantimit të PKU është të zvogëlojë reaktancën e qarqeve LC në vlera afër zeros dhe të shmangë rrjetin kryesor elektrik (në një frekuencë të caktuar harmonike). Njësitë kompensuese të filtrit janë zinxhirë LC ose RLC të akorduar për të rezonuar me një harmonik të caktuar, rendi i të cilit përcaktohet nga klienti ose bazuar në rezultatet e matjes. Në versionin standard, pajisja kompensuese e filtrit përbëhet nga një qelizë hyrëse, reaktorë modernë njëfazorë dhe disa banka kondensatorësh të instaluar në strukturat metalike të galvanizuara. FKU është e rrethuar me një rrjetë për sigurinë e personelit, ose është vendosur në një kontejner të specializuar.

Atje janesa lloje të filtrave LC përdoren?. Filtrat me brez të ngushtë, me një qark (1) përdoren dhe akordohen me harmonikë të theksuar, zakonisht të rendit të ulët 3, 5, 7. Në frekuenca të larta, përdoren filtra me nivele (2) të një faktori cilësie më të ulët dhe një rezistencë ndaj shuntit të reaktorit Përdoret R. Përdorimi i filtrave notch bën të mundur nivelizimin e pranisë së harmonikëve në një gamë të gjerë frekuencash të larta. Përdorimi i integruar i zinxhirëve të filtrave me brez të ngushtë dhe me brez të gjerë si pjesë e filtrave harmonikë të fuqisë (PHF) bën të mundur pastrimin e plotë të rrjetit elektrik nga shtrembërimet harmonike të shkaktuara nga konsumatori.

E mundshme ekonomikisht përdorimi i instalimeve kompensuese të filtrit për një tension prej 6(10) kV për shkak të faktit se konsumatorët e tensionit të lartë krijojnë një spektër më të vogël të shtrembërimeve harmonike (ku harmonikat e 3-të, 5-të, 7-të janë të theksuara fort dhe në një masë më të vogël , harmonikë të rendit më të lartë) krahasuar me konsumatorët e tensionit të ulët. Prandaj, është teknikisht dhe ekonomikisht më fitimprurëse të zbatohet një qark i pajisjes kompensuese të filtrit të akorduar në një (dy, tre) harmonikë sesa në një gamë të gjerë harmonikesh të konsumatorëve 0.4 kV.

Përveç filtrimit harmonik, Pajisjet kompensuese të filtrit kryejnë kompensimi i fuqisë reaktive konsumatorët në frekuencën themelore (50 Hz). Prandaj, filtrat harmonikë të fuqisë (pajisjet kompensuese të filtrit) dallohen nga fuqia reaktive. Pajisja më e thjeshtë e kompensimit të filtrit ka një vlerë statike të fuqisë reaktive, të cilën e transmeton në rrjetin kryesor elektrik dhe është konfiguruar për të shtypur një nga harmonikët (me kërkesë të klientit).

PARAQITJA DHE PAJISJET

Paraqitja elementet e pajisjes kompensuese të filtrit tregohen në të djathtë. Qeliza hyrëse është prej fletë çeliku dhe ka një shtresë kundër korrozionit. Brenda saj ka një pajisje hyrëse, kontroll, ndriçim dhe pajisje mbrojtëse. Blloqet e kondensatorëve janë të vendosur njëri mbi tjetrin dhe të montuar në izolues polimer mbështetës. Njësia përbëhet nga kondensatorë kosinus të tensionit të lartë (tre ose njëfazor), të montuar në një kornizë çeliku dhe të lidhur me zbarra. Të gjithë kondensatorët lejojnë funksionimin afatgjatë kur voltazhi nominal rritet me 10%. Reaktorët me bërthamë ajri njëfazor janë montuar në izolues polimer dhe lidhen me qelizën hyrëse dhe blloqet e kondensatorit me zbarra bakri. Induktiviteti i reaktorit varion nga disa mH në disa dhjetëra mH.

PC "SlavEnergo" në prodhimin e pajisjeve kompensuese të filtrit përdor kondensatorë trefazorë për pajisjet PKU me fuqi të ulët dhe kondensatorë njëfazor për kompozimin e njësive me fuqi të lartë (lidhje paralele dhe seri). Në disa raste, filtra harmonikë të fuqisë (pajisjet kompensuese të filtrit) fuqia e lartë mund të pajiset me një qark të veçantë për sinjalizimin e dështimit të kondensatorëve individualë (prishja, humbja e kapacitetit) dhe fikja e PKU - i ashtuquajturi qark i pabalancuar i mbrojtjes.

Ata kanë një linearitet të lartë të induktivitetit (L), në varësi të gjeometrisë së tij dhe numrit të kthesave. Nevoja për t'i përdorur ato në hartimin e filtrave harmonikë të fuqisë ishte për shkak të nevojës për stabilitet të frekuencës së filtrit për të gjitha mënyrat e funksionimit të pajisjes kompensuese të filtrit.

Reaktorët elektrikë të filtrit të ajrit janë mbështjellje teli të bllokuar të mbështjellë rreth një kornize përforcuese. Parametrat e përcjellësit zgjidhen për secilin vlerësim të reaktorit. Baza e reaktorit ka rezistencë të lartë mekanike dhe trajtim kundër korrozionit, gjë që e lejon atë të vendoset jashtë. Dizajni i reaktorit garanton funksionimin e tij pa probleme në mjedise të kontaminuara dhe temperatura të ulëta. Për çdo reaktor, është e mundur të rregulloni induktancën (e ngjashme me transformatorët) duke përdorur rubinetat rregulluese në mbështjelljen e tij.

Shpikja ka të bëjë me fushën e inxhinierisë elektrike. Pajisja siguron rregullimin e fuqisë reaktive duke ndërruar dy ose më shumë degë, secila prej të cilave është e pajisur me një ndërprerës për t'u lidhur me rrjetin e furnizimit dhe përmban banka kondensatorësh, rezistorë dhe reaktorë që kryejnë funksionet e filtrimit dhe kompensimit. Pajisja përmban gjithashtu një ose më shumë elementë aktivë. Bankat e kondensatorëve të pajisjes janë të lidhura me tokën nëpërmjet një elementi aktiv të përbashkët me anë të një numri korrespondues të ndërprerësve të tensionit të mesëm ose përmes elementëve aktivë individualë dhe zbatojnë vetëm funksionin e kompensimit. Funksionet e filtrimit kryhen vetëm nga elementi aktiv; Për këtë qëllim, sistemi i ekuacionit të elementeve aktive, përveç grupit të zakonshëm të blloqeve funksionale, është i pajisur me tre blloqe funksionale specifike të implementuara në softuer: blloku i amortizimit D, blloku i balancës B, blloku i shtypjes harmonike selektive S, tensionet e referencës gjeneruese, shuma e të cilave formon variablin e kontrollit të konvertuesit kryesor. Rezultati teknik është përdorimi i të njëjtit lloj të bankave të kondensatorëve të këmbyeshëm, mungesa e rezistorëve që shpërndajnë energjinë dhe mungesa e qarqeve rezonante të sintonizuara. 1 rroge f-ly, 13 i sëmurë.

Vizatime për patentën RF 2521428

Zgjidhja teknike e pretenduar ka të bëjë me inxhinierinë elektrike, kryesisht me transmetimin e fuqisë së rrymës së drejtpërdrejtë me tension të lartë (HVDC - Transmetimi i tensionit të lartë DC) (ose futjet e rrymës direkte) me fuqi të transmetueshme të rregullueshme dhe ka për qëllim të kompensojë fuqinë reaktive dhe të përmirësojë përbërjen harmonike të tensionin dhe rrymën e rrjetit të furnizimit.

Në transmetimet e rrymës së drejtpërdrejtë të industrisë së energjisë elektrike, aktualisht kryesore mjete teknike janë konvertuesit e rrymës të drejtuar nga rrjeti - konvertuesit (konvertuesi me komutim të linjës, LCC) me valvola tiristor. Konvertuesi i drejtuar nga rrjeti konsumon energji reaktive nga rrjeti i rrymës alternative (AC) dhe injekton harmonikë më të lartë të rrymës në të. Fuqia reaktive e konsumuar ndryshon kur rregullon fuqinë e transmetuar.

Për të kompensuar fuqinë reaktive dhe për të përmirësuar përbërjen harmonike të tensionit dhe rrymës së rrjetit të furnizimit, përdoret një pajisje kompensuese e filtrit (FCU), e lidhur në anën AC, e përbërë nga dy ose më shumë degë trefazore, secila prej të cilave. është e pajisur me një ndërprerës për kyçje në rrjetin e furnizimit

Deri vonë, qarqet e përbëra nga elementë pasivë të qarqeve elektrike përdoreshin për filtrim në instalimet e konvertuesve: induktancat L, kapacitetet C dhe rezistorët R. Përdorimi i filtrave pasivë në rrjetet e energjisë AC shoqërohet me një kontradiktë thelbësore. Në një filtër të mirë të energjisë elektrike, humbjet e energjisë duhet të jenë zero ose të paktën të vogla. Nga ana tjetër, filtrat e bërë nga elementë reaktivë kanë një kohë të gjatë për të vendosur lëkundje kalimtare, në mënyrë që gjatë shqetësimeve të përsëritura filtra të tillë të mos instalohen fare. Kjo kontradiktë nuk mund të eliminohet duke mbetur në klasën e qarqeve pasive. Mund të zgjidhni vetëm një zgjidhje kompromisi të pranueshme, duke amortizuar qarqet reaktive LC me rezistorë R në mënyrë që humbjet e fuqisë të mos jenë shumë të mëdha dhe koha e rregullimit të jetë e pranueshme.

Problemi i dytë në ndërtimin e një PKU shkaktohet nga kombinimi i funksionit të filtrimit me funksionin e rregullimit të fuqisë reaktive. Për të rregulluar fuqinë reaktive, grupi i kondensatorëve ndahet në banka të veçanta kondensatorësh, të lidhur veçmas me rrjetin AC (rrymë alternative). Kur fuqia e transmetuar zvogëlohet, bateritë shkëputen nga rrjeti dhe kur fuqia e transmetuar rritet, ato lidhen përsëri. Numri i baterive të ndërruara veçmas Nq përcaktohet nga çekuilibri i lejuar i fuqisë reaktive dhe devijimi kalimtar i tensionit gjatë ndërrimit.

Kjo ndarje q sintonizuese përcakton vetëm dimensionin e parë të ndarjes. Dimensioni i dytë është ndarja në degë filtruese. Spektri i rrymës LCC përmban një numër harmonish kanonike: 11, 13, 23, 25, 35, 37, 47, 49

Duhet të merren parasysh edhe harmonikat jokanonike 3, 5, 7. Kështu kondensatorët duhet të shpërndahen përgjatë degëve rezonante (H-ndarja). Kombinimi i ndarjeve me harmonikë dhe ndarjeve duke rregulluar fuqinë reaktive çon në PKU shumë komplekse, me një numër të madh degësh.

Përvoja e krijimit të PCF-ve të pranueshme kompromisi me elementë pasivë përmblidhet në rekomandimet e CIGRE (WG 14.30, Nr. 139, Prill 1999 - ). Një ide e praktikës moderne jep edhe ndërtimi i PKU në transmetimin Ballia - Bhiwadi (R-K. Chauhan, M. Kuhnand etj. -). Sistemi PKU që rezulton është jashtëzakonisht kompleks, dhe kjo është tipike.

Kështu, disavantazhet e filtrave pasivë shfaqen në dy situata:

Kur kërkesa për filtrim me cilësi të lartë kombinohet me nevojën për të rregulluar fuqinë reaktive,

Kur fuqia reaktive e kërkuar për sistemin është më e vogël se ajo e fituar në kushtet e filtrimit.

Të dyja këto situata aktualisht po fitojnë rëndësi në rritje. E para prej tyre është për shkak të kërkesave në rritje për fleksibilitetin e ingranazheve. Situata e dytë lidhet me përdorimin në rritje të linjave të transmetimit të kompensuara me seri dhe konvertuesve të valvulave të komutuara me kondensator (qarqet CCC). Në këtë drejtim, pritet përdorimi në rritje i filtrave hibridë, me ndihmën e të cilëve problemet e filtrimit zgjidhen në mënyrë më efikase. Përmirësimi i tranzistorëve të fuqisë (rritja e fuqisë së njësisë, reduktimi i humbjeve dinamike dhe statike), si dhe përmirësimi i procesorëve të sinjalit (rritja e shpejtësisë, rritja e thellësisë së bitit) janë faktorë shtesë në favor të rritjes së përdorimit të filtrave aktivë.

Krijimi i tranzistorit bipolar të portës së izoluar (IGBT) hapi rrugën për zbatimin e konvertuesve të tensionit të modulimit me gjerësi të pulsit me fuqi të lartë (PWM) (Voltage Sourceed Converter (VSC), të cilët tashmë janë bërë një element kryesor në disqet dhe sistemet me shpejtësi të ndryshueshme furnizim me energji të pandërprerë. Progresi i shpejtë i IGBT-ve ka hapur mundësinë e përdorimit të këtij lloji të konvertuesve në industrinë e energjisë, ku ata konkurrojnë me sistemet tradicionale LCC dhe hapin mundësi të reja për ndërtimin e sistemeve fleksibël të kontrollit të energjisë në sistemet AC (rrymë alternative) (FACTS). Shpikja e qarkut modular me shumë nivele (Modular Multilevel Converter, MMC) nga R. Marquardt (Markwardt R., 2002 -) ka një rëndësi vendimtare për zgjerimin e aplikimeve të sistemeve VSC në industrinë e energjisë elektrike. Qarqet modulare me shumë nivele ju lejojnë të rritni klasën e tensionit dhe fuqisë së konvertuesve të tensionit dhe në të njëjtën kohë të përmirësoni aftësitë dinamike dhe të zvogëloni humbjet e energjisë

Në filtrat e energjisë, elementi aktiv lidhet me sistemin përmes një banke kondensatorësh dhe shuhet nga një reaktor ose një qark pasiv më kompleks, duke formuar kështu një filtër hibrid. Lidhja DC e elementit aktiv përmban një pajisje ruajtëse të energjisë kapacitiv, por nuk është e lidhur me një burim energjie ose konsumator.

Ideja e përdorimit të një konverteri PWM si një element aktiv i një filtri të energjisë elektrike u shpreh nga një nga të parët L. Guigi (Guigi, 1976 - ).

Një qark i njohur filtri hibrid (shih Fig. 1) për rrjetet e rrymës alternative (Sadek, Pereira, 2002 - ). Në të, elementi aktiv është i lidhur si një pajisje ndihmëse me një filtër të amortizuar me dy frekuenca 12, 24 (filtrimi harmonik kanonik: 11, 13, 23, 25) për të përmirësuar karakteristikat e tij. Dalja e filtrit mbyllet nga një qark shtesë LC i akorduar në harmoninë themelore; ky qark nuk merr pjesë në filtrim, por zvogëlon ngarkesën në elementin aktiv në mënyrat stacionare.

Në prill 2003 grupi i punës WG 14.28 CIGRE lëshoi ​​dokumentin 223 mbi filtrimin aktiv në HVDC. Pjesa më e madhe e Rekomandimit 223 i kushtohet filtrimit në qarqet DC. Aplikimi i skemës Sadek-Pereira jepet si aplikim në rrjetin AS. Kjo skemë u testua në stacionin e konvertuesit Tjele (Eitra) në Danimarkë si një projekt demonstrues në vitin 1998.

Një pajisje kompensuese e filtrave (shih Fig. 2) e përdorur në projektin e Neptunit (Neptuni Regional Transmission System, 2007) është gjithashtu e njohur (e cila është një zhvillim i një zgjidhjeje teknike.

Disavantazhi i zgjidhjeve teknike është përdorimi i qarqeve rezonante ndihmëse dhe rezistencave amortizuese të futura në qarkun aktiv të filtrit dhe të lidhur paralelisht me hyrjen e elementit aktiv - një konvertues modular shumënivelësh PWM (PWM-MMC). Kjo ndërlikon dhe rrit ndjeshëm koston e PKU-së në tërësi, duke shkaktuar humbje shtesë të energjisë. Një tjetër disavantazh është instalimi i disa filtrave aktivë në degë paralele, sepse kur rregulloni fuqinë reaktive (kur fuqia e transmetuar zvogëlohet, bankat e kondensatorit shkëputen nga rrjeti dhe kur fuqia e transmetuar rritet, ato lidhen përsëri), është e mundur të shkëputni degën që përmban filtrin aktiv, gjë që redukton ekonominë efikasitetin e përdorimit të tij.

Problemi që duhet zgjidhur nga zgjidhja teknike e propozuar është të sigurohet:

Përdorimi i të njëjtit lloj bankash kondensatorësh të këmbyeshëm (PKU homogjene);

Nuk ka rezistenca që shpërndajnë energji;

Mungesa e qarqeve rezonante të akorduara.

Gjatë zgjidhjes së problemit, rezultati teknik i arritur është:

Thjeshtimi i qarkut PKU (PKU homogjene), zvogëlim rrënjësor i numrit të degëve të PKU për kushtet e rregullimit të fuqisë reaktive me ndërrimin e baterive. Pasoja e kësaj duhet të jetë një zvogëlim i sipërfaqes së zënë nga PKU dhe një rritje në këtë drejtim në konkurrencën e sistemit LCC me sistemin e një zgjidhje teknike alternative (HVDS-dritat) - konvertuesit e tensionit me transistorë (Voltage Sourceed Converter , VSC);

Reduktimi i humbjeve të fuqisë së PKU për shkak të amortizimit me rezistorë virtualë në vend të amortizimit me rezistorë realë (funksioni kryhet nga sistemi i kontrollit të elementit aktiv pa përfshirjen e ndonjë hardueri);

Thjeshtimi i cilësimeve të PKU gjatë komisionimit dhe ristrukturimit kur ndryshoni parametrat e rrjetit AC. Në PKU-në homogjene të propozuar, të gjitha cilësimet dhe rirregullimet kryhen ekskluzivisht duke rregulluar programin e kontrollit të elementit aktiv,

të cilat në fund të fundit mund të reduktojnë ndjeshëm kostot kapitale dhe operative duke rritur besueshmërinë dhe lehtësinë e mirëmbajtjes.

Thelbi kryesor i kësaj zgjidhjeje teknike është përdorimi i një algoritmi të kontrollit të elementit aktiv me tre komponentë (algoritmi DBS: D - amortizimi; B - ekuilibri, S - shtypja selektive harmonike), e cila ju lejon të realizoni plotësisht aftësitë e mundshme të filtrimit aktiv . Bazuar në algoritmin DBS është e mundur që:

Zbatimi i amortizimit të dridhjeve kalimtare pa përdorimin e rezistorëve;

Thithja e plotë e harmonikave më të larta pa përdorimin e qarqeve rezonante të akorduara.

Konvertuesit modularë me shumë nivele (MMC) prodhohen tani si pajisje shumë të besueshme dhe kërkesa për të siguruar funksionimin pa një element aktiv është bërë e parëndësishme.

Në përputhje me zgjidhjen teknike të propozuar, problemi i mësipërm zgjidhet nga fakti se në pajisjen e njohur kompensuese të filtrit të një instalimi të plotë konvertues për transmetimin e energjisë së rrymës direkte bazuar në një konvertues të rrymës (LCC) me valvul (tiristor) të drejtuar nga rrjeti me fuqia e transmetueshme e rregullueshme, rregullimi i fuqisë reaktive duke ndërruar dy ose më shumë degë, secila prej të cilave është e pajisur me një ndërprerës për t'u lidhur me rrjetin e furnizimit dhe përmban banka kondensatorësh, rezistorë dhe reaktorë që kryejnë funksionet e filtrimit dhe kompensimit; Pajisja kompensuese e filtrit përmban gjithashtu një ose më shumë elementë aktivë (konvertues i tensionit me modulim të gjerësisë me frekuencë të lartë, sensorë të rrymës dhe tensionit), sipas zgjidhjes teknike të pretenduar:

ku: Nq - numri i bankave të kondensatorëve,

Blloku B - bilanci (bal),

vz=vdemp+vbal+vsel, dhe:

vdemp(t)=Rae·iae(t),

dhe përbëhet nga disa module softuerike (nënblloqe):

Rregullatori proporcional-integral i fuqisë (rregullatori PI), duke vepruar si funksion i energjisë së akumuluar nga kondensatorët, duke sjellë në mënyrë efektive energjinë Ed në një vlerë të caktuar Ez:

.,

Ku; - vendosja e energjisë; - energjia e akumuluar nga kondensatorët, p - operatori Laplace, Kd, ​​td - fitimi dhe konstanta kohore e kontrolluesit PI, Pbal - referenca e fuqisë;

Moduli për llogaritjen (bazuar në rregullatorin e fuqisë së bilancit të përcaktuar) amplituda komplekse e komponentit të tensionit të bilancit Vbal, normë, normale me vektorin e tensionit të rrjetit:

,

vbal(t)=Vbal,norm·j·e j

ku e j është tensioni i njësisë rrotulluese;

Blloku S është formuar duke përdorur reagime mbi rrymën e rrjetit me pjesëmarrjen e tensionit të rrjetit kundrejt formimit të kësaj lidhjeje dhe përbëhet nga disa module softuerike (nënblloqe):

Moduli për zgjedhjen selektive të amplitudave komplekse, harmonikave më të larta, duke përdorur shprehjen:

ku k është numri harmonik, është amplituda komplekse e k-të harmonisë së rrymës së rrjetit është, e j·k· është njësia e njësisë rrotulluese të harmonisë k-të të rrymës së rrjetit;

,

ku: p - Operatori Laplace, - konstanta kohore e integratorit;

Moduli për gjenerimin e detyrës së tensionit k-të harmonik të konvertuesit bazuar në vlerën e fituar të amplitudës së tensionit kompleks:

dhe përmbledhja pasuese:

,

11, 13; -23, 25; -35, 37 ,

5, -7; -17, 19; .

Ky problem zgjidhet gjithashtu nga fakti se në pajisjen e njohur të kompensimit të filtrit, një reaktor kufizues i rrymës futet në qarkun e bankave të kondensatorëve, reaktanca e të cilit përcaktohet nga kushti i kufizimit të amplitudës së rrymës kalimtare gjatë ndërrimit. bankat e kondensatorëve.

Ilustrimet e mëposhtme janë dhënë për sqarim.

Figura 1 tregon një diagram të një filtri hibrid për rrjetet e rrymës alternative (Sadek, Pereira, 2002 - ).

Figura 2 tregon një diagram të pajisjes kompensuese të filtrit të përdorur në projektin Neptun (Sistemi Rajonal i Transmetimit të Neptunit, 2007) (.

Figura 3 tregon një diagram të thjeshtuar me një linjë të një pajisjeje kompensuese të filtrit të përbërë nga banka kondensatorësh të çmontuar të të njëjtit lloj dhe një element aktiv me një rregullator tensioni tre-komponentësh.

Figura 4 tregon një diagram të ndërtimit të një konverteri modular me shumë nivele nga module të ngjashme (konvertuesit e tensionit).

Figura 5 a) dhe b) tregon qarqet ekuivalente që shpjegojnë parimin e funksionimit të reagimit të amortizimit.

Figura 6 tregon skema strukturore blloku i bilancit të qarkut të përgjithshëm të një PKU homogjene me një element aktiv.

Figura 7 tregon një qark ekuivalent për të ilustruar funksionimin e njësisë së balancës.

Figura 8 tregon një qark ekuivalent për të ilustruar funksionimin e njësisë selektive të shtypjes së harmonisë.

Figura 9 tregon një diagram funksional të një kalkulatori të tensionit për shtypjen selektive të harmonikëve bazuar në rrymën e matur të konvertuesit skllav (feedforward).

Figura 10 tregon një diagram bllok të një rregullatori për shtypjen selektive të kth harmonike të rrymës së rrjetit.

Figura 11 tregon një bllok diagram të një kalkulatori për komponentin e shtypjes selektive të harmonisë duke përdorur reagime në rrymën e rrjetit.

Figurat 12 dhe 13 tregojnë grafikët e operacionit PKU të marrë nga modelimi matematik:

Fig. 12. Grafikët e funksionimit të një PKU homogjene dhe elementit të tij aktiv në fuqinë nominale të transmetuar.

Fig. 13. Rryma në daljen e konvertuesit dhe rryma e linjës kur fuqia e transmetuar zvogëlohet me shkëputjen e baterisë së tretë të PKU.

Dizajni i zgjidhjes teknike të propozuar - një pajisje kompensuese e filtrit e bërë nga kondensatorë të tipit të njëjtë të çmontuar dhe një element aktiv me një rregullator tensioni me tre komponentë - në gjendjen e tij statike mund të përshkruhet duke përdorur ilustrimet e paraqitura në Fig. 3, 4 , 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13.

Figura 3 tregon një diagram të thjeshtuar me një linjë të një pajisjeje kompensuese të filtrit të përbërë nga banka kondensatorësh të çmontuar të të njëjtit lloj dhe një element aktiv me një rregullator tensioni tre-komponentësh. Një pajisje kompensuese e filtrit (FCU) është e lidhur në anën AC midis autobusëve AC 1 dhe mbështjelljes dytësore të transformatorit 2, në mbështjelljet kryesore të të cilit është lidhur një konvertues i drejtuar nga rrjeti 3, i cili konsumon energji reaktive nga rrjeti AC ( Rrjeti AC - rrymë alternative) dhe injekton harmonika më të larta të rrjedhës së rrymës në të.

Seti i kondensatorëve të nevojshëm për të operuar në rrjetin e konvertuesit 3 të drejtuar prej tij ndahet në Nq bateri të ngjashme 4 për çdo degë trefazore të rrjetit. Nëse shuma Q është fuqia reaktive e kërkuar në fuqinë më të lartë të transmetuar, atëherë fuqia e secilës bateri është:

Q k =Q shuma /N q , k=1, 2 N q .

Çdo bateri 4 (me hyrje Yo) është e lidhur me zbarrat 1 të rrjetit AC nëpërmjet një ndërprerësi të tensionit të lartë 5 dhe është i tokëzuar përmes reaktorit 6 (me reaktancë X 0). Nyjet e lidhjes së baterisë 4 dhe reaktorit të tokëzimit 6 janë të lidhura me zbarrat 7 të elementit aktiv 8 përmes çelsave të tensionit të mesëm 9.

Nëse është e nevojshme të zvogëlohet ose rritet fuqia reaktive, mund të shkëputet ose lidhet ndonjë nga bankat identike të kondensatorëve 4 të një PKU homogjene. Këshillohet që të lidhni bankat e kondensatorit 4 në momentet kur tensioni kalon zero, duke përdorur nivelin modern të sinkronizimit të ndërrimit të ndërprerësve të tensionit të lartë 5 dhe 9. Filtrimi i harmonikëve më të lartë të rrymës në një PKU homogjene duke përdorur elementin aktiv 8 mund të bëhet përmes të gjitha kondensatorëve 4 të lidhur në rrjetin AC ose përmes pjesës së këtyre baterive.

Faktori i ndarjes Nq i një grupi kondensatorësh në bankat e kondensatorëve përcaktohet në mënyrën e zakonshme nga mënyrat e rrjetit: gabimi i lejueshëm i kompensimit dhe ndryshimi i lejueshëm në tensionin e rrjetit AC me një ndryshim hapi në fuqinë reaktive.

Pjesa e konvertimit të fuqisë së elementit aktiv 8 është një konvertues i tensionit PWM 10 i modulimit me gjerësi pulsi me frekuencë të lartë (PWM), i cili lidhet me zbarat 7 drejtpërdrejt ose përmes një transformatori izolues. Grumbullimet e modulimit të gjerësisë së konvertuesit PWM 10 filtrohen drejtpërdrejt në daljen e konvertuesit PWM 10 duke përdorur një filtër me brez të gjerë që përbëhet nga induktiviteti 11 (Lae) dhe kapaciteti 12 (Cae) dhe nuk depërtojnë në rrjetin AC për shkak të modulimit të lartë. frekuenca (në të njëjtën kohë në rrjetin e reaktancës s·Lae dhe s·Cae të hyrjes së filtrit janë të papërfillshme).

Një konvertues modular i tensionit me shumë nivele (MMC) mund të përdoret si një konvertues PWM 10 i elementit aktiv 8 në një PKU homogjene. Është i pajisur me grupin e zakonshëm të blloqeve për funksionimin në modalitetin e konvertuesit të servo PWM: furnizimet me energji ndihmëse, drejtuesit e tranzistorit, sensorët e rrymës dhe tensionit (nuk tregohen në Fig. 3) dhe modulatorin 13 (mdl). Përveç harduerit dhe blloqeve funksionale jo specifike të listuara, për funksionimin si pjesë e PKU, sistemi i kontrollit të elementit aktiv 8 është i pajisur me tre blloqe funksionale specifike për të gjeneruar një konfigurim të tensionit MMC me tre komponentë me reagimet e tyre përkatëse:

blloku i amortizimit 14 - D (i thellë),

blloku i bilancit 15 - B (balanca),

blloku selektiv i shtypjes harmonike 16 - S (zgjidh).

Sinjalet e daljes së blloqeve 14, 15, 16: vdemp, vbal, vsel përmblidhen përkatësisht nga mbledhësi 17. Kjo shumë me tre komponentë është përcaktimi i tensionit vz(t):

është ndryshorja kryesore e kontrollit të konvertuesit PWM 10.

Secili prej blloqeve 14, 15, 16 ka lidhjet e veta të reagimit dhe kryen funksionin e tij në një grup detyrash filtrimi.

Njësia e amortizimit 14 merr një sinjal reagimi nga sensori i rrymës së daljes 18 iae të elementit aktiv 8.

Blloku i bilancit 15 merr sinjale kthyese nga sensori i tensionit 19 i kondensatorëve të ruajtjes 20 të lidhjeve të tensionit të drejtpërdrejtë të konvertuesit PWM 10 dhe nga sensori i tensionit të rrjetit 21 vs.

Njësia selektive e shtypjes së harmonisë 16 merr sinjale kthyese nga sensori i rrymës së rrjetit 22 dhe nga sensori i tensionit të rrjetit 21 vs.

Konvertuesi modular PWM me shumë nivele 10 përbëhet nga modulet 23 të të njëjtit lloj (shih Fig. 4), secila prej të cilave është një konvertues tensioni i aftë të funksionojë në modulimin e gjerësisë (konvertuesi PWM). Modulet 23 lidhen në seri nëpërmjet portave të tensionit AC w ​​dhe z.

Figura 5 a) dhe b) tregon qarqet ekuivalente që shpjegojnë parimin e funksionimit të reagimit të amortizimit. Figura 5 a) tregon një diagram qarku ekuivalent të thjeshtuar të sistemit të paraqitur në figurën 3. Janë paraqitur disa konventa të reja. Konvertuesi i rrymës 3 i drejtuar nga rrjeti përfaqësohet në qarkun ekuivalent nga një burim rrymë iw(t) 24, rrjeti AC përfaqësohet nga një rrjet me tre terminale Zs 25 dhe emf. rrjetet us(t) 26, dhe konverteri PWM 10 me modulatorin 13 janë paraqitur në formën e bllokut 27. Në figurën 5 b) i njëjti qark është paraqitur me një rezistencë virtuale Rae 28. Në qarkun ekuivalent në figurën 5 b ) me një rezistencë virtuale 28 mbeten vetëm dy lidhje kthyese.

Figura 6 tregon një bllok diagram të bllokut të balancës 15 të qarkut të përgjithshëm të një PKU homogjene me një element aktiv 8. Qarku përmban: blloqet e shumëzimit 29, 30, 31 dhe pjesëtimi 32, 33, blloku funksional 34, mbledhësi 35, rregullatori 36, blloku i sinkronizimit 37, blloku 38 zgjedhja e modulit të madhësisë. Sinjalet hyrëse të bllokut 15 janë:

Sinjali kundrejt tensionit të rrjetit nga sensori 21 kundrejt,

Sinjali Ez - vendos energjinë e kondensatorëve të ruajtjes 20.

Figura 7 tregon qarkun ekuivalent të pajisjes kompensuese të filtrit të paraqitur në figurën 3. Emërtimet në diagram korrespondojnë me emërtimet në figurën 5: konverteri i rrymës 3 i drejtuar nga rrjeti përfaqësohet në një qark ekuivalent nga një burim rrymë iw(t) 24, rrjeti AC përfaqësohet nga një rrjet me tre terminale Zs 25 ; emërtime të mëtejshme: brinjët e kondensatorit 4, reaktori i tokëzimit 6, elementi aktiv 8.

Figura 8 tregon një qark ekuivalent për të ilustruar funksionimin e njësisë selektive të shtypjes së harmonisë. Emërtimet në diagram korrespondojnë me emërtimet në Fig.7. Rezistenca virtuale Rae dhe burimi emf. vsel janë pjesë e elementit aktiv 8.

Figura 9 tregon një diagram funksional të një kalkulatori të tensionit për shtypjen selektive të harmonikëve bazuar në rrymën e matur të konvertuesit skllav 3 (lidhje direkte, shtytje përpara). Qarku përmban blloqet e shumëzimit 39, 50, integruesit 51 54, mbledhësin 55.

Figura 10 tregon një diagram bllok të një rregullatori për shtypjen selektive të kth harmonike të rrymës së rrjetit. Diagrami tregon: sensori i rrymës së rrjetit 22 është, blloqet e shumëzimit 56, 57, 58, integruesi 59, burimi 60 tension k-të harmonike, elementi 61, që korrespondon me vlerën e karakteristikës së transferimit stacionar të sistemit në frekuenca kth harmonike.

Figura 11 tregon një bllok diagram të një kalkulatori për komponentin selektiv të shtypjes harmonike vsel duke përdorur reagime mbi rrymën e rrjetit. Qarku përmban një bllok sinkronizimi dhe konvertimi 62, blloqet e shumëzimit 63, 80, integruesit 81 86, mbledhësi 87.

Pajisja funksionon si më poshtë

Në PKU homogjene të propozuar (shih Fig. 3), elementi aktiv 8 përdoret si pajisja kryesore e filtrimit. Qarqet rezonante ndihmëse dhe rezistorët e amortizimit të përdorura në qarkun e njohur PKU me një element aktiv (Sadek, Pereira, 2002 -) janë të përjashtuara. Të dy funksionet:

Amortizim

Filtrim selektiv

në një PKU homogjene i janë caktuar plotësisht sistemit të kontrollit të elementit aktiv 8 dhe kryhen prej tij pa përdorimin e asnjë hardueri.

Vae e tensionit të daljes së konvertuesit përcjellës PWM 10 me një modulator të ndërtuar siç duhet 13 riprodhon në daljen e tij në rrjetin e energjisë AC variablin nga sistemi i kontrollit - referenca e tensionit - vz:

Në një frekuencë mjaftueshmërisht të lartë të modulimit, pulsimet PWM eliminohen nga një filtër shumë i lehtë (i përbërë nga induktiviteti 11 (Lae) dhe kapaciteti 12 (Cae)), vonesa e daljes në lidhje me hyrjen është e papërfillshme, kështu që ky lloj konverteri PWM 10 vepron si një përsëritës sinjali (brenda shkallës) nga sistemi i kontrollit në qarkun e energjisë dhe zbaton barazinë (2) mjaft saktë.

Konvertuesi PWM 10 (shih Fig. 4) është një element i kontrolluar që nuk grumbullon ose shpërndan energji (jo energjik, jo shpërhapës); fuqia e portës AC (w-z) është identike me fuqinë e portës DC (dp-dm)

ku vae dhe iae janë rryma dhe voltazhi i portës AC (w-z), vd dhe id janë rryma dhe voltazhi i portës DC (dp-dm),

dhe koeficienti i transferimit të tensionit dhe rrymës përcaktohet nga sistemi i kontrollit që gjeneron funksionin e kalimit të transistorëve s(t)

Vlera e funksionit të ndërrimit, mesatarisht lokale gjatë periudhës së modulimit, mund të ndryshojë pa probleme në intervalin [-1, 1], dhe në përputhje me rrethanat, tensioni i konvertuesit PWM 10 mund të ndryshohet pa probleme nga sistemi i kontrollit në intervalin [- vd, vd]. Me një modulator të ndërtuar saktë 13, funksioni komutues s(t) i gjeneruar prej tij ka një vlerë mesatare të lokalizuar

Në këtë rast, voltazhi mesatar lokal i konvertuesit PWM 10 përkon me sinjalin e referencës

e cila është ajo që kërkohet për ta përdorur atë si një element aktiv filtri. Barazitë (3 7) përshkruajnë modulet 23 të skemës me shumë nivele, dhe pas zgjerimeve të dukshme të interpretimit - dhe të gjithë skemës modulare shumënivelëshe në tërësi.

Siç u përmend më lart, për të gjeneruar një referencë të tensionit me tre komponentë të konvertuesit PWM 10 në përputhje me shprehjen (I):

vz=vdemp+vsel+vbal

sistemi i kontrollit të elementit aktiv 8 (shih Fig. 3) është i pajisur me tre blloqe funksionale specifike DBS (blloqet 14, 15, 16).

Le të kalojmë në një përshkrim të punës së tyre.

Blloku i amortizimit (D - lagësht) 14 përdor reagime proporcionale me fitim Rae për të prodhuar të parin nga tre komponentët:

i cili vepron saktësisht si një rezistencë Rae e futur në qarkun e daljes së elementit aktiv 8. Reagimi proporcional në rrymën dalëse të elementit aktiv 8 krijon një rezistencë virtuale amortizimi Rae. Kjo rezistencë virtuale zbut lëkundjet kalimtare të rrjetit jo më keq se një rezistencë e vërtetë. Duke pasur një element aktiv 8, nuk ka nevojë të futni rezistorë të vërtetë amortizimi në qarkun e filtrimit. Ato nuk përdoren në PKU homogjene.

Për të sqaruar thelbin fizik të proceseve në sistemin e paraqitur në figurën 3, është e dobishme të shembet reagimi i amortizimit (D-demp) në qarkun ekuivalent dhe të transferohet veprimi i tij në qarkun elektrik të fuqisë, ku kjo lidhje përfaqësohet nga një rezistencë Rae (virtuale). Procesi i përdredhjes së reagimit të amortizimit është ilustruar duke përdorur Fig. 5 a) dhe b). Figura 5 a) tregon një qark ekuivalent të thjeshtuar të një sistemi që përmban një PKU homogjene me bllokun 27 (që kryen rolin e një elementi aktiv në qarkun ekuivalent), dhe në të cilin blloku 27 mbulohet nga tre unaza reagimi DBS (lagësht, ekuilibër, zgjidhni). Konvertuesi i rrymës 3 i drejtuar nga rrjeti është paraqitur në qarkun ekuivalent në Fig. 5 a) dhe b), nga burimi i rrymës iw(t), dhe rrjeti AC përfaqësohet nga një rrjet me tre terminale Zs 25 dhe emf. rrjeti us(t) 26. Emërtimet e mbetura janë të njëjta si në Fig.3. Në figurën 5 b) i njëjti qark si në figurën 5 a) paraqitet me një rezistencë virtuale Rae 28. Në qarkun ekuivalent në figurën 5 b) me një rezistencë virtuale Rae 28, mbeten vetëm dy reagime, B dhe S Këto reagime ndaj rrymës së bllokut 27 (elementi aktiv) nuk përgjigjen drejtpërdrejt. Kështu, detyra e sintezës ndahet në dy pjesë. Rezistenca virtuale Rae 28 është zgjedhur për të zbutur më së miri dridhjet kalimtare. Dy komponentët e mbetur BS veprojnë në sistemin e amortizuar përmes rezistencës virtuale 28.

Le të kalojmë në një përshkrim të funksionimit të bllokut të bilancit 15 - B (balanca).

Kur funksionon si pjesë e një elementi aktiv 8, konverteri PWM 10 nuk transferon energji nga një rrjet në tjetrin dhe kondensatorët e ruajtjes 20 të konvertuesit PWM 10 mund të mos lidhen me një burim tensioni DC ose kullues, d.m.th. lihet në "varur" ose "noton". Si pasojë e kësaj, lind detyra e ruajtjes së ekuilibrit të fuqisë së kondensatorëve të ruajtjes 20. Për funksionimin e konvertuesit PWM 10, është e nevojshme që tensionet vd të kondensatorëve të ruajtjes 20 të mbahen në afërsi të një niveli të caktuar. vdz:

dhe për këtë është e nevojshme që në çdo interval kohor mjaft të gjatë Td fuqia mesatare e konvertuesit PWM 10 (dhe elementit aktiv 8) të jetë zero.

.

Kjo barazi duhet të përmbushet në sfondin e elementit aktiv 8 që përmbush detyrat e tij thelbësore: amortizimi i lëkundjeve kalimtare dhe thithja e harmonikave më të larta të rrymës. Specifikimi i kushteve për përdorimin e elementit aktiv 8 në një filtër të rrjetit AC bën të mundur: pa asnjë ndërprerje të filtrimit, tensionit të daljes të elementit aktiv 8 mund t'i shtohet një tension harmonik themelor me një amplitudë dhe fazë arbitrare. Amplituda komplekse e harmonikës themelore të tensionit të elementit aktiv 8 është një parametër i lirë. Është kjo që përdoret si një parametër për rregullimin e bilancit të fuqisë Pd të kondensatorëve të ruajtjes 20 të elementit aktiv 8.

Tensionet vd të këtyre kondensatorëve përshkruhen nga ekuacioni diferencial jolinear

.

ku C është kapaciteti i kondensatorëve 20.

Megjithatë, nëse shkojmë te energjia e grumbulluar

,

ekuacioni bëhet linear

Le të theksojmë komponentin e bilancit Pbal në fuqi Pd:

ku Pd" janë komponentë të tjerë. Për të rregulluar një objekt me ekuacionin (11), përdoret një rregullator proporcional-integral i fuqisë 36 (rregullator PI) (shih Fig. 6).

ku: p - Operatori Laplace; Ez-caktoni energjinë e kondensatorëve të ruajtjes 20; Kd, td - fitimi dhe konstanta kohore e kontrolluesit PI.

Me parametra të përshtatshëm, një rregullator i tillë sjell në mënyrë efektive energjinë Ed në një vlerë të caktuar Ez.

Siç tregohet në Fig. 6, hyrja e bllokut funksional 34 merr sinjalin vd nga sensori i tensionit 19 i kondensatorëve të ruajtjes 20, më pas një diferencë (Ez-Ed) formohet në daljen e grumbulluesit 35, i cili ushqehet në hyrjen e rregullatorit 36.

Më pas, vlera e fuqisë Pbal e përcaktuar nga rregullatori 36 duhet të shndërrohet në një amplitudë komplekse të tensionit të balancës vbal, dhe më pas në një ndryshore sinusoidale të frekuencës së rrjetit vbal(t) në mënyrë që të realizohet fuqia e kërkuar e ekuilibrit Pbal.

Fuqia e ekuilibrit është e barabartë me produktin skalar të amplitudave komplekse, funksioneve sinusoidale të tensionit dhe rrymës (vbal, ibal).

Duke përdorur qarkun ekuivalent (shih Fig. 7) të sistemit të paraqitur në Fig. 3, u përftua një shprehje për amplituda komplekse e rrymës së balancës ibal:

ku është amplituda komplekse e tensionit të rrjetit vs, yo është përçueshmëria e bllokut 4 të bankës së kondensatorit, ho është reaktansa e reaktorit të tokëzimit 6, .

Zëvendësimi i shprehjes së fundit në (13) jep

ku - është moduli i tensionit të rrjetit vs, Vbal, normë - komponenti i tensionit të balancës normal me vektorin e tensionit të rrjetit.

Komponenti tangjencial i vektorit nuk ndikon në fuqinë e bilancit. Komponenti Vbal,tan mund të merret si zero ose diçka tjetër; nuk ndikon në balancimin. Nga formula (15) komponenti normal i amplitudës së bilancit llogaritet nga fuqia e kërkuar Pbal

Llogaritja e Vbal,norma zbatohet (shih Fig. 6) duke përdorur një bllok shumëzimi 29 dhe një bllok pjesëtimi 32. Në këtë rast, moduli i tensionit të rrjetit vs llogaritet duke përdorur bllokun e sinkronizimit 37 dhe bllokun e llogaritjes së modulit 38. Blloku 37 konverton trefishin e tensioneve fazore të një rrjeti trefazor në një ndryshore komplekse të formës:

i përbërë nga një amplitudë komplekse dhe një vektor i amplitudës njësi rrotulluese (vektor njësi) e j· .,

Blloku i ndarjes 33 llogarit vlerat e vektorit të njësisë rrotulluese e j · tensionit të rrjetit, dhe më pas, duke përdorur blloqet e shumëzimit 30 dhe 31, formohet një ndryshore sinusoidale - tensioni i balancës vbal - i dyti nga tre përbërësit e shprehjes (1):

Pas lidhjes së komponentit amortizues vdemp dhe komponentit të balancës vbal të vendosësit të tensionit të elementit aktiv 8, qarku ekuivalent i rrjetit AC, së bashku me kondensatorët kompensues 4 dhe elementin aktiv 8, formojnë një qark elektrik të fuqisë që është shumë i amortizuar. me ndihmën e rezistorëve virtualë pa përdorimin e rezistorëve realë që shpërndajnë energji për amortizimin. Në një formë të thjeshtuar, pa marrë parasysh filtrin (Lae, Cae) të pulsimeve të modulimit të gjerësisë me frekuencë të lartë, i cili nuk është thelbësor këtu, ky qark është paraqitur në Fig. 8. Elementi aktiv 8 përfaqësohet në të nga një rezistencë amortizuese Rae dhe një burim emf. vsel, i projektuar për të thithur harmonikë më të lartë të rrymës iw.

Spektri i rrymës që dërgohet në rrjet nga konverteri i drejtuar nga rrjeti 3 është diskret

Prandaj, komponenti i përthithjes harmonike selektive vsel formohet si shumë

Secila nga harmonikat më të larta të rrymës iw k, nën veprimin e harmonikës së tensionit të daljes vaek të elementit aktiv 8, duhet të tërhiqet plotësisht në PKU (në elementin aktiv 8), në mënyrë që të jetë:

dhe në përputhje me rrethanat për tensionin:

Për të përmbushur këto kushte, amplituda komplekse e harmonikave të tensionit vsel() duhet të jetë

, k·Iw k ,

Në këtë rast, një harmonik rrymë k me një amplitudë komplekse rrjedh nëpër elementin aktiv 8

Diagrami funksional i kalkulatorit selektiv të shtypjes harmonike që funksionon sipas formulave (21-24) është paraqitur në Fig.9.

Harmonikët kanonikë të qarkut me 12 impuls të konvertuesit të rrymës 3 të drejtuar nga rrjeti janë të rendit

k: -11, 13; -23, 25; -35, 37;

ku numrat negativ korrespondojnë me harmonikat me rrotullim të kundërt. Variablat komplekse me amplitudë njësi e j·k· (orts) merren nga një bllok sinkronizimi (nuk tregohet në Fig. 9), në të cilin, si rezultat i përpunimit të tensionit të rrjetit vs(), së pari merret ort e j·, dhe pastaj prej tij llogariten ortet e tjera të nevojshme. Amplituda komplekse e rrymës së konvertuesit skllav izolohet me filtrim sinkron duke shumëzuar në blloqet e shumëzimit 39, 42, 45, 48 nga njësia e njësisë me rrotullim të kundërt e-j·k· dhe filtrimi pasues duke përdorur një filtër me kalim të ulët të kryer në integrues. 51 54. Përdorimi i mëtejshëm i blloqeve Duke shumëzuar 40, 43, 46, 49, llogariten amplituda komplekse e tensionit të harmonikëve dhe më pas në blloqet e shumëzimit 41, 44, 47, 50 duke shumëzuar me njësinë përkatëse e j·k· fitohet harmonik i tensionit vsel k. Adder 55 ju lejon të merrni sinjalin përfundimtar vsel.

Zgjedhja e vlerësuesit të shtypjes selektive të sintetizuara funksionon në pjesën e sipërme të dempës së komponentit amortizues dhe nuk e prish amortizimin. Në të njëjtën kohë, me parametra të njohur saktësisht të impedancave dhe llogaritjet e sakta ai thith plotësisht harmonikët e konvertuesit 3 të drejtuar nga rrjeti në qarkun e pajisjes kompensuese.

Rryma iw() e konvertuesit të drejtuar nga rrjeti 3 është pothuajse e pavarur nga sjellja e elementit aktiv 8. Për shkak të kësaj, kompjuteri i shtypjes selektive që vepron në këtë rrymë, i paraqitur në Fig. 9, është një sistem i kthimit dhe ndan avantazhet dhe disavantazhet e sistemeve të qenësishme me komunikim të drejtpërdrejtë. Avantazhi është se problemi i qëndrueshmërisë eliminohet; lidhjet e drejtpërdrejta nuk mund të jenë shkak i vetëlëkundjeve. Disavantazhi është ruajtja e çdo gabimi që rezulton, si gabimi i të dhënave fillestare ashtu edhe gabimi i secilit hap të llogaritjes, dhe si rezultat - saktësi e ulët. Për shkak të kësaj, sistemet feed-forward përdoren vetëm në raste të rralla. Llogaritësi vsel sipas qarkut në figurën 9 është diskutuar më sipër vetëm për të ilustruar veprimin e elementit aktiv 8 në pajisjen kompensuese të filtrit.

Kur zbatohet kalkulatori vsel në një PKU homogjene në përputhje me propozimin teknik të deklaruar, përdoret reagimi, d.m.th. komunikimi i bazuar në rrymën e matur të rrjetit të rrymës alternative është (), siç tregohet në diagramin e përgjithshëm të një PKU homogjene (Fig. 3).

Ndërtimi i një sistemi për shtypjen selektive të harmonikave të rrymës kryesore () i propozuar këtu bazohet në parimin e kuazi-stacionaritetit. Është domethënëse që sistemi i përzgjedhur funksionon në sfondin e demp-it të reagimit të amortizimit me brez të gjerë me lak të mbyllur, i cili u diskutua më sipër. Nën ndikimin e amortizimit, pas periudhave mjaft të shkurtra kohore ose me ndryshime mjaft të ngadalta të kushteve, rryma e rrjetit AC përbëhet nga të njëjtat harmonikë që gjenerohen nga konverteri 3 i drejtuar nga rrjeti:

ku amplituda komplekse e harmonikave të rrymës së rrjetit lidhet me amplitudat komplekse të harmonikave të rrymës së konvertuesit të drejtuar nga rrjeti 3 dhe amplitudat komplekse të harmonikave të tensionit nga koeficientët e karakteristikave të transferimit stacionar të sistemit:

Y(j·) është karakteristika stacionare e transferimit të qarkut të plotë ekuivalent të sistemit nga tensioni i elementit aktiv në rrymën e rrjetit; Y k =Y(j·k);

G(j·) është karakteristika stacionare e transferimit të qarkut të plotë ekuivalent të sistemit nga rryma e konvertuesit të drejtuar nga rrjeti në rrymën e linjës; G k =G(j·k).

Supozohet se ekuacioni i transferimit të amplitudës komplekse plotësohet në mënyrë të kënaqshme në kushte pothuajse stacionare, kur amplitudat komplekse ndryshojnë ngadalë funksionet e kohës, , . Duke e konsideruar (25) si një ekuacion të objektit të kontrollit, është e lehtë të zgjedhësh një kontrollues për të. Funksioni i kontrollit të synuar është të marrë vlera zero të të gjitha harmonikave të rrymës së rrjetit, d.m.th. vlera e dhënë për amplituda komplekse e çdo harmonike është zero,

Kontrolluesi më i mirë për këto kushte është një integrues

ku është konstanta kohore e integratorit.

Ekuacioni për amplituda komplekse e harmonikës së rrymës së rrjetit është marrë si më poshtë:

Ndryshorja në anën e djathtë të ekuacionit (ndryshorja shqetësuese) është pothuajse e pavarur nga proceset e shtypjes harmonike, siç u përmend më herët, dhe është konstante në kushtet e gjendjes së qëndrueshme, kështu që ana e djathtë e ekuacionit në kushte të gjendjes së qëndrueshme bëhet zero.

.

Prandaj, amplituda komplekse e harmonikës së shtypur në mënyrë selektive të rrymës së rrjetit tenton në zero në mënyrë eksponenciale me konstantën e kohës

Siç mund të pritej nga një rregullator integral, gabimi (në këtë rast, harmonika e rrymës së rrjetit) eliminohet plotësisht.

Ekuacionet e sistemit për shtypjen selektive të harmonikave të rrymës (25, 26) janë komplekse. Variablat që ndryshojnë ngadalë , , të përfshira në to janë me vlerë komplekse. Kompleks janë edhe koeficientët e ekuacioneve Y k dhe G k. Kjo në vetvete është vetëm e një natyre teknike. Nuk është e vështirë të zgjerohen ekuacionet (25, 26) në shprehjet përkatëse për 2-vektorë me vlera reale

x=x d +j x q col(x d ,x q).

Kjo nuk bëhet vetëm sepse formulat me vlera komplekse e shprehin thelbin më shkurt dhe më qartë. Më shumë vëmendje duhet t'i kushtohet një rrethane tjetër. Koeficienti Y k i ekuacionit të impiantit (25) përmban parametra të fshehur të rrjetit AC në të cilin funksionon PKU si një e tërë, dhe rregullatorin për shtypjen selektive të k harmonike në veçanti. Parametrat e rrjetit njihen vetëm në mënyrë të pasaktë dhe këto parametra mund të ndryshojnë. Kur merret parasysh ndjeshmëria e sistemit selektiv të shtypjes harmonike ndaj gabimit në njohuritë për linjën, është e nevojshme të bëhet dallimi midis parametrit Y k të përcaktuar nga vija e ekuacionit (25) dhe vlerës së pritur të këtij parametri Y k të përdorur në Sistemi i kontrollit të elementit aktiv, atëherë do të bëhet ekuacioni (26).

Kur e zëvendësoni atë në (25), një shumëzues kompleks do të shfaqet në ekuacionet e sistemit me qark të mbyllur, i barabartë me raportin e parametrit të vërtetë dhe të vlerësuar.

.

Ky shumëzues kompleks modifikon konstantën e kohës së kontrolluesit, duke e kthyer atë në një numër kompleks. Komponenti i tranzicionit i sistemit të kontrollit me qark të mbyllur (28) modifikohet si më poshtë:

ku për shkurt shkruhet

Shprehja e fundit përshkruan një lëkundje harmonike të amortizuar me një konstante kohore amortizimi dhe frekuencë natyrore

Komponenti kalimtar pushon së amortizuari vetëm nëse gabimi i fazës arrin vlerat kritike

Gabimi i modulit nuk ndikon në stabilitetin; thjesht ndryshon tempin. Kjo çon në një përfundim të rëndësishëm: sistemi për shtypjen selektive të harmonikëve të rrymës së rrjetit me reagime integrale është i fortë. Ajo mbetet e qëndrueshme në një gamë të gjerë mospërputhjesh midis parametrave të rrjetit AS dhe atyre të pritshme. Stabiliteti humbet vetëm kur ndryshon drejtimi i reagimit, kur vektori i divergjencës shkon përtej kuadranteve I, IV të planit kompleks (komponenti real i vektorit të divergjencës bëhet negativ).

Struktura e rregullatorit për shtypjen selektive të kth harmonike të rrymës së rrjetit, që funksionon sipas ekuacioneve (25, 26), ilustrohet nga diagrami në Fig. 10.

Vetë kontrolluesi punon vetëm me amplituda komplekse, . Amplituda e rrymës nxirret nga rryma i(·) e matur nga sensori 22 duke shumëzuar duke përdorur njësinë e shumëzimit 56 me njësinë k-të rrotulluese të pasme e-j·k· . Për të marrë amplituda komplekse e tensionit, ndryshorja e daljes së integratorit kompleks shumëzohet me koeficientin kompleks të vlerësuar - transferimi i rezistencës nga tensioni i elementit aktiv 8 në rrymën e rrjetit në frekuencën k-të harmonike. Bazuar në vlerën e fituar të amplitudës së tensionit kompleks, detyra e tensionit k-të harmonik Vk të elementit aktiv 8 rikthehet me shumëzim duke përdorur bllokun e shumëzimit 58 nga njësia e rrotullimit k-të e j·k·.

Ndërtimi i një qarku të plotë të kalkulatorit të komponentit vsel(·), d.m.th. komponenti i shtypjes selektive të harmonikave prodhohet nga rregullatorët përmbledhës të tipit të paraqitur në figurën 10 për të gjithë grupin e harmonikëve të zgjedhur; një rregullator për secilën nga harmonikat që do të shtypen. Ky konstruksion është paraqitur në Fig. 11.

Lista e harmonikëve të shtypur përmban, së pari, harmonikat kanonike

11, 13; -23, 25; -35, 37 .

Përveç harmonikave kanonike, rryma e konvertuesit të drejtuar nga rrjeti përmban sasi të mbetura të harmonikëve jokanonikë

5, -7; -17, 19; .

Ato krijohen nga rrymat lëvizje boshe transformatorët e konvertuesit dhe pasaktësitë e kontrollit të valvulave. Amplituda e tyre është zakonisht e vogël, por mund të jetë e nevojshme një ulje e nivelit të tyre. Në një PKU homogjene me një element aktiv të kontrolluar nga një algoritëm DBS me tre komponentë, nuk kërkohet pajisje shtesë për të absorbuar harmonikat jo-kanonike. Mjafton të përfshihen në diagramin funksional dhe programin e bllokut selektiv të shtypjes harmonike 16 (zgjidhni) degët që korrespondojnë me këto harmonikë jokanonike, siç tregohet në figurën 11.

Kur merret parasysh diagrami funksional i bllokut 16 përzgjedhës, dukuria e mbivendosjes harmonike duhet të merret parasysh. Në figurën 11, vlerat është 11, është 13 janë regjistruar në hyrjet e integruesve 81 86.

Në realitet, me një rrymë të formës

për shembull, në hyrjen e integratorit 82 pas shumëzimit (duke përdorur bllokun e shumëzimit 66) me e -j·13· fitohet shuma:

Is 1 e -j 12 +Is 11 e -j 24 +Is 13 +Is 23 e -j 36 + ,

në të cilat harmonikat e frekuencave 12, 24 dhe 36-fish janë të përziera në amplituda komplekse është 13. Për të shmangur interferencat, konstanta kohore e integruesve 81 86 duhet të zgjidhet mjaft e madhe për të zbutur harmonikat e kombinimit të frekuencës më të ulët. Në shembullin e mësipërm, frekuenca më e ulët e tyre është harmonika e 12-të. Për ta zvogëluar atë, nuk është e nevojshme të ngadalësoni shumë procesin e shtypjes selektive të harmonisë. Edhe pa masa të veçanta, një sistem selektiv i shtypjes harmonike mund të jetë mjaft dinamik.

Duke përfunduar përshkrimin e sistemit të shtypjes selektive me reagime mbi rrymën e rrjetit, vërejmë se kur e përdorim atë, saktësia e shtypjes së harmonikave më të larta të rrymës së rrjetit përcaktohet vetëm nga saktësia e matjeve. Gabime të tjera, duke përfshirë gabimet në informacionin në lidhje me parametrat e rrjetit AC, shtypen plotësisht nga rregullatorët integral të reagimeve.

Funksionimi i pajisjes shpikëse të kompensimit të filtrit ilustrohet nga grafikët e procesit (Fig. 12 - Fig. 13) të marra duke përdorur modelin ELTRAN. ELTRAN(, ) është sistem universal konvertuesit e valvulave modeluese të çdo konfigurimi dhe qëllimi. Së bashku me pjesën e fuqisë së konvertuesit, modeli ELTRAN shfaq gjithashtu sistemin e tij të kontrollit, si dhe, nëse është e nevojshme, qarqet e jashtme ngjitur me konvertuesin. Të gjitha këto veçori ishin të nevojshme në këtë rast. Modeli i zbatuar, së pari, shfaq në detaje të gjitha qarqet e fuqisë së njësisë së plotë të ndreqës-konvertuesit (CRCU), një diagram i thjeshtuar me një linjë të të cilit është paraqitur në Fig. 3, duke përfshirë:

Konvertuesi i rrymës së drejtuar nga rrjeti me dymbëdhjetë impuls 3, me paraqitje individuale të secilës valvul;

Konvertuesi transformator me tre dredha-dredha 2, duke shfaqur konfigurimin e qarkut magnetik specifik për transformatorët e konvertuesit dhe duke marrë parasysh fenomenet e ngopjes së tij;

Bankat e kondensatorëve 4, çelsat 5 dhe reaktorët e tokëzimit 6, si dhe qarqet ndihmëse RC për kufizimin e rritjeve të rrymës gjatë ndërrimit të baterive 4;

Rrjeti AC 1 në formën e një qarku ekuivalent me katër bar të linjës së transmetimit, si dhe reaktancën dhe emf. nënstacioni ngjitur;

Konvertuesi modular i tensionit PWM me pesë nivele 10 me paraqitje individuale të IGBT-ve dhe kondensatorëve të ruajtjes 20 (elementi aktiv 8);

Filtro Lae 11, Cae 12 pulsime me frekuencë të lartë të modulimit të gjerësisë.

Së bashku me qarkun e energjisë, shfaqet në detaje edhe sistemi i kontrollit të elementit aktiv 8 duke përdorur algoritmin DBS, me të gjitha blloqet e tij funksionale dhe sythet e reagimit.

Modeli gjithashtu shfaq sistemin e sinkronizimit dhe sistemin e kontrollit të konvertuesit të rrymës së drejtuar nga rrjeti 3. Parametrat e modelit: fuqia - P N = 500 MW, tensioni i rrjetit AC-V N = 400 kV.

Fuqia totale reaktive e FKU e nevojshme për funksionimin e KVPU është

Q SUM 330 Mvar.

Bankat e kondensatorëve të PKU-së ndahen në 3 blloqe të të njëjtit lloj (Nq=3); Fuqia e secilës bateri është

CVPU-ja e simuluar siguron funksionimin me një ndryshim në fuqinë e transmetuar R. Për të rregulluar fuqinë reaktive me kontroll të gjerë të fuqisë së transmetuar, kërkohet ndërrimi i bankave të kondensatorëve. Në kuadër të studimit, modaliteti i ndërrimit sinkron konsiderohet si modaliteti kryesor i komutimit. Teknologjia moderne e ndërprerësve të tensionit të lartë bën të mundur ndërrimin sinkron. Funksionet e sinkronizimit tregohen në modelin e përdorur.

Modeli i sintetizuar ELTRAN i CVPU me përbërjen dhe funksionet e përshkruara më sipër përdoret për të zgjidhur një gamë të gjerë problemesh në projektimin e objekteve reale.

Këtu ne paraqesim vetëm rezultatet individuale të simulimit që lidhen drejtpërdrejt me një PKU homogjene dhe elementin e tij aktiv.

Në Fig.12. janë paraqitur grafikët e funksionimit të një PKU homogjene dhe elementit të tij aktiv 8 në gjendje të qëndrueshme me fuqinë nominale të transmetuar. Grafikët janë të vendosur në 4 diagrame (1 - diagrami i sipërm, 4 - diagrami i poshtëm).

Diagrami i parë tregon:

U LMA - tensioni fazor i rrjetit 1 (është gjithashtu tensioni i mbështjelljes së rrjetit të transformatorit të konvertuesit 2),

IA - rryma e fazës trapezoidale e konvertuesit 3 të drejtuar nga rrjeti (është gjithashtu rryma e mbështjelljes së rrjetit të transformatorit të konvertuesit 2)

IAs është rryma e fazës që hyn në rrjet.

Rryma e konvertuesit skllav është shumë përpara tensionit të rrjetit: konverteri skllav konsumon fuqi reaktive për të ndërruar valvulat e tij. Pajisja kompensuese e filtrit shton një rrymë të vonuar në rrymën e konvertuesit skllav dhe në këtë mënyrë zhvendos rrymën e rrjetit. Përveç kësaj, PKU thith harmonikat më të larta të rrymës së konvertuesit të drejtuar. Si rezultat, rryma që hyn në rrjet bëhet sinusoidale, me një zhvendosje të vogël në lidhje me tensionin. Vizualisht, në grafikët, shtrembërimet e rrymës dhe tensionit të rrjetit janë plotësisht të padukshme. Në diagramin e parë, vërehet një mbikompensim në fuqinë reaktive: rryma hyrëse e rrjetit mbetet prapa tensionit të rrjetit. Kjo për faktin se fuqia e instaluar e baterive PKU zgjidhet me një farë të tepërt bazuar në transferimin e fuqisë së rritur prej 1.1·P N.

Diagrami i dytë tregon një variabël - UAF - tension fazor në zbarat 7 të elementit aktiv 8 (shih Fig. 3), që është tensioni i elementit aktiv pas filtrimit nga filtri Lae 11, Cae 12 valëzime me frekuencë të lartë të modulimi i gjerësisë. Një filtër i tillë, siç u përmend më lart, është pjesë e elementit aktiv. Tensioni i elementit aktiv, siç shihet nga grafiku, dominohet nga harmonika e 11-të dhe e 13-të, të cilat së bashku japin një formë karakteristike të rrahjes. Harmonikët e tjerë nuk janë të dukshëm në grafikun e tensionit të elementit aktiv. Për t'i izoluar ato, kërkohet përpunim i veçantë i sinjalit.

Diagrami i tretë tregon: KUA - tensioni fazor i konvertuesit PWM 10 (që përkon në formë me tensionin e daljes së konvertuesit modular shumënivelësh PWM 10 - pjesa bazë e elementit aktiv 8). Modulimi i gjerësisë është me frekuencë të lartë. Niveli i tensionit mesatar lokal të konvertuesit në grafik është i dukshëm vetëm si një trashje/hollim i linjave komutuese.

Diagrami i katërt (poshtë) tregon:

ILAIN - rryma e elementit aktiv 8,

ILAF është rryma e reaktorëve të tokëzimit 6, të cilët shmangin elementin aktiv,

ICAF - rryma totale e bankës kondensator 4.

Në rrymën e elementit aktiv, harmonika e 11-të dhe e 13-të janë kryesisht të dukshme dhe, përveç tyre, harmonia themelore me frekuencën e rrjetit. Në të janë të dukshme pulsimet e modulimit të gjerësisë, të cilat janë të dukshme si njëfarë "leshi" e linjës aktuale. Amplituda e këtyre pulsimeve është e vogël dhe frekuenca e lartë, dhe ato absorbohen plotësisht nga kondensatorët e filtrit të elementit aktiv. Siç është vërejtur tashmë, pulsimet e modulimit të gjerësisë nuk depërtojnë në tensionin e daljes së elementit aktiv.

Nga shqyrtimi i Fig. 12 rezulton se PKU ofron kompensim dhe filtrim efektiv.

Proceset kalimtare të shkaktuara nga ndërrimi i bankave të kondensatorëve gjatë rregullimit të fuqisë reaktive të PKU janë një fenomen i zakonshëm për KVPU me konvertues të drejtuar nga rrjeti. Këto procese konsiderohen gjithashtu duke përdorur modelin ELTRAN. Ndërrimi kryhet i sinkronizuar: ndezja e çelësit me një komandë hyrëse vonohet në mënyrë që momenti i mbylljes së kontaktit të ndodhë në momentin kur tensioni kalon nga zero. Një menaxhim i tillë është zotëruar Teknologji moderneçelësat e tensionit të lartë. Redukton luhatjet kalimtare në rrjet dhe mbingarkesat e pulsit të bankave të kondensatorëve dhe vetë çelsave, pa kërkuar kosto të konsiderueshme.

Një nga proceset tipike kalimtare është paraqitur në figurën 13, i cili tregon grafikët e procesit të zvogëlimit të fuqisë së transmetuar, shoqëruar me mbylljen e një prej tre bankave kondensatorë të PKU. Diagrami tregon rrymën në daljen e konvertuesit 3 (Kurba ajo e shkallëzuar) dhe rryma e linjës (rrjeti) (IL - kurba e qetë) me një ulje të fuqisë së transmetuar, shoqëruar me shkyçjen e baterisë së tretë të PKU.

Ndërsa fuqia e transmetuar zvogëlohet, fuqia reaktive Q e konvertuesit të drejtuar nga rrjeti 3 zvogëlohet, ndodh një tepricë e fuqisë reaktive të rrjetit QL dhe sistemi i kontrollit të fuqisë reaktive fillon mbylljen e baterisë së tretë të PKU. Procesi kalimtar, i shkaktuar nga një rënie në fuqinë e transmetuar dhe shkëputja e baterisë e nisur prej tij, përfundon me vendosjen e një regjimi të ri në 100 ms.

Në figurën 13, shtrembërimi i tensionit gjatë procesit kalimtar është pothuajse i padukshëm. Kjo është një pasojë pozitive e dy rrethanave. Së pari, sinkronizimi i çelsave minimizon efektin e shqetësimit të ndezjes në sistem. Së dyti, rezistorët virtualë të formuar nga nënsistemi D i sistemit të kontrollit DBS me tre komponentë sigurojnë amortizimin intensiv të sistemit. Efekti i sistemit selektiv të shtypjes harmonike është gjithashtu i dukshëm, duke siguruar shtypjen e plotë të harmonikave të rrymës së rrjetit.

Cilësia e funksionimit të një PKU homogjene dhe sistemi i tij i kontrollit DBS në rregullimin e fuqisë së transmetuar është mjaft i kënaqshëm.

Studimi i përfunduar i mënyrave KVPU me një konvertues standard të drejtuar nga rrjeti dhe një PKU homogjene zbuloi se fuqia e kërkuar e instaluar e elementit aktiv është 1.2-1.4% e fuqisë së xhiros së KVPU. Kjo vlerë është e parëndësishme, kështu që kostoja e elementit aktiv nuk jep ndonjë kontribut të rëndësishëm në koston e CVPU, dhe humbjet në elementin aktiv janë të pandjeshme midis humbjeve në CVPU. Komplikimi i një CVPU homogjene me qarqe rezonante për të zvogëluar fuqinë e elementit aktiv është i pajustifikuar.

Përparësitë e një PKU homogjene me një element aktiv, gjendja aktuale e artit të konvertuesve MMC, si dhe sofistikimi i algoritmit DBS bëjnë të mundur ofrimin e një PKU homogjene për të gjitha projektet moderne HVDC me konvertues të rrymës skllav. Gjendja e artit është e pjekur për këtë hap tjetër në zhvillimin e HVDC-LCC.

Kështu, me modelin e mësipërm të pajisjes shpikëse, sigurohen funksionet kryesore - rregullimi i fuqisë reaktive kur përdorni të njëjtin lloj kondensatorësh të këmbyeshëm, thithjen e plotë të harmonikave më të larta pa përdorimin e qarqeve rezonante të akorduara, amortizimin e dridhjeve kalimtare pa përdorimi i rezistorëve që shpërndajnë energjinë.

Bazuar në sa më sipër, detyrat e mëposhtme:

Thjeshtimi i qarkut PKU për shkak të një reduktimi rrënjësor të numrit të degëve të PKU për kushtet e rregullimit të fuqisë reaktive duke ndërruar bateritë,

Ulja e nivelit të humbjeve të fuqisë së PKU për shkak të amortizimit me rezistorë virtualë në vend të amortizimit me rezistorë realë (funksioni kryhet nga sistemi i kontrollit të elementit aktiv pa përfshirjen e ndonjë hardueri),

Thjeshtimi i cilësimeve të PKU gjatë komisionimit dhe ristrukturimit gjatë ndryshimit të parametrave të rrjetit AS, i cili arrihet vetëm duke rregulluar programin e kontrollit të elementit aktiv, është zgjidhur në mënyrë efektive.

Burimet e informacionit

1. Grupi i Punës CIGRE 14.30. Ndërrimi i filtrave dhe menaxhimi i energjisë reaktive. Seksioni 8. Nr. 139 - Udhëzues për specifikimin dhe vlerësimin e projektimit të filtrave AC për sistemet HVDC. Prill 1999

2. R.K. Chauhan, M. Kuhn, D. Kumar, A. Kolz, P. Riedel - Aspektet e Dizajnit Bazë tëBallia-Bhiwadi 2500MWHVDCPower Transmission System, 2009

3. Marquardt Rainer (DE) - Qarku i korrigjimit të rrymës për invertorët e burimeve të tensionit me depo të veçanta energjie zëvendëson blloqet fazore me kondensatorë të ruajtjes së energjisë. Numri i botimit DE 10103031, 2002-07-25

4. L. Gyugyi, V.R. Pelly - Ndryshuesit e frekuencës së fuqisë statike - teoria, performanca dhe aplikimi. Nju Jork: J. Wiley, 1976

5. Sadek Kadry (DE), Pereira Marcos (DE) - Siemens AG (DE) - Filtër hibrid për një rrjet me rrymë alternative. Numri i publikimit US 6385063, 2002-05-07

7. CIGRE IEC/PAS 62544 - Filtra aktivë në aplikacionet HVDC. Specifikimi i disponueshëm publikisht, para-standard, 2008-02, faqe 43-44

8. Marcos Pereira, Aplicaç o de Novos Filtros Ativos AC de Pot nca Plena - IEE/PES T&D 2010 Amerika Latine. S o Paulo, Brazil, Nëntor 2010. (Siemens AG 2010 Sector Energy. [email i mbrojtur]).

9. Mustafa G.M. - Matricat për përshkrimin e topologjisë së transformatorëve. “Elektriciteti” Nr 10, 1977, fq 34-39

10. Mustafa G.M., Sharanov I.M. - Modelimi matematikor i konvertuesve tiristor. “Elektriciteti” Nr.1, 1978, fq.40-45

KERKESE

1. Pajisja kompensuese e filtrit e një instalimi të plotë konvertues për transmetimin e energjisë së rrymës së drejtpërdrejtë bazuar në një konvertues të rrymës me valvul (tiristor) të drejtuar nga rrjeti (konvertues me komutim të linjës, LCC) me fuqi të transmetueshme të rregullueshme, duke rregulluar fuqinë reaktive duke ndërruar dy ose më shumë degë, secila prej të cilave është e pajisur me një ndërprerës për lidhjen me rrjetin e furnizimit me energji elektrike dhe përmban banka kondensatorësh, rezistorë dhe reaktorë që kryejnë funksionet e filtrimit dhe kompensimit; Pajisja e kompensimit të filtrit përmban gjithashtu një ose më shumë elementë aktivë (konvertues tensioni me modulim të gjerësisë me frekuencë të lartë, sensorë të rrymës dhe tensionit), të karakterizuar në atë që:

Bankat e kondensatorëve zbatojnë vetëm funksionin e kompensimit dhe janë identike me fuqinë reaktive Qk të barabartë me fraksionin Nqth të fuqisë reaktive totale më të madhe të transmetuar Qsum:

ku Nq është numri i bankave të kondensatorëve,

Bankat e kondensatorit lidhen me tokën përmes një elementi aktiv të përbashkët me anë të një numri përkatës të ndërprerësve të tensionit të mesëm ose përmes elementëve aktivë individualë,

Në një pajisje kompensuese të filtrit, funksionet e filtrimit kryhen vetëm nga elementi(et) aktiv; për këtë qëllim, sistemi i kontrollit të elementit aktiv (konvertuesi PWM), përveç grupit të zakonshëm të blloqeve funksionale të konvertuesit PWM. , është i pajisur me tre blloqe funksionale specifike të implementuara në softuer (me ato përkatëse me reagime):

Blloku D - amortizimi (i dempuar),

Blloku B - bilanci (bal),

Blloku S - shtypja selektive harmonike (sel),

gjenerimi i tensioneve të referencës, shuma e të cilave formon variablin kryesor të kontrollit të konvertuesit - referenca e tensionit vz(t) (funksioni i kohës):

vz=vdemp+vbal+vsel, dhe:

Blloku D formohet duke përdorur reagime me brez të gjerë (për shembull, proporcional me fitimin Rae) në rrymën e daljes së konvertuesit iae(t) në përputhje me barazinë:

vdemp(t)=Rae·iae(t),

dhe, duke përfaqësuar një rezistencë virtuale Rae, zbut lëkundjet kalimtare të rrjetit në të njëjtën mënyrë si një rezistencë reale Rae e përfshirë në qarkun e daljes së konvertuesit; në këtë rast, vlera e fitimit Rae zgjidhet në mënyrë që të zbutet më së miri dridhjet kalimtare; dy blloqet e mbetura B dhe S veprojnë në sistemin e amortizuar përmes rezistencës virtuale Rae;

Blloku B është formuar duke përdorur reagime mbi tensionet vd të kondensatorëve të ruajtjes së seksioneve të tensionit DC të konvertuesit me pjesëmarrjen e tensionit të rrjetit vs në këtë reagim, kryen detyrën e ruajtjes së ekuilibrit të energjisë Pd, dhe, rrjedhimisht, tensionet vd e kondensatorëve të ruajtjes në afërsi të një niveli të caktuar vdz:

Moduli për llogaritjen (bazuar në rregullatorin e fuqisë së bilancit të përcaktuar) amplituda komplekse e komponentit të tensionit të bilancit Vbal, normë, normale ndaj vektorit të tensionit të rrjetit:

,

ku është amplituda komplekse e tensionit të rrjetit, yo është përçueshmëria e bllokut të bankës së kondensatorit,

Moduli i gjenerimit të tensionit të bilancit - si një variabël sinusoidal i frekuencës themelore, ortogonal me tensionin e rrjetit në përputhje me shprehjen:

vbal(t)=Vbal, norm·j·e j ,
- njësia rrotulluese e njësisë k-të harmonike të rrymës së rrjetit;

Moduli për rregullimin e amplitudave komplekse të harmonikave të tensionit më të lartë vsel, d.m.th. komponent i shtypjes selektive të harmonikëve (sel), duke përdorur një rregullator integral për çdo harmonik më të lartë të rrymës të shtypur në mënyrë selektive, i cili, bazuar në amplitudë komplekse të rrymës harmonike, gjeneron një amplitudë komplekse për vendosjen e tensionit të kësaj harmonike, dhe në Formimi i vendosjes së amplitudave komplekse të tensioneve të harmonikave më të larta të konvertuesit (elementit aktiv) një koeficient kompleks të barabartë me vlerën e karakteristikës së transferimit stacionar të sistemit në frekuencën kth harmonike:
për të gjithë grupin e harmonikëve të zgjedhur, dhe grupi i harmonikëve të ndrydhur përmban harmonikat kanonike

11, 13; -23, 25; -35, 37 ,

dhe gjithashtu mund të përmbajë harmonikë individuale jo-kanonike, për shembull:

5, -7; -17, 19; .

2. Pajisja kompensuese e filtrit sipas pretendimit 1, karakterizuar nga fakti qe ne qarkun e kondensatoreve futet nje reaktor kufizues i rrymes, reaksioni i te cilit percaktohet nga kushti i kufizimit te amplitudes se rrymes kalimtare gjate nderrimit te kondensatorit. bankat.

Kompania Elektrointer ofron pajisje të përdorura për kompensimin e fuqisë reaktive në rrjetet 0.4 kV. Fuqia reaktive rrit humbjet e energjisë elektrike; nëse pajisjet e kompensimit nuk janë të pranishme në rrjet, humbjet mund të arrijnë 50% të konsumit mesatar. Përveç kësaj, zvogëlon cilësinë e furnizimit me energji elektrike: ndodhin mbingarkesa të gjeneratorit, humbje të nxehtësisë, ndryshime në frekuencë dhe amplitudë. Pajisjet kompensuese të filtrit 0.4 kV do të jenë një zgjidhje fitimprurëse për problemin.

Përparësitë e njësive të kondensatorëve

Njësitë e kondensatorëve janë bërë mënyra më efektive për të kompensuar fuqinë reaktive. Kondensatorët e zgjedhur siç duhet mund të zvogëlojnë fuqinë reaktive të marrë nga rrjeti, gjë që redukton humbjet e energjisë. Instalimet e kondensatorëve kanë disa përparësi:

• Instalim i shpejtë, nuk kërkohet mirëmbajtje e komplikuar. Instalime të tilla kompensuese nuk kërkojnë një bazë shtesë.
• Humbjet minimale të fuqisë aktive. Kondensatorët inovativë të kosinusit ofrojnë humbje të qenësishme prej jo më shumë se 0,5 W për 1000 VAR.
• Mundësia e lidhjes kudo në rrjetin e furnizimit me energji elektrike. Instalime të tilla prodhojnë zhurmë minimale gjatë funksionimit.

Kompensimi mund të jetë individual ose grupor: në rastin e parë, fuqia reaktive kompensohet aty ku ndodh, në të dytin, veprimi i kompensuesit shtrihet në disa konsumatorë.

Porositja e pajisjeve elektrike nga prodhuesi

SHA "Electrointer" ofron blerjen e njësive të kompensimit të fuqisë reaktive në një shumëllojshmëri; pajisjet zgjidhen duke marrë parasysh kërkesat personale të klientit. Telefononi numrat tanë dhe diskutoni kushtet e blerjes me specialistë: çmime të favorshme dhe kushte të përshtatshme bashkëpunimi janë të garantuara.