Способ подключения для компенсатора реактивной мощности

Использование: для компенсации реактивной мощности. Технический результат заключается в упрощении способа и устранении обратных воздействий на рабочее напряжение. Компенсатор реактивной мощности содержит несколько расположенных параллельно друг к другу компенсационных компонентов (К1-К3). Для подключения компенсатора реактивной мощности к рабочему напряжению (U) сначала компенсационные компоненты (К1-К3) подключают последовательно друг за другом блоком управления (CU) к рабочему напряжению (U) через добавочное сопротивление (R). Только после этого компенсационные компоненты (К1-К3) подключают к рабочему напряжению (U) свободно от добавочного сопротивления. 4 н. и 16 з.п. ф-лы, 6 ил.

 

Настоящее изобретение относится к способу подключения к рабочему напряжению для компенсатора реактивной мощности с несколькими расположенными параллельно друг к другу компенсационными компонентами согласно пункту 1 формулы изобретения.

Оно относится далее к запомненной на носителе данных управляющей программе, блоку управления для компенсатора реактивной мощности и компенсатору реактивной мощности, которые выполнены с возможностью осуществления подобного способа подключения.

Компенсаторы реактивной мощности - так называемые SVC-установки (SVC=static VAR compensator=статические компенсаторы реактивной мощности) - содержат, как правило, управляемое тиристором реактивное сопротивление TCR (TCR=thyristor controlled reactance) и по крайней мере одну цепь фильтра. Они используются в энергоемких потребителях, которые снабжаются переменным током из сети переменного напряжения, и служат для того, чтобы компенсировать компоненты реактивной мощности переменного тока.

Компенсатор реактивной мощности является, как правило, подключаемым к сети переменного напряжения (или обобщенно к рабочему напряжению) и также снова отключаемым от нее. При подключении компенсатора реактивной мощности могут появляться переходные помехи в рабочем напряжении и/или в текущих токах. В экстремальном случае это может приводить к тому, что другая установка, которая также питается рабочим напряжением, аварийно отключается. Следствием являются производственные отказы или другие эксплуатационные повреждения.

Для избежания подобных эксплуатационных повреждений компенсатор реактивной мощности в уровне техники подключают к рабочему напряжению только тогда, когда другие, также снабжаемые рабочим напряжением установки или части установок, безотказная эксплуатация которых должна быть обеспечена, как раз не эксплуатируются. Это ограничивает, однако, не только оперативность при подключении компенсатора реактивной мощности к рабочему напряжению. Кроме того, этот образ действий может быть обеспечен на практике только с большими затратами.

Далее известно, в многофазных сетях переменного напряжения подключают отдельные фазы сети переменного напряжения к компенсатору реактивной мощности друг за другом с определенным временным смещением относительно перехода напряжения через нуль соответствующей фазы. Однако это требует специальных, связанных с большими затратами коммутационных устройств.

Задача настоящего изобретения заключается в создании способа подключения для компенсатора реактивной мощности, при котором избегаются недопустимо высокие обратные воздействия на рабочее напряжение, и который может быть реализован проще, чем упомянутый выше способ подключения уровня техники.

Задача для способа подключения, причем компенсационные компоненты подключают к рабочему напряжению блоком управления друг за другом сначала через добавочное сопротивление и затем без добавочного сопротивления, решается за счет того, что в качестве подключенной сначала через добавочное сопротивление к рабочему напряжению компенсационной компоненты используют активную компоненту с по крайней мере одним управляемым элементом реактивной мощности, например с TCR (управляемым тиристором реактивным сопротивлением).

Для управляющей программы, блока управления и компенсатора реактивной мощности задача решается за счет того, что они выполнены с возможностью осуществления соответствующего изобретению способа подключения.

Поскольку за счет этого не весь компенсатор реактивной мощности подключается сразу к рабочему напряжению. Более того, происходит ступенчатое по времени и вследствие добавочного сопротивления демпфированное подключение компенсационных компонентов к рабочему напряжению. Только когда это подключение закончено, производят подключение компенсатора реактивной мощности к рабочему напряжению без добавочного сопротивления.

За счет того, что согласно изобретению компенсационной компонентой, подключенной сначала к рабочему напряжению через добавочное сопротивление, является активная компонента с по крайней мере одним управляемым элементом реактивной мощности, например, содержащая TCR (управляемое тиристором реактивное сопротивление), с самого начала является возможным активное управление током, текущим через добавочное сопротивление. Это, в частности, может быть использовано для того, чтобы в основном компенсировался текущий через добавочное сопротивление ток основной частоты переменного напряжения.

Подключенные после первой компенсационной компоненты к рабочему напряжению через добавочное сопротивление компенсационные цепи являются, как правило, чисто пассивными цепями фильтра.

Если добавочное сопротивление отключают от рабочего напряжения блоком управления после свободного от добавочного сопротивления подключения компенсационных компонентов к рабочему напряжению, то любое длительное протекание тока через добавочное сопротивление исключено. Это является преимуществом, в частности, потому, что затем при более позднем отключении компенсатора реактивной мощности от рабочего напряжения это отключение может происходить без учета добавочного сопротивления.

Если подключение компенсационных компонентов к рабочему напряжению без добавочного сопротивления происходит одновременно для всех компенсационных компонентов, то подключение без добавочного сопротивления может быть реализовано особенно просто.

Соответствующий изобретению способ подключения работает особенно хорошо, если временное смещение между подключением двух подключенных непосредственно друг за другом к рабочему напряжению через добавочное сопротивление компенсационных компонентов лежит между 50 и 300 мс. Поскольку тогда возможен хороший компромисс между подключением со слабым обратным действием всего компенсатора реактивной мощности и быстрой возможностью реакции на событие, которое требует подключения компенсатора реактивной мощности. Временное смещение при этом должно бы предпочтительно лежать между 80 и 200 мс, например при 100 до 150 мс.

Для реализации соответствующего изобретению способа подключения, например, является возможным для подключения компенсационных компонентов к рабочему напряжению подключать через добавочное сопротивление к рабочему напряжению расположенную перед компенсационными компонентами распределительную шину и подключать компенсационные компоненты к распределительной шине. В этом случае, в частности, возможно для последующего свободного от добавочного сопротивления подключения компенсационных компонентов к рабочему напряжению подключать к рабочему напряжению свободно от добавочного сопротивления только еще распределительную шину.

Предпочтительным образом подключение первой компенсационной компоненты к распределительной шине производят только после временной задержки после подключения к рабочему напряжению распределительной шины через добавочное сопротивление.

Временная задержка может иметь такие же значения, что и временное смещение.

Частый случай применения заключается в том, что рабочее напряжение является высоким напряжением, в частности средним напряжением между 6 и 36 кВ.

Если рабочее напряжение имеет несколько фаз, а фазы подключаются к компенсационным компонентам блоком управления одновременно, то соответствующий изобретению способ подключения может быть реализован особенно просто.

Дальнейшие преимущества и подробности следуют из последующего описания примера выполнения в связи с чертежами. При этом в принципиальном представлении показывают:

Фиг.1 - блок-схему компенсатора реактивной мощности,

Фиг.2 - временную диаграмму,

Фиг.3 - временную диаграмму напряжения,

Фиг.4 - временную диаграмму тока,

Фиг.5 - временную диаграмму напряжения и

Фиг.6 - временную диаграмму тока.

Согласно Фиг.1 компенсатор реактивной мощности содержит несколько компенсационных компонентов К1 до К3. Компенсационные компоненты К1 до К3 расположены параллельно друг к другу относительно распределительной шины DL. Согласно Фиг.1 имеются три компенсационных компоненты К1 до К3. Однако может иметься также больше или меньше компенсационных компонентов К1 до К3. Количество не должно, однако, уменьшаться меньше двух компенсационных компонентов К1 до К3.

Компенсационная компонента К1 является активной компонентой с по крайней мере одним управляемым элементом реактивной мощности. Управляемый элемент реактивной мощности при этом выполнен согласно Фиг.1 в виде TCR (управляемого тиристором реактивного сопротивления). Он содержит таким образом тиристорный блок Т, посредством которого является управляемым реактивное сопротивление компенсационной компоненты К1. Компенсационная компонента К1 содержит согласно Фиг.1 дополнительно также чисто пассивную цепь фильтра. Это, однако, не является обязательно необходимым. Другие компенсационные компоненты К2 и К3 являются чисто пассивными цепями фильтра.

Компенсационные компоненты К1 до К3 могут подключаться через переключатель S1 до S5 и добавочное сопротивление R к рабочему напряжению U. Рабочее напряжение U, как правило, является высоким напряжением, например средним напряжением между 6 и 36 кВ. Оно является обычно системой переменного тока с тремя фазами. В отдельном случае оно может быть также системой переменного тока с большим, чем три, количеством фаз, например системой переменного тока с четырьмя или пятью фазами. Оно может быть, однако, также однофазной системой напряжения.

Компенсатор реактивной мощности содержит далее блок управления CU, который управляет переключателями S1 до S5 и тиристорным блоком Т. Блок управления CU является при этом программируемым блоком управления CU, который выполняет управляющую программу СР. При этом управляющую программу СР подают к блоку управления CU через носитель данных DC, на котором управляющая программа СР запомнена в форме, допускающей (исключительно) машинное считывание.

На основании программирования управляющей программой СР блок управления CU подключает компенсационные компоненты К1 до К3 компенсатора реактивной мощности к рабочему напряжению U следующим, поясненным более подробно в связи с Фиг.2 образом.

Если к блоку управления CU подводят команду подключения ON, блок управления CU сначала немедленно замыкает переключатель S1. Таким образом сначала к рабочему напряжению U подключается распределительная шина DL.

Можно замыкать одновременнно также переключатель S2. При необходимости переключатель S2 может даже отпадать. Согласно Фиг.2 блок управления CU замыкает переключатель S2, однако только после временной задержки δt1. После истечения временного смещения δt2 блок управления CU затем замыкает переключатели S3 и S4. Тем самым все компенсационные компоненты К1 до К3 через добавочное сопротивление R подключены к рабочему напряжению U.

После нового истечения временного смещения δt2 блок управления CU замыкает переключатель S5. После замыкания переключателя S5 блок управления CU еще раз выжидает временное смещение δt2 и затем открывает переключатель S1.

Временная задержка 5t1 лежит предпочтительно между 50 и 300 мс, в частности между 80 и 200 мс. Согласно Фиг.2 она лежит, например, при 100 до 150 мс. Временное смещение δt2 лежит предпочтительно между 50 и 300 мс, в частности между 80 и 200 мс. Согласно Фиг.2 оно лежит, например, при 100 до 150 мс. Временная задержка δt1 и временное смещение δt2, в частности, могут иметь одинаковое значение.

Как видно из Фиг.3, для одной из фаз рабочего напряжения U, рабочее напряжение U имеет основную частоту f. Блок управления CU согласно Фиг.1 управляет не только переключателями S1 до S5, но и также тиристорным блоком Т. Тиристорный блок Т и тем самым активная компонента К1 при этом управляются блоком управления CU таким образом, что ток I, текущий через добавочное сопротивление R, в основном компенсируется, поскольку он имеет основную частоту f. Управление тиристорным блоком Т происходит тем самым в зависимости от выданных на переключатели S1 до S5 управляющих команд. Это ясно видно из Фиг.4.

Посредством соответствующего изобретению способа подключения являются достижимыми значительно меньшие обратные воздействия на сеть, чем с обычными способами подключения согласно уровню техники. Это справедливо, хотя в решении согласно изобретению все фазы включаются переключателями S1 до S5 одновременно. Преимущества соответствующего изобретению способа подключения по сравнению с обычными способами подключения согласно уровню техники проявляются, в частности, при сравнении Фиг.3 с Фиг.5 и сравнении Фиг.4 с Фиг.6. Поскольку Фиг.5 и 6 показывают временную диаграмму тока и временную диаграмму напряжения, которые появляются при обычном способе подключения согласно уровню техники. Видно, что при обычном способе согласно уровню техники появляются значительно большие обратные воздействия на сеть, чем в соответствующем изобретению способе подключения.

1. Способ подключения для компенсатора реактивной мощности с несколькими расположенными параллельно друг к другу компенсационными компонентами (К1-К3) к рабочему напряжению (U), причем компенсационные компоненты (К1-К3) подключают к рабочему напряжению (U) блоком управления (CU) сначала друг за другом через добавочное сопротивление (R) и затем без добавочного сопротивления, отличающийся тем, что в качестве подключенной сначала через добавочное сопротивление (R) к рабочему напряжению (U) компенсационной компоненты (К1) применяют активную компоненту (К1) с по крайней мере одним управляемым элементом реактивной мощности, например, с управляемым тиристором реактивным сопротивлением (TCR).

2. Способ подключения по п.1, отличающийся тем, что рабочее напряжение (U) является переменным напряжением с основной частотой (f) и что активной компонентой (К1) управляют блоком управления (CU) таким образом, что текущий через добавочное сопротивление (R) ток (I) основной частоты (f) по существу компенсируется.

3. Способ подключения по п.1, отличающийся тем, что подключенными после первой компенсационной компоненты (К1) через добавочное сопротивление (R) к рабочему напряжению (U) компенсационными компонентами (К2, К3) являются цепи фильтра (К2, К3).

4. Способ подключения по п.2, отличающийся тем, что подключенными после первой компенсационной компоненты (К1) через добавочное сопротивление (R) к рабочему напряжению (U) компенсационными компонентами (К2, К3) являются цепи фильтра (К2, К3).

5. Способ подключения по п.1, отличающийся тем, что добавочное сопротивление (R) отключают блоком управления (CU) от рабочего напряжения (U) после свободного от добавочного сопротивления подключения компенсационных компонентов (К1-К3) к рабочему напряжению (U).

6. Способ подключения по п.2, отличающийся тем, что добавочное сопротивление (R) отключают блоком управления (CU) от рабочего напряжения (U) после свободного от добавочного сопротивления подключения компенсационных компонентов (К1-К3) к рабочему напряжению (U).

7. Способ подключения по п.3, отличающийся тем, что добавочное сопротивление (R) отключают блоком управления (CU) от рабочего напряжения (U) после свободного от добавочного сопротивления подключения компенсационных компонентов (К1-К3) к рабочему напряжению (U).

8. Способ подключения по п.4, отличающийся тем, что добавочное сопротивление (R) отключают блоком управления (CU) от рабочего напряжения (U) после свободного от добавочного сопротивления подключения компенсационных компонентов (К1-К3) к рабочему напряжению (U).

9. Способ подключения по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что свободное от добавочного сопротивления подключение компенсационных компонентов (К1-К3) к рабочему напряжению (U) производят одновременно для всех компенсационных компонентов (К1-КЗ).

10. Способ подключения по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что временное смещение (δt2) между подключением двух подключенных непосредственно друг за другом через добавочное сопротивление (R) к рабочему напряжению (U) компенсационных компонентов (К1-К3) лежит между 50 и 300 мс, в частности между 80 и 200 мс, например при 100 до 150 мс.

11. Способ подключения по любому из пп.1-8, отличающийся тем, что для подключения к рабочему напряжению (U) через добавочное сопротивление (R) компенсационных компонентов (К1-К3) к рабочему напряжению (U) подключают распределительную шину (DL), расположенную перед компенсационными компонентами (К1-К3), и подключают компенсационные компоненты (К1-К3) к распределительной шине (DL).

12. Способ подключения по п.11, отличающийся тем, что для свободного от добавочного сопротивления (R) подключения к рабочему напряжению (U) компенсационных компонентов (К1-К3), к рабочему напряжению (U) подключают свободно от добавочного сопротивления (R) распределительную шину (DL).

13. Способ подключения по п.12, отличающийся тем, что подключение первой компенсационной компоненты (К1) к распределительной шине (DL) производят только после временной задержки (δt1) после подключения распределительной шины (DL) к рабочему напряжению (U) через добавочное сопротивление (R).

14. Способ подключения по п.13, отличающийся тем, что временная задержка (δt1) лежит между 50 и 300 мс, в частности между 80 и 200 мс, например при 100 до 150 мс.

15. Способ подключения по п.14, отличающийся тем, что временная задержка (δt1) равна временному смещению (δt2).

16. Способ подключения по п.15, отличающийся тем, что рабочее напряжение (U) является высоким напряжением, в частности средним напряжением между 6 и 36 кВ.

17. Способ подключения по п.16, отличающийся тем, что приложено рабочее напряжение (U) с несколькими фазами и что фазы подключают к компенсационным компонентам (К1-К3) блоком управления (CU) одновременно.

18. Машиночитаемый носитель данных (DC), содержащий сохраненную на нем управляющую программу, исполнение которой программируемым блоком управления обеспечивает выполнение способа подключения по любому из пп.1-17.

19. Блок управления для управления компенсатором реактивной мощности, с машиночитаемой управляющей программой, при исполнении которой блок управления обеспечивает выполнение способа подключения по любому из пп.1-17.

20. Компенсатор реактивной мощности с несколькими компенсационными компонентами, с блоком управления по п.19, с помощью которого компенсационные компоненты могут управляться в соответствии со способом подключения по любому из пп.1-17.