PL208237B1

PL208237B1 - Sposób przyłączania kompensatora mocy biernej

Info

Publication number: PL208237B1
Application number: PL378920A
Authority: PL
Inventors: Wolfgang Hörger; Wolfgang Meusel
Original assignee: Siemens Ag
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2004-07-05
Publication date: 2011-04-29
Also published as: BRPI0413021B1; US20060152089A1; EP1503475B1; EP1503475A1; BRPI0413021A; ATE379866T1; ES2294225T3; US7183752B2; RU2342759C2; DE50308693D1; RU2006106213A; WO2005020403A1; PL378920A1; MXPA06001027A

Description

Opis wynalazku

Przedstawiony wynalazek dotyczy sposobu przyłączania kompensatora mocy biernej, z kilkoma umieszczonymi równolegle względem siebie składowymi kompensacyjnymi, do napięcia roboczego.

Kompensatory mocy biernej - tak zwane układy SVC (SVC = statyczny kompensator VAR) - skł adają się z reguł y z TCR (TCR = reaktancja sterowana tyrystorem) i co najmniej jednego obwodu filtrującego. Są one wprowadzane u odbiorców masowych, którzy są zasilani z sieci napięcia przemiennego prądem przemiennym i służą do tego, żeby kompensować składowe mocy biernej prądu przemiennego.

Kompensator mocy biernej jest z reguły przyłączany do sieci napięcia przemiennego (względnie ogólniej napięcia roboczego) i także ponownie od niej odłączany. Przy przyłączaniu kondensatora mocy biernej może dochodzić do przejściowych zakłóceń napięcia roboczego i/lub płynących prądów. W skrajnym przypadku może to prowadzić to do tego, że inny układ, który jest zasilany również napięciem roboczym, jest koniecznie odłączany. W wyniku tego następują przerwy w produkcji lub inne zakłócenia pracy.

Dla uniknięcia takich zakłóceń pracy, w stanie techniki kompensator mocy biernej jest przyłączany do napięcia roboczego tylko wtedy, gdy inny, zasilany również przez napięcie robocze układ lub części układu, dla których musi być zapewniona praca bez zakłóceń, nie są właśnie zasilane. To ogranicza jednak nie tylko elastyczność przy przyłączaniu kondensatora mocy biernej do napięcia roboczego. Poza tym ta strategia postępowania w praktyce jest także pewna tylko przy zastosowaniu masowym.

Znane jest ponadto, w wielofazowych sieciach napięcia przemiennego, przyłączanie pojedynczych faz sieci napięcia przemiennego z określonym przesunięciem czasu względem przebiegu napięcia obecnej fazy kolejno do kompensatora mocy biernej. To wymaga jednak zastosowania specjalnych, kosztownych urządzeń przełączających.

Zadanie przedstawionego wynalazku polega na tym, aby podać sposób przyłączania dla kompensatora mocy biernej, w którym unika się niedopuszczalnie dużego przeciwdziałania na napięcie robocze i który jest prostszy do realizacji niż wspomniany na wstępie sposób przyłączania ze stanu techniki.

Sposób przyłączania kompensatora mocy biernej, z kilkoma umieszczonymi równolegle względem siebie składowymi kompensacyjnymi, do napięcia roboczego, przy czym składowe kompensacyjne, za pomocą jednostki sterującej, przyłącza się najpierw kolejno przez rezystor wstępny i nastę pnie bez rezystora wstę pnego do napię cia roboczego, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że za pomocą jednostki sterującej przyłącza się najpierw przez rezystor wstępny, do napięcia roboczego, aktywną składową kompensacyjną kompensatora mocy biernej, posiadającą co najmniej jeden sterowalny element mocy biernej, oraz za pomocą jednostki sterującej przyłącza się następnie, przez rezystor wstępny, do napięcia roboczego, jedną lub kilka z aktywnych składowych kompensacyjnych kompensatora mocy biernej, oraz za pomocą jednostki sterującej przyłącza się następnie, bez rezystora wstępnego, do napięcia roboczego, aktywną składową kompensacyjną i kolejną składową kompensacyjną.

Korzystnie, z urządzenia sterującego przyłącza się, przez rezystor wstępny, do napięcia roboczego, jedną lub kilka z aktywnych składowych kompensacyjnych kompensatora mocy biernej, umieszczoną równolegle względem składowej obwodu filtrującego kompensatora mocy biernej, oraz z urządzenia sterującego przyłącza się następnie, bez rezystora wstępnego, do napięcia roboczego, aktywną składową kompensacyjną i składową obwodu filtrującego.

Korzystnie, rezystor wstępny jednostki sterującej, po przyłączeniu bez rezystora wstępnego składowych kompensacyjnych do napięcia roboczego, oddziela się od napięcia wstępnego.

Korzystnie, przyłącza się, bez rezystora wstępnego, składowe kompensacyjne do napięcia roboczego jednocześnie dla wszystkich składowych kompensacyjnych.

Korzystnie, przesunięcie czasowe między przyłączaniem dwóch składowych kompensacyjnych, przyłączonych bezpośrednio po sobie przez rezystor wstępny do napięcia roboczego, wynosi między 50 i 300 ms, zwłaszcza między 80 i 200 ms, na przykład od 100 do 150 ms.

Korzystnie dla przyłączania składowych kompensacyjnych do napięcia roboczego, przyłącza się szynę rozdzielczą, przyporządkowaną wstępnie składowym kompensacyjnym, przez rezystor wstępny, do napięcia roboczego i składowe kompensacyjne są przyłączane do szyny rozdzielczej.

PL 208 237 B1

Korzystnie dla przyłączania bez rezystora wstępnego składowych kompensacyjnych do napięcia roboczego, przyłącza się szynę rozdzielczą bez rezystora wstępnego do napięcia roboczego.

Korzystnie, przyłącza się pierwszą składową kompensacyjną do szyny rozdzielczej najpierw po opóźnieniu po przyłączeniu szyny rozdzielczej przez rezystor wstępny do napięcia roboczego.

Korzystnie, opóźnienie wynosi między 50 i 300 ms, zwłaszcza między 80 i 200 ms, na przykład od 100 do 150 ms.

Korzystnie, opóźnienie jest równe przesunięciu czasowemu.

Korzystnie, napięcie robocze jest napięciem wysokim, zwłaszcza napięciem środkowym między 6 i 36 kV.

Korzystnie, napięcie robocze ma kilka faz i że fazy jednostki sterującej przyłącza się jednocześnie do składowych kompensacyjnych.

Sposób przyłączania kompensatora mocy biernej według wynalazku, w przykładzie wykonania, został bliżej objaśniony w oparciu o rysunek, na którym:

Fig. 1 przedstawia schemat blokowy kondensatora mocy biernej,

Fig. 2 przedstawia schemat czasowy,

Fig. 3 przedstawia przebieg napięcia,

Fig. 4 przedstawia przebieg prądu,

Fig. 5 przedstawia przebieg napięcia i

Fig. 6 przedstawia przebieg prądu.

Zgodnie z fig. 1 kompensator mocy biernej ma kilka składowych kompensacyjnych K1 do K3. Składowe kompensacyjne K1 do K3 są umieszczone równolegle względem siebie odnośne szyny rozdzielczej DL. Na fig. 1 występują trzy składowe kompensacyjne K1 do K3. Mogłoby występować jednak także mniej lub więcej składowych kompensacyjnych K1 do K3. Liczba składowych kompensacyjnych K1 do K3 nie powinna być jednak mniejsza od dwóch.

Składowa kompensacyjna K1 jest składową aktywną z co najmniej jednym sterowalnym elementem mocy biernej. Sterowalny element mocy biernej jest przy tym według fig. 1 wykonany jako TCR. Ma ona więc tyrystor T, za pomocą którego reaktancja składowej kompensacyjnej K1 jest sterowalna. Składowa kondensacyjna K1 ma na fig. 1 dodatkowo także czysto bierny obwód filtrujący. To nie jest jednak koniecznie wymagane. Inne składowe kompensacyjne K2 i K3 są czysto biernymi obwodami filtrującymi.

Składowe kompensacyjne K1 do K3 są przyłączalne przez przełączniki S1 do S5 i rezystor R do napięcia roboczego U. Napięcie robocze U jest z reguły napięciem wysokim, na przykład napięciem średnim między 6 i 36 kV. Występuje zwykle system trójfazowy z trzema fazami. Może występować czasami jednak także system fazowy z więcej niż trzema fazami, na przykład system fazowy z czterema lub pięcioma fazami. Może to być jednak także jednofazowy system napięciowy.

Kompensator mocy biernej ma ponadto jednostkę sterującą CU, która steruje przełącznikami S1 do S5 i tyrystorem T. Jednostka sterująca CU jest przy tym programowalną jednostką sterującą CU, która wykonuje program sterujący CP. Program sterujący CP jest doprowadzany do jednostki sterującej CU przy tym przez nośnik danych DC, na którym program sterujący CP jest zapamiętany w postaci (wyłącznie) czytelnej dla komputera.

Na podstawie programowania za pomocą programu sterującego CP jednostka sterująca CU przyłącza składowe kompensacyjne K1 do K3 kondensatora mocy biernej kolejno, w sposób wyjaśniony bliżej przez fig. 2, do napięcia roboczego U.

Gdy do jednostki sterującej CU jest doprowadzany rozkaz przyłączania ON, jednostka sterująca CU zamyka najpierw bezzwłocznie przełącznik S1. Również wtedy szyna rozdzielacza DL jest przyłączona do napięcia roboczego U.

Jest możliwe jednoczesne zamknięcie przełącznika S2. W tym przypadku przełącznik S2 może nawet odpaść. Na fig. 2 jednostka sterująca CU zamyka przełącznik S2 jednak dopiero po opóźnieniu St1. Po każdorazowym upływie przesunięcia czasowego St2 jednostka sterująca CU zamyka przełączniki S3 i S4. Przez to wszystkie składowe kompensacyjne K1 do K3 są przyłączane przez rezystor wstępny R do napięcia roboczego U.

Po ponownym upływie przesunięcia czasowego St2 jednostka sterująca CU zamyka przełącznik S5. Po zamknięciu przełącznika S5 jednostka sterująca CU przeczekuje jeszcze raz przesunięcie czasowe St2 i otwiera wówczas przełącznik S1.

Opóźnienie St1 wynosi korzystnie między 50 i 300 ms, w szczególności między 80 i 200 ms. Na fig. 2 wynosi ono na przykład od 100 do 150 ms. Przesunięcie czasowe St2 wynosi korzystnie między

PL 208 237 B1 i 300 ms, w szczególności między 80 i 200 ms. Na fig. 2 wynosi ono także na przykład od 100 do

150 ms. Opóźnienie 5t1 i przesunięcie czasowe 5t2 mogą mieć korzystnie równą wartość.

Jak widać z fig. 3, na jednej z faz napięcia roboczego U jest widoczne, że napięcie robocze U ma częstotliwość podstawową f. Jednostka sterująca CU steruje zgodnie z fig. 1 nie tylko przełącznikami S1 do S5, lecz także tyrystorem T. Tyrystor T i przez to aktywna składowa K1 jest sterowana przez jednostkę sterującą CU przy tym w ten sposób, że prąd I płynący przed rezystor wstępny R jest w zasadzie kompensowany, o ile ma częstotliwość podstawową f. Sterowanie tyrystorem T następuje więc w zależności od rozkazów sterujących wydawanych przez przełączniki S1 do S5. To jest widoczne wyraźnie z fig. 4.

Za pomocą sposobu przyłączania według wynalazku są osiągalne znacznie mniejsze przeciwdziałania sieci niż w zwykłych sposobach przyłączania ze stanu techniki. To ma miejsce, o ile w rozwiązaniu według wynalazku wszystkie fazy przełączników S1 do S5 są włączone jednocześnie. Zalety sposobu przyłączania według wynalazku wobec zwykłych sposobów przyłączania ze stanu techniki widać w szczególności przy porównaniu fig. 3 z fig. 5 i porównaniu fig. 4 z fig. 6. Tak więc fig. 5 i 6 pokazują przebiegi napięcia i prądu, które występują przy zwykłym sposobie przyłączania ze stanu techniki. Widoczne jest, że w zwykłym stanie techniki występują znacznie większe przeciwdziałania sieci niż w sposobie przyłączania według wynalazku.

Claims

1. Sposób przyłączania kompensatora mocy biernej, z kilkoma umieszczonymi równolegle względem siebie składowymi kompensacyjnymi (K1 - K3), do napięcia roboczego (U), przy czym składowe kompensacyjne (K1 - K3), za pomocą jednostki sterującej (CU), przyłącza się najpierw kolejno przez rezystor wstępny (R) i następnie bez rezystora wstępnego do napięcia roboczego (U), znamienny tym, że za pomocą jednostki sterującej (CU) przyłącza się najpierw przez rezystor wstępny (R), do napięcia roboczego(U), aktywną składową kompensacyjną (K1) kompensatora mocy biernej, posiadającą co najmniej jeden sterowalny element mocy biernej, oraz za pomocą jednostki sterującej (CU) przyłącza się następnie, przez rezystor wstępny (R), do napięcia roboczego(U), jedną lub kilka z aktywnych składowych kompensacyjnych kompensatora mocy biernej, oraz za pomocą jednostki sterującej (CU) przyłącza się następnie, bez rezystora wstępnego (R), do napięcia roboczego (U), aktywną składową kompensacyjną (K1) i kolejną składową kompensacyjną (K2, K3).

2. Sposób przyłączania według zastrz. 1, znamienny tym, że z urządzenia sterującego przyłącza się, przez rezystor wstępny (R), do napięcia roboczego (U), jedną lub kilka z aktywnych składowych kompensacyjnych kompensatora mocy biernej, umieszczoną równolegle względem składowej obwodu filtrującego kompensatora mocy biernej, oraz z urządzenia sterującego przyłącza się następnie, bez rezystora wstępnego (R), do napięcia roboczego (U), aktywną składową kompensacyjną i składową obwodu filtrującego.

3. Sposób przyłączania według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że rezystor wstępny (R) jednostki sterującej (CU), po przyłączeniu bez rezystora wstępnego składowych kompensacyjnych (K1 - K3) do napięcia roboczego (U), oddziela się od napięcia wstępnego (U).

4. Sposób przyłączania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, znamienny tym, że przyłącza się, bez rezystora wstępnego (R), składowe kompensacyjne (K1 - K3) do napięcia roboczego (U) jednocześnie dla wszystkich składowych kompensacyjnych (K1 - K3).

5. Sposób przyłączania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, znamienny tym, że przesunięcie czasowe (5t2) między przyłączaniem dwóch składowych kompensacyjnych (K1 - K3), przyłączonych bezpośrednio po sobie przez rezystor wstępny (R) do napięcia roboczego (U), wynosi między 50 i 300 ms, zwłaszcza między 80 i 200 ms, na przykład od 100 do 150 ms.

6. Sposób przyłączania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, znamienny tym, że dla przyłączania składowych kompensacyjnych (K1 - K3) do napięcia roboczego (U), przyłącza się szynę rozdzielczą (DL), przyporządkowaną wstępnie składowym kompensacyjnym (K1 - K3), przez rezystor wstępny (R), do napięcia roboczego (U) i składowe kompensacyjne (K1 - K3) są przyłączane do szyny rozdzielczej (DL).

7. Sposób przyłączania według zastrz. 6, znamienny tym, że dla przyłączania bez rezystora wstępnego składowych kompensacyjnych (K1 - K3) do napięcia roboczego (U), przyłącza się szynę rozdzielczą (DL) bez rezystora wstępnego do napięcia roboczego (U).

PL 208 237 B1

8. Sposób przyłączania wedł ug zastrz. 6 albo 7, znamienny tym, ż e przyłącza się pierwszą składową kompensacyjną (K1) do szyny rozdzielczej (DL) najpierw po opóźnieniu (δΜ) po przyłączeniu szyny rozdzielczej (DL) przez rezystor wstępny (R) do napięcia roboczego.

9. Sposób przyłączania według zastrz. 8, znamienny tym, że opóźnienie (δΜ) wynosi między 50 i 300 ms, zwłaszcza między 80 i 200 ms, na przykład od 100 do 150 ms.

10. Sposób przyłączania według zastrz. 5 i 8 albo 5 i 9, znamienny tym, że opóźnienie (δΜ) jest równe przesunięciu czasowemu (5t2).

11. Sposób przyłączania według jednego z powyższych zastrz., znamienny tym, że napięcie robocze (U) jest napięciem wysokim, zwłaszcza napięciem środkowym między 6 i 36 kV.

12. Sposób przyłączania według zastrz. 1 albo 2, albo 3, albo 4, albo 5, albo 6, albo 7, albo 8, albo 9, albo 10, albo 11, znamienny tym, że napięcie robocze (U) ma kilka faz i że fazy jednostki sterującej (CU) przyłącza się jednocześnie do składowych kompensacyjnych (K1 - K3).