Статические тиристорные компенсаторы на базе КБ

Применение КУ в задачах, где требуется быстродействующее регулирование реактивной мощности, частое переключение секций КБ практически невозможно из-за систематических бросков тока и перенапряжений, возникающих при коммутациях КБ обычными выключателями. Для ограничения этих явлений, практически их устранения, в 60-х годах XX в. в МЭИ были предложены способы, позволившие снизить броски тока при включении КБ и перенапряжения при их отключении. Это позволило снять ограничения по частоте коммутаций КБ и придать устройствам такие свойства, при которых их стало возможно применять в задачах компенсации реактивной мощности с целью улучшения статической и динамической устойчивости электропередач, компенсации колебаний напряжения, вызванных работой резкопеременной нагрузки.Указанный эффект был достигнут за счёт применения вместо обычных выключателей тиристорных ключей, обеспечивающих коммутацию КБ в определённый момент времени.Тиристорный ключ состоит из двух тиристоров, включенных встречно-параллельно, как показано на рисунке 7.9, а.

Их применяют для регулирования конденсаторных батарей и реакторов. В силу специфики коммутационных свойств конденсаторов и реакторов управление их мощностью с помощью тиристоров принципиально различно.

Рис 7.9 Тиристорный выключатель для коммутации КБ:

а – принципиальная схема одной фазы; б – ток и напряжение на КБ в установившемся режиме.

Так, для ограничения бросков тока тиристор следует открывать в тот момент времени, когда мгновенное значение напряжения сети и на КБ равны (идеальный случай) или близки. А для ограничения перенапряжений при отключении КБ тиристор следует закрывать при переходе тока в нем через нулевое значение. Следуя этому принципу, можно практически исключить броски тока и перенапряжения, сняв таким образом ограничение на частоту переключения КБ. Однофазная схема КБ, коммутируемой тиристорами, приведена на рисунке 7.9, а. Как видно из рисунка 7.9, б, работа устройства в установившемся режиме, который наступает после открытия тиристора через 0,01—0,02 с, не сопровождается ни бросками тока, ни перенапряжениями.

На рис. 7.10 показан статический тиристорный компенсатор (СТК) в однофазном исполнении, состоящий из трёх секций КБ, каждая из которых коммутируется своим тиристорным ключом. Статические характеристики таких устройств аналогичны приведённым на рисунке 7.9. Сохраняются и требования, предъявляемые к регулятору по зоне нечувствительности. Однако число включений и отключений секций КБ здесь не ограничено и они могут осуществляться поочерёдно через каждые 0,02 с, т.е. через один период промышленной частоты.

Рис. 7.10 Принципиальная схема СТК, состоящая из трёх секций КБ, коммутируемых тиристором