RU195195U1

RU195195U1 - REACTIVE POWER COMPENSATION DEVICE

Info

Publication number: RU195195U1
Application number: RU2018146448U
Authority: RU
Inventors: Виктор Иванович Самохин; Зоя Анатольевна Рудай; Дмитрий Викторович Самохин; Павел Викторович Петров; Александр Николаевич Титов; Татьяна Петровна Петрова
Original assignee: ООО "Чистая Энергия"
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2020-01-17

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике, преимущественно к устройствам, повышающим эффективность потребления электроэнергии, а именно к устройствам, обеспечивающим автоматическую компенсацию реактивной мощности.Техническим результатом является улучшение качества электрической энергии и повышение эффективности энергосбережения за счет повышения надежности функционирования.Технический результат полезной модели обеспечивается тем, что выполняется постоянный контроль состояния косинусных конденсаторов в процессе функционирования и в случае выявления выхода параметров конденсатора за заданные пределы, его отключение и оперативная замена на резервные конденсаторы с соответствующим номинальным значением емкости. После отключения конденсатора от сети проводится, его оперативная диагностика и оценка возможности дальнейшего использования в составе устройства компенсации реактивной мощности.Полезная модель содержит регулятор реактивной мощности 1, измеритель реактивной мощности 2, модуль датчиков тока и напряжения сети 3, n косинусных конденсаторов 4, первый контактор 5, n коммутаторов 6, модуль диагностики 7, n модулей датчиков 8, m резервных косинусных конденсаторов 12, второй контактор 13, m дополнительных коммутаторов 14, третий контактор 15, n формирователей тестовых сигналов 16.The utility model relates to electrical engineering, mainly to devices that increase the efficiency of energy consumption, namely, devices that provide automatic compensation of reactive power. The technical result is to improve the quality of electric energy and increase energy efficiency by increasing the reliability of operation. The technical result of the utility model is ensured by that constant monitoring of the state of cosine capacitors is carried out in the process of anija and in case of the output capacitor parameters for the specified limits, and disabling its operative replacement reserve capacitors with nominal capacitance value accordingly. After disconnecting the capacitor from the network, its on-line diagnostics and assessment of the possibility of further use as part of the reactive power compensation device is carried out. The useful model contains a reactive power regulator 1, reactive power meter 2, a module of current and voltage sensors 3, n cosine capacitors 4, the first contactor 5, n switches 6, a diagnostic module 7, n sensor modules 8, m redundant cosine capacitors 12, a second contactor 13, m additional switches 14, a third contactor 15, n oil test signals 16.

Description

Полезная модель относится к электротехнике, а именно к устройствам, обеспечивающим энергосбережение путем автоматической компенсации реактивной мощности в условиях переменных нагрузок.The utility model relates to electrical engineering, namely to devices that provide energy saving by automatically compensating reactive power under variable loads.

Электрическая мощность переменного тока характеризуется фазовым соотношением между током и напряжением. Фаза тока, отстающая от фазы напряжения, возникает из-за преобладания индуктивных нагрузок, тогда как фаза тока, ведущая фазу напряжения, возникает из-за емкостных нагрузок. Синфазное соотношение напряжения и тока возможно или при чисто резистивных нагрузках или при балансе индуктивных и емкостных нагрузок. Обычно используемой мерой фазового соотношения между током и напряжением является коэффициент мощности, который равен косинусу фазового угла между ними или между активной мощностью и кажущейся мощностью. Коэффициент мощности максимизируется при значении единицы, то есть тогда, когда отсутствует сдвиг фаз между током напряжением в сети.AC electric power is characterized by a phase relationship between current and voltage. The current phase lagging behind the voltage phase occurs due to the predominance of inductive loads, while the current phase leading the voltage phase occurs due to capacitive loads. The in-phase ratio of voltage and current is possible either with purely resistive loads or with a balance of inductive and capacitive loads. A commonly used measure of the phase relationship between current and voltage is a power factor that is equal to the cosine of the phase angle between them or between active power and apparent power. The power factor is maximized at a value of unity, that is, when there is no phase shift between the current voltage in the network.

На практике обычно существует больше типов индуктивных нагрузок, таких как электродвигатели, трансформаторы, соединенные с линиями электропередачи, чем емкостных. В цепи, имеющей реактивные нагрузки, коэффициент мощности меньше единицы. Хотя реактивная мощность не потребляется как таковая в нагрузке, она доставляется в! энергосистему и возвращается в генератор. Соответственно, линии электропередач должны пропускать больше тока, чем необходимо, чтобы обеспечить питание сети распределения электроэнергии, имеющей реактивные нагрузки. Дополнительный ток может привести к дополнительным реальным потерям мощности, вызванным потерями линий электропередач, и требует от генерирующего устройства увеличить мощность, что приводит к увеличению стоимости выработки электроэнергии.In practice, there are usually more types of inductive loads, such as electric motors, transformers connected to power lines, than capacitive ones. In a circuit having reactive loads, the power factor is less than one. Although reactive power is not consumed as such in the load, it is delivered in! power system and returns to the generator. Accordingly, power lines must pass more current than necessary to provide power to a power distribution network having reactive loads. Additional current can lead to additional real power losses caused by losses of power lines, and requires the generating device to increase power, which leads to an increase in the cost of generating electricity.

Повышенная загрузка сетей реактивным током приводит также к понижению напряжения в сети, а резкие колебания реактивной мощности - к колебаниям напряжения в сети.Increased load of networks with reactive current also leads to a decrease in voltage in the network, and sharp fluctuations in reactive power lead to voltage fluctuations in the network.

Существует много решений, известных в данной области техники для компенсации реактивной мощности в энергосистемах предприятий. При этом преимущественно для компенсации используются следующие средства: шунтирующие реакторы, статические тирристорные компенсаторы типа СТАТКОМ и компенсаторы выполненные с использованием батарей шунтирующих косинусных конденсаторов.There are many solutions known in the art for compensating reactive power in enterprise power systems. In this case, mainly for compensation, the following means are used: shunt reactors, static thyristor compensators of the STATCOM type and compensators made using batteries of shunting cosine capacitors.

Наиболее перспективными в электросетях сетях напряжением до 0,4 кВ являются устройства компенсации реактивной мощности, выполненные на базе батарей коммутируемых косинусных конденсаторов.The most promising networks with voltage up to 0.4 kV are reactive power compensation devices made on the basis of batteries of switched cosine capacitors.

Основными преимуществами использования батарей косинусных конденсаторов в устройствах энергосбережения являются небольшие, удельные потери активной мощности косинусных конденсаторов, отсутствие механически перемещаемых частей в процессе эксплуатации, простота монтажа и эксплуатации и относительная простота управления коммутацией.The main advantages of using cosine capacitor batteries in energy saving devices are small, specific losses of the active power of cosine capacitors, the absence of mechanically moving parts during operation, ease of installation and operation, and relative ease of switching control.

Известны [пат РФ №2229766 от 27.05.2004, пат. США №8519679 от 27.08.2013, пат. США №9335776 от 05.10.2016] устройству компенсации реактивной мощности выполненные на базе батарей коммутируемых косинусных конденсаторов, обладающие указанными выше достоинствами, однако они имеют недостаточно высокую точность компенсации и надежности функционирования.Known [RF Pat. No. 2229766 dated 05/27/2004, Pat. US No. 8519679 from 08.28.2013, US Pat. US No. 9335776 dated 10/05/2016] a reactive power compensation device made on the basis of batteries of switched cosine capacitors having the above advantages, however, they do not have a high enough compensation accuracy and operational reliability.

Наиболее близким по технической сущности из известных является устройство компенсации реактивной мощности [пат. США №7002321 от 21.02.2006], содержащее регулятор реактивной мощности, измеритель реактивной мощности, выход которого подключен к информационному входу регулятора реактивной мощности, модуль датчиков тока и напряжения сети, выход которого подключен к входу измерителя реактивной мощности, n косинусных конденсаторов, емкость которых выбирается из соотношения Ci+1=2Ci, где 1≤i≤n, первые выводы которых объединены и подключены к проводу нейтрали сети, первый контактор, первый силовой вывод которого подключен к фазному проводу, n коммутаторов, первые силовые выводы которых подключены ко вторым выводам каждого из n косинусных конденсаторов, а вторые силовые выводы которых объединены и подключены ко второму силовому выводу первого контактора. Достоинством данного устройства является потенциально высокая точность компенсации реактивной мощности, ограниченная только величиной емкости самой нижней ступени двоичной последовательности. Однако известное устройство имеет недостаточно высокую надежность функционирования, обусловленную возможными отказами отдельных косинусных конденсаторов, как в результате перегрузок по току и напряжению, вызванных, в том числе, наличием реактивных нагрузок, так и в результате старения конденсаторов.The closest in technical essence of the known is a device for reactive power compensation [US Pat. US No. 7002321 of 02.21.2006], comprising a reactive power regulator, a reactive power meter, the output of which is connected to the information input of the reactive power regulator, a current and voltage sensor module, the output of which is connected to the input of the reactive power meter, n cosine capacitors, the capacitance of which is selected from the relation Ci + 1 = 2Ci, where 1≤i≤n, the first conclusions of which are combined and connected to the neutral wire of the network, the first contactor, the first power output of which is connected to the phase wire, n switches, the first forces stems terminals of which are connected to the second terminal of each of the n capacitors of cosine and second power terminals are coupled and connected to the second power terminal of the first contactor. The advantage of this device is the potentially high accuracy of reactive power compensation, limited only by the value of the capacitance of the lowest stage of the binary sequence. However, the known device does not have a sufficiently high reliability of operation, due to possible failures of individual cosine capacitors, both as a result of current and voltage overloads caused, including by the presence of reactive loads, and as a result of aging of capacitors.

Кроме того косинусные конденсаторы в установках компенсации реактивной мощности в совокупности с индуктивными нагрузками способны образовывать колебательные контуры с параметрами, близкими к возникновению резонанса на одной из частот высших гармоник. Это приводит к значительному увеличению тока, протекающего через конденсаторы, что, в свою очередь, приводит к перегреву, снижающему сопротивление диэлектрика и его пробою. Так же при перегреве, вследствие нагрева диэлектрической жидкости (минеральное масло или синтетический диэлектрик), наблюдается газообразование. Появление газа в герметичном корпусе конденсатора создает избыточное давление, которое может привести к вспучиванию корпуса конденсатора и даже его взрыву с повреждением других элементов устройства компенсации.In addition, cosine capacitors in reactive power compensation units together with inductive loads are capable of forming oscillatory circuits with parameters close to the appearance of resonance at one of the frequencies of higher harmonics. This leads to a significant increase in the current flowing through the capacitors, which, in turn, leads to overheating, which reduces the resistance of the dielectric and its breakdown. Also, when overheating, due to heating of the dielectric fluid (mineral oil or synthetic dielectric), gas formation is observed. The appearance of gas in a sealed condenser housing creates excessive pressure, which can lead to expansion of the condenser housing and even its explosion with damage to other elements of the compensation device.

При использовании в конденсаторах диэлектрика с восстановлением, в моменты электрических пробоев, на самом их месте испаряется металлическое напыление и удаляется с места пробоя. В результате образуется свободные от металлизации непроводящие зоны. Несмотря на то, что после локальных пробоев конденсатор восстанавливает свою работоспособность, это приводит, в конечном итоге, к уменьшению его емкости.When a dielectric with recovery is used in capacitors, at the time of electrical breakdowns, metal spraying evaporates in their place and is removed from the breakdown site. As a result, non-metallizing non-conducting zones are formed. Despite the fact that after local breakdowns, the capacitor regains its working capacity, this ultimately leads to a decrease in its capacitance.

Технической задачей заявленного устройства является повышение эффективности энергосбережения путем улучшение качества электрической энергии за счет повышения надежности функционирования.The technical task of the claimed device is to increase the efficiency of energy saving by improving the quality of electric energy by increasing the reliability of operation.

Поставленная задача решается за счет того, что в устройство компенсации реактивной мощности, содержащее регулятор реактивной мощности, измеритель реактивной мощности, выход которого подключен к информационному входу регулятора реактивной мощности, модуль датчиков тока и напряжения сети, выход которого подключен к входу измерителя реактивной мощности, n косинусных конденсаторов, емкость которых выбирается из соотношения Ci+1=2Ci, где 1≤i≤n, первые выводы которых объединены и подключены к проводу нейтрали сети, первый контактор, первый силовой вывод которого подключен к фазному проводу, n коммутаторов, первые силовые выводы которых подключены к ко вторым выводам каждого из n косинусных конденсаторов, а вторые силовые выводы которых объединены и подключены ко второму силовому выводу первого контактора, введены: модуль диагностики, соединенный информационной шиной с регулятором реактивной мощности, n модулей датчиков, размещенные возле каждого из n косинусных конденсаторов, электрические выходы, которых подключены к соответствующим информационным входам модуля диагностики, m резервных косинусных конденсаторов, емкость которых выбирается из соотношения Cj+1=2Cj, где Cm=Cn/2, 1≤j≤m, первые выводы которых объединены и подключены к проводу нейтрали сети, второй контактор, первый силовой вывод которого подключен к фазному проводу, m дополнительных коммутаторов, первые силовые выводы которых подключены ко вторым выводам каждого из m резервных косинусных конденсаторов, а вторые силовые выводы которых объединены и подключены ко второму силовому выводу второго контактора, третий контактор, первый силовой вывод которого подключен к фазному проводу, n формирователей тестовых сигналов, выходы которых подключены к каждому из вторых выводов соответствующих из n косинусных конденсаторов, входы питания которых объединены и подключены ко второму силовому выводу третьего контактора, а управляющие входы которых подключены к соответствующим из управляющих выходов модуля диагностики, при этом соответствующие управляющие выходы регулятора реактивной мощности соединены с управляющими входами первого, второго и третьего контакторов, управляющими входами n коммутаторов и управляющими входами m дополнительных коммутаторов.The problem is solved due to the fact that the reactive power compensation device containing a reactive power regulator, a reactive power meter, the output of which is connected to the information input of the reactive power regulator, a module of current and voltage sensors, the output of which is connected to the input of the reactive power meter, n cosine capacitors, the capacitance of which is selected from the relation Ci + 1 = 2Ci, where 1≤i≤n, the first conclusions of which are combined and connected to the neutral wire of the network, the first contactor, the first power the howling output of which is connected to the phase wire, n switches, the first power outputs of which are connected to the second outputs of each of the n cosine capacitors, and the second power outputs of which are combined and connected to the second power output of the first contactor, the following are introduced: a diagnostic module connected to the information bus with by a reactive power regulator, n sensor modules located near each of n cosine capacitors, electrical outputs that are connected to the corresponding information inputs of the diagnostic module , m of reserve cosine capacitors, the capacitance of which is selected from the relation Cj + 1 = 2Cj, where Cm = Cn / 2, 1≤j≤m, the first conclusions of which are combined and connected to the neutral wire of the network, the second contactor, the first power output of which is connected to phase wire, m additional switches, the first power terminals of which are connected to the second terminals of each of m backup cosine capacitors, and the second power terminals of which are combined and connected to the second power terminal of the second contactor, the third contactor, the first power terminal of which connected to the phase wire, n shapers of test signals, the outputs of which are connected to each of the second outputs of the corresponding of n cosine capacitors, the power inputs of which are combined and connected to the second power output of the third contactor, and the control inputs of which are connected to the corresponding from the control outputs of the diagnostic module, while the corresponding control outputs of the reactive power regulator are connected to the control inputs of the first, second and third contactors, the control inputs of n commut tori and control inputs m additional switches.

При этом целесообразно, чтобы каждый из n модулей датчик содержал в своем составе тензодатчик, датчик температуры и датчик тока.At the same time, it is advisable that each of the n modules contains a strain gauge, a temperature sensor, and a current sensor.

Технический результат заявленного устройства заключается в том, что обеспечивается постоянный контроль состояния косинусных конденсаторов в процессе функционирования устройства компенсации реактивной мощности и, в случае выявления выхода параметров конденсатора за заданные пределы, его отключение и оперативная замена на резервные конденсаторы с соответствующим номинальным значением емкости. После отключения конденсатора от сети - проводится, его оперативная диагностика и оценка возможности дальнейшего использования в составе устройства компенсации реактивной мощности.The technical result of the claimed device lies in the fact that constant monitoring of the state of cosine capacitors is ensured during the operation of the reactive power compensation device and, if the capacitor parameters exceed the specified limits, it is switched off and quickly replaced with reserve capacitors with the corresponding nominal capacitance value. After disconnecting the capacitor from the network, it is carried out, its operational diagnostics and assessment of the possibility of further use as part of the reactive power compensation device.

Полезная модель поясняется чертежом, который не охватывает и, тем более не ограничивают весь объем притязаний данного технического решения, а является лишь иллюстрирующими материалами частного случая выполнения. Связи, указанные между функциональными блоками, в общем случае являются многоканальными, для обеспечения алгоритма функционирования отраженного в формуле и описании полезной модели. Питание функциональных блоков осуществляется от источника бесперебойного питания, который на чертежах не показан.The utility model is illustrated by a drawing, which does not cover and, moreover, does not limit the entire scope of the claims of this technical solution, but is only illustrative materials of a particular case of execution. The relations indicated between the functional blocks are generally multichannel in order to ensure the functioning algorithm reflected in the formula and description of the utility model. The power of the functional units is provided by an uninterruptible power supply, which is not shown in the drawings.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства компенсации реактивной мощности.In FIG. 1 shows a functional diagram of a device for reactive power compensation.

Устройство компенсации реактивной мощности содержит: регулятор реактивной мощности 1, измеритель реактивной мощности 2, модуль датчиков тока и напряжения сети 3, n косинусных конденсаторов 4, первый контактор 5, n коммутаторов 6, модуль диагностики 7, n модулей датчиков 8, каждый из которых содержит в своем составе датчик температуры 9, тензодатчик 10, и датчик тока 11, m резервных косинусных конденсаторов 12, второй контактор 13, m дополнительных коммутаторов 14, третий контактор 15, n формирователей тестовых сигналов 16. При этом первый, второй и третий контакторы 5, 13, 15 могут быть выполнены в виде силовых механических переключателей, коммутаторы 6_i и дополнительные коммутаторы 14_i реализованы на базе быстродействующих силовых тиристоров. Регулятор реактивной мощности 1, измеритель реактивной мощности 2 и модуль диагностики 7 могут быть выполнены на базе современных цифровых котроллеров. Формирователь тестовых сигналов 16 в простейшем виде может быть выполнен в виде включаемого регулятора напряжения сети, но может содержать в своем составе, например, генераторы испытательных импульсных сигналов, параметры которых задаются модулем диагностики 7.The reactive power compensation device comprises: a reactive power regulator 1, a reactive power meter 2, a current and voltage sensor module 3, n cosine capacitors 4, a first contactor 5, n switches 6, a diagnostic module 7, n sensor modules 8, each of which contains it includes a temperature sensor 9, a load cell 10, and a current sensor 11, m of backup cosine capacitors 12, a second contactor 13, m of additional switches 14, a third contactor 15, n of the test signal shapers 16. In this case, the first, second, and third ontactors 5, 13, 15 can be made in the form of mechanical power switches, switches 6 _i and additional switches 14 _{i are} implemented on the basis of high-speed power thyristors. Reactive power controller 1, reactive power meter 2 and diagnostic module 7 can be made on the basis of modern digital controllers. The test signal generator 16 in its simplest form can be made in the form of an included voltage regulator, but can include, for example, pulse test signal generators, the parameters of which are set by the diagnostic module 7.

Устройство компенсации реактивной мощности работает следующим образом. При включении устройства, по сигналу с измерителя реактивной мощности 2, выработанному по информации с датчиков напряжения и тока 3, регулятором 1 формируется соответствующая управляющая команда на включение первого контактора 5, соответствующих из коммутаторов 6_i…n, подключающих соответствующие косинусные конденсаторы 4_i…n. При изменении параметров нагрузки в сети в процессе функционирования, на основании сигналов с измерителя реактивной мощности 2, регулятором реактивной мощности 1 обеспечивается формирование команд на подключение и отключение косинусных конденсаторов 4i…n, обеспечивая тем самым компенсацию реактивной мощности в сети. Информация о подключенных к сети косинусных конденсаторах 4i…n по информационной шине постоянно поступает на модуль диагностики 7. При этом с датчиков температуры 9_i…n, тензодатчиков 10_i…n, датчиков тока 11_i…n, входящих в состав модуля датчиков 8, в модуль диагностики постоянно поступает соответствующая информация о параметрах каждого из косинусных конденсаторов 4_i…n. В случае превышения параметров (температуры, деформации корпуса, протекающего тока) какого-то из косинусных конденсаторов 4_i…n заданных в памяти модуля диагностики 7 граничных значений, по информационной шине на регулятор реактивной мощности 1 выдается соответствующий сигнал. В соответствии с этим сигналом регулятор реактивной мощности 1 выдает команду на отключение косинусного конденсатора с выявленным нештатным функционированием, а также команды на включение второго контактора 13 и соответствующих из коммутаторов 14_i…m. При этом, если емкость отключенного конденсатор C_i≤C_n/2, то включается один резервный косинусный конденсатор G того же номинала, что и отключенный, а если емкость отключенного конденсатора C_i>C_n/2, то включается совокупность резервных косинусных конденсаторов, суммарная емкость которых равна емкости отключенного косинусного конденсатора.A reactive power compensation device operates as follows. When the device is turned on, according to the signal from the reactive power meter 2, generated according to the information from the voltage and current sensors 3, the regulator 1 generates a corresponding control command to turn on the first contactor 5, corresponding from the switches 6 _{i ... n} , connecting the corresponding cosine capacitors 4 _{i ... n} . When changing the load parameters in the network during operation, based on the signals from the reactive power meter 2, the reactive power controller 1 provides the formation of commands for connecting and disconnecting cosine capacitors 4i ... n, thereby compensating for reactive power in the network. Information about the cosine capacitors 4i ... n connected to the network via the information bus is constantly supplied to the diagnostic module 7. At the same time, from temperature sensors 9 _{i ... n} , load cells 10 _{i ... n} , current sensors 11 _{i ... n} , which are part of the sensor module 8, The diagnostic module constantly receives the relevant information about the parameters of each of the cosine capacitors 4 _{i ... n} . If the parameters (temperature, housing deformation, current flow) are exceeded by any of the cosine capacitors 4 _{i ... n of the} boundary values set in the diagnostic module memory 7, the corresponding signal is issued to the reactive power controller 1 via the information bus. In accordance with this signal, the reactive power controller 1 issues a command to turn off the cosine capacitor with the detected abnormal functioning, as well as commands to turn on the second contactor 13 and the corresponding switches 14 _{i ... m} . Moreover, if the capacitance of the disconnected capacitor C _i ≤C _n / 2, then one reserve cosine capacitor G of the same value as the disconnected one is turned on, and if the capacitance of the disconnected capacitor C _i > C _n / 2, then the set of backup cosine capacitors is turned on, the total capacitance of which is equal to the capacitance of the disconnected cosine capacitor.

После отключения косинусного конденсатора C_i с выявленной нештатной ситуацией, с регулятора реактивной мощности 1 выдается команда на включение третьего контактора 15, при этом подается питание на формирователи тестовых сигналов 16_i. По сигналу с модуля диагностики 7 обеспечивается включение формирователя тестовых сигналов подключенного к косинусному конденсатору C_i с выявленным нештатным функционированием. В соответствии с командами с модулем диагностики 7 с помощью формирователя управляющих сигналов 16_i и датчика тока 11_i автоматически производится оценка работоспособности косинусного конденсатора C_i (например, проверка тангенса диэлектрических потерь, грубая оценка изменения емкости, проверка на внутренние электрические пробои различными уровнями и формами напряжения). Может быть предусмотрена повторная проверка параметров косинусного конденсатора после снижения температуры его корпуса до номинальных значений (по информации с датчика температуры 9_i). Наличие информации с тензодатчиков 10_i, позволяет своевременно зафиксировать вздутие корпуса косинусного конденсатора C_i и предотвратить его взрыв в устройстве.After disconnecting the cosine capacitor C _i with an emergency, a command is issued from the reactive power controller 1 to turn on the third contactor 15, while power is supplied to the test signal conditioners 16 _i . The signal from the diagnostic module 7 ensures the inclusion of the shaper of the test signals connected to the cosine capacitor C _i with the detected abnormal functioning. In accordance with commands from the module diagnostics 7 via driver control signals 16 _i and the current sensor 11 _i is automatically evaluates performance cosine capacitor C _i (e.g., checking the dielectric loss tangent, a rough estimation of capacitance change, checking for internal electrical flashovers different levels and forms voltage). Repeated verification of the parameters of the cosine capacitor may be provided after lowering the temperature of its housing to the nominal values (according to information from the temperature sensor 9 _i ). The availability of information from the strain gauges 10 _i , allows you to timely fix the bloating of the body of the cosine capacitor C _i and prevent its explosion in the device.

В случае положительных результатов проверки, с модуля диагностики 7 в регулятор реактивной мощности 1 по информационной шине выдается соответствующая информация, в соответствии с которой обеспечивается возможность дальнейшего использования проверенного косинусного конденсатора. При этом регулятором реактивной мощности 1 обеспечивается отключение подключенных ранее резервных косинусных конденсаторов и включение вместо них проверенного косинусного конденсатора C_i. Производится также выключение второго контактора 13 и третьего контактора 14.If the test results are positive, the corresponding information is issued from the diagnostic module 7 to the reactive power controller 1 via the information bus, according to which the possibility of further use of the tested cosine capacitor is provided. At the same time, the reactive power controller 1 ensures that the previously connected backup cosine capacitors are switched off and the tested cosine capacitor C _{i is} switched on instead of them. The second contactor 13 and the third contactor 14 are also turned off.

В случае отрицательных результатов проверки, производится замена конденсатора Ci на аналогичный с последующим его тестированием модулем диагностики 7 и передачей результатов тестирования в регулятор реактивной мощности 1. При этом совокупность косинусного конденсатора 4_i, модуля датчиков 8целесообразно выполнить в виде единой легкосъемной конструкции, обеспечивающей возможность его замены без отключения от сети устройства компенсации реактивной мощности.In the case of negative test results, the capacitor Ci is replaced with a similar one, followed by testing by the diagnostic module 7 and transferring the test results to the reactive power regulator 1. In this case, the combination of the cosine capacitor 4 _i , the sensor module 8 is expediently implemented as a single easily removable design, which makes it possible replacements without disconnecting the reactive power compensation device from the network.

Таким образом, в предложенном техническом решении обеспечивается улучшение качества электрической энергии и повышение надежности функционирования за счет постоянного контроля параметров косинусных конденсаторов, по результатом которого обеспечивается автоматическая замена вышедшего из строя конденсатора на резервный. При этом, несмотря на то, что число косинусных конденсаторов в резервной батарее вдвое меньше чем в основной батарее, обеспечивается эквивалентная по емкости замена любого из косинусных конденсаторов основной батареи. Проведение автоматической диагностики косинусных конденсаторов после их отключения, позволяет вернуть часть конденсаторов в основную батарею, что увеличивает в целом срок службы устройства компенсации реактивной мощности. Обработка в модуле диагностики 7 информации с тензодатчиков 10_i, позволяет своевременно зафиксировать вздутие корпуса косинусного конденсатора C_i и предотвратить его взрыв в устройстве.Thus, the proposed technical solution provides an improvement in the quality of electric energy and an increase in the reliability of operation due to the constant monitoring of the parameters of the cosine capacitors, which results in the automatic replacement of a failed capacitor with a reserve one. In this case, despite the fact that the number of cosine capacitors in the backup battery is half that of the main battery, equivalent capacity replacement of any of the cosine capacitors of the main battery is provided. Carrying out automatic diagnostics of cosine capacitors after they are turned off, allows you to return part of the capacitors to the main battery, which increases the overall service life of the reactive power compensation device. Processing in the diagnostic module 7 information from the strain gauges 10 _i , allows you to timely fix the bloating of the body of the cosine capacitor C _i and prevent its explosion in the device.

На фиг. 1 приведена реализация полезной модели для одной из фаз 3-фазной сети, реализация для других фаз может быть идентичной.In FIG. Figure 1 shows the implementation of a utility model for one of the phases of a 3-phase network; the implementation for other phases can be identical.

Claims

1. A reactive power compensation device comprising a reactive power regulator, a reactive power meter, the output of which is connected to the information input of the reactive power regulator, a current and voltage sensor module, the output of which is connected to the input of the reactive power meter, n cosine capacitors, the capacitance of which is selected from relations Ci + 1 = 2Ci, where 1≤i <n, the first conclusions of which are combined and connected to the neutral wire of the network, the first contactor, the first power output of which is connected to the phase wire, n switches, the first power terminals of which are connected to the second terminals of each of the n cosine capacitors, and the second power terminals of which are combined and connected to the second power terminal of the contactor, characterized in that a diagnostic module is connected, connected by an information bus to the reactive power regulator, n sensor modules located near each of the n cosine capacitors, the corresponding electrical outputs of which are connected to the corresponding information inputs of the diagnostic module, m backup cosines capacitors whose capacitance is selected from the relation Cj + 1 = 2Cj, where Cm = Cn / 2, 1≤j≤m, the first terminals of which are connected and connected to the neutral wire of the network, the second contactor, the first power terminal of which is connected to the phase wire, m additional switches, the first power leads of which are connected to the second terminals of each of m backup cosine capacitors, and the second power terminals of which are combined and connected to the second power terminal of the second contactor, the third contactor, the first power terminal of which is connected to the phase to the node, n shapers of test signals, the outputs of which are connected to each of the second outputs of the corresponding n cosine capacitors, the power inputs of which are combined and connected to the second power output of the third contactor, and the control inputs of which are connected to the corresponding control outputs of the diagnostic module, while the control outputs of the reactive power controller are connected to the control inputs of the first, second and third contactors, the control inputs of n switches and the control inputs m of additional switches.

2. The device according to claim 1, characterized in that each of the n sensor modules contains a load cell, a temperature sensor and a current sensor.