Расчет компенсатора реактивной мощности дискретного типа для электротехнического комплекса «Берег-судно», страница 8

Тогда линейные токи каждой из секции будут равны:

IЛ1 = Ф1 = 59,75 А;

IЛ2 = 119, 51 А;

IЛ3 = 238,84 А;

IЛ4 = 478,04 А.

На основании приведенных выше расчетов целесообразно применить косинусные конденсаторы марки КПС-0,66-40-2У1. Емкость одного такого конденсатора равна С=292,40 мкФ. Таким образом, в каждой фазе первой секции содержится по одному конденсатору, второй секции - по два параллельно соединенных конденсатора, третьей секции - по четыре и четвертой секции - по восемь конденсаторов.

Для коммутации батарей конденсаторов предлагается применять вместо тиристоров IGВТ-транзисторы. Управление транзисторными ключами существенно отличается от управления тиристорами. Транзистор является полностью управляемым ключом, его можно открывать и закрывать в любые моменты времени, поэтому система управления должна быть точно синхронизирована с сетью и выдавать команды ключу не только на включение, но и на выключение [7].

IGВТ -транзисторы обладают достаточно малым временем переключения. Это позволяет с высокой точностью переключать транзисторы в моменты перехода тока конденсаторов через ноль, а также включать транзисторные ключи в момент времени, когда мгновенное значение напряжения питающей сети и остаточное напряжение на конденсаторе будут равны по величине. Последнее условие, как указывалось выше, позволяет избежать возникновения переходных процессов в КБ при ее подключении к сети.

Выбор силовых транзисторов производится по максимальному напряжению между коллектором и эмиттером и номинальному току через транзистор. Амплитуда напряжения между коллектором и эмиттером на закрытомIGBT-транзисторе может достигать значения:

U_Tm = 2U_a = 2 U = 2  380 = 1075B.

Это возможно, если конденсатор был заряжен до амплитудного значения напряжения сети. Таким образом, транзистор должен выдерживать эту разность потенциалов с некоторым запасом.

В рассматриваемом компенсаторе реактивной мощности предлагается использовать силовые IGBT-транзисторные модули фирмы MITSUBISHI. Однако это не исключает возможности использования силовых модулей других производителей, имеющие такие же основные параметры, как приведенные ниже для IGBT-модулей MITSUBISHI. Каждый модуль (рис.3) содержит два IGBT-транзистора (коллектор одного из транзисторов соединен с эмиттером другого) и два защитных диода, включенных между эмиттером и коллектором транзисторов, т.е. в одном модуле расположены все компоненты для построения транзисторного ключа.

О Э2

 О Э1

Рис.2.3. Принципиальная схема IGBT-модуля

Для коммутации четвертой, самой мощной секции используется модуль CM400DU-24F со следующими параметрами:

• максимальное напряжение коллектор-эмиттер U_кэm=1200 В,

•  постоянный ток через коллектор-эмиттер 1_кэм = 400 А,

•  управляющее напряжение U_3э =±20В,

•  типовое падение напряжения на открытом транзисторе U_кэ0 = 1,8 В,

•  входная емкость модуля С_вх= 160 нФ,

•  эквивалентный входной заряд Q_BX= 4400 нК,

•  максимальное время включения t_BKJI= 650 нс,

•  максимальное время выключения t_BbIKЛ= 1300 нс,

•  максимальный входной ток утечки I_вх.у= 80 мкА,

•  максимальный ток через закрытый транзистор 1_кэ.т= 2 мА.

Для коммутации третьей секции подходит модуль CM200DU-24H, для коммутации второй секции - модуль CM100DU-24H и для первой - модуль CM50DU-24H. Основные параметры выбранных IGBT-модулей представлены в таблице 1.

Таблица 1

Параметры применяемых IGBT-модулей