Высоковольтный компенсационный преобразователь

 

ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий по меньшей мере один трехфазный трансформатор с первичной и четырьмя вторичными обмотками, которые соединены в прямую и обратную звезды и в прямой и обратный треугольники и подключены к двум вентильным частям, состоящим из двух каскадно соединенных вентильных мостов каждая, и трехфазную батарею конденсаторов регулируемой емкости, отличающийс я тем, что, с целью повьш1ения экономичности и эффективности использования оборудования, указанные вентильные части соединены между собой последовательно, к соответствующим общим точкам каскадно соединенных вентильных мостов подключены две вторичные обмотки дополнительно введенS ного суммирующего трансформатора, сл к свободным выводам первичных обмоток которого, соединенным в звезду, подключена указанная трехфазная батарея конденсаторов регулируемой, емкости .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН (l 9) (! Ц (5()4 Н 02 M 7 19 7 75

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3718074/24-07 (22) 02.04.84 (46) 30.10.85. Бюл. Р 40 (71) Киевский ордена Ленина политехнический институт.им. 50-летия

Великой Октябрьской социалистической революции (72) В.С.Бойко (53) 621.314.632(088.8) (56) Чиженко И.И., Руденко В.С., Сенько В.И. Основы преобразовательной техники. M. Высшая школа, 1974, с. 166.

Справочник по преобразовательной технике. Под ред. И.M.×èæåíêî. Киев, Техника, 1978, с. 74. (54)(57) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОФП1ЕНСАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий по меньшей мере один трехфазный трансформатор с первичной и четырьмя вторичными обмотками, которые соединены в прямую и обратную звезды и в прямой и обратный треугольники и подключены к двум вентильным частям, состоящим из двух каскадно соединенных вентильных мостов каждая, и трехфазную батарею конденсаторов регулируемой емкости, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения экономичности и эффективности использования оборудования, указанные вентильные части соединены между собой последовательно, к соответствующим общим точкам каскадно соединенных вентильных мостов подключены две вторичные обмотки дополнительно введенного суммирующего трансформатора, к свободным выводам первичных обмоток которого, соединенным в звезду, подключена указанная трехфазная батарея конденсаторов регулируемой. емкости.

1 11888

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для питания мощных потребителей, ра-. ботающих на постоянном или переменном токе, в частности, для преобразо- вательных подстанций передач постоянного тока.

Цель изобретения — повышение экономичности и эффективности использования оборудования. 10

На чертеже представлена электрическая схема предлагаемого высоковольтного компенсационного преобра f эователя.

Высоковольтный компенсационный д преобразователь содержит две последовательно соединенные вентильные части 1, каждая из которых состоит из двух каскадно соединенных вентильных мостов. К общим точкам вентилей анод- р0 ных и катодных групп .каскадно соединенных вентильных мостов подключены вторичные обмотки суммирующего трансформатора 2. К первичной обмотке указанного трансформатора подключена трехфаэная батарея 1 конденсаторов 3 регулируемой емкости, которая может быть соединена в звезду или в треугольник. Эта батарея конденсаторов, совместно с суммирующим трансформатором, образует коммутирующее звено преобразователя. Подключение к сети переменного тока осу. ществлено с помощью трехфазного трансформатора 4 с первичной обмоткой, соединенной в звезду или в треугольник и с четырьмя вторичными обмотками, соединенными в прямую и обратную звезду и в прямой и обратный треугольник. Причем две обмотки, соединенные в прямую звезду и прямой

40 треугольник, подключены к вентильным мостам одной вентильной части преобразователя, а две другие, соединенные в обратную звезду и обратный треугольник — к вентильным мостам

g$ другой вентильной части преобразователя.

Преобразователь может работать как в выпрямительном, так и в инвер- 50 торном режимах. Рассмотрим специфику его работы, пренебрегая активным и реактивным сопротивлением питающего трансформатора и сети, а индуктивное сопротивление в цепи постоянно- 55

ro тока примем бесконечно большим.

При указанных условиях каждый вейтиль преобразователя вступает в ра37 2 боту один раз за период и проводит ток в.течение 2Й/3. Коммутация тока происходит мгновенно.

Оптимальный режим работы преобразователя, характеризующийся экономичностью, эффективным использованием оборудования и фазностью преобразо— вания (24)в М 2) имеет место только при определенном сочетании систем питающих трехфаэных напряжений, .подаваемых на вентильные мосты вентильных частей 1 преобразователя, соединенных между собой последовательно.

Исследованиями установлено, что системы трехфазных напряжений, подаваемых на отдельные вентильные мосты, соединенные в вентильных частях каскадно, должны быть сдвинуты между собой на й/2, а системы трехфазных напряжений отдельных вентильных частей преобразователя должны быть сдвинуты друг по отношению к другу íà 7läi.

Поэтому питающий трехфазный трансформатор 4 имеет четыре вторичные обмотки, две из которых соединены в прямую и обратную звезду, а две другие — в прямой и обратный треугольник.

Для питания вентильных мостов не обязательно применение одного трехфазного трансформатора с четырьмя вторичными обмотками. Трехфазных трансформаторов может быть два.

В этом случае они должны иметь по две вторичные обмотки: в одном трансформаторе соединенные в прямую звезду и прямой треугольник, а в другом — в обратную звезду и в обратный треугольник. Возможен вариант питания вентильных мостов от четырех трехфазных трансформаторов. В этом случае каждый вентильный мост будет подключен к отдельному трансформатору. Вторичные обмотки трансформаторов должны быть соединены: в прямую звезду., прямой треугольник, обратную звезду, обратный треугольник, При достижении указанных сдвигов систем трехфазных питающих напряжений обеспечиваются оптимальные условия работы трехфазной батареи конденсаторов 3, общей для обеих вентильных частей преобразователя, подключаемой к ним через суммирующий транс" форматор 2, Оптимальность режима заключается в благоприятной форме напряжения на конденсаторах (практически синусоидальной) и минимально воз1188837 можном значении их установленной мощности. Указанные условия обеспечиваются суммирующим трансформатором, который выполняет в преобразователе две важнейшие функции. Первая заключается в том, что конденсаторная батарея перезаряжается токами обеих вентильных частей преобразователя. Причем фазировка трехфазных систем питающих напряжений выбрана таким образом, чтобы эти токи преимущественно вычитались, что и является одним из факторов снижения установленной мощности конденсаторной батареи, а значит снижения ее стоимости и потерь в ней. Вторая функция .заключается в возможности согласования номинального напряжения конденсаторной батареи с требуемым рабочим напряжением, что возможно за счет соответствующего подбора коэффициента трансформации суммирующего трансформатора. Поэтому в преобразователе всегда можно достичь теоретической эффективности использования конденсаторной батареи.

Объясним это важнейшее положение на примере. Предположим, что теоретическая эффективность использования конденсаторной батареи в преобразователе К =2. Предположим также, кафф что расчетное значение рабочего напряжения на конденсаторной батарее равно U =745 В. Если конденсаторная

P батарея подключается в преобразова,тель не через суммирующий трансформатор, а непосредственно к установке надо принять конденсаторы с номинальным напряжением 1050 В, потому что ближайшее меньшее номинальное значение напряжения серийно выпускаемых конденсаторов 660 В ниже расчет. ного значения рабочего напряжения.

Однако, принимая к установке конденсаторы с U„ =1050 В, повышае требуемое значение напряжения примерно в 1,4 раза, а установленную мощность конденсаторной батареи почти в 2 раза. При этом реальная эффективность использования конденсаторной батареи будет равна единице, т.е. использование конденсаторной батареи будет неэффективно.

Компенсационный режим работы преобразователя обеспечивается трехфазной батареей конденсаторов, которая вместе с суммирующим трансформатором образует коммутирующее звено. Трехфазные группы вентилей, подключенные к коммутирующему звену„ образуют компенсационную часть преобразователя, а остальные — обычную.,Опережающая коммутацию тока вентилями компенсационной части преобразователя возможна потому, что в основной контур коммутации, состоящий из очередной и предыдущей фаз питающего трансформатора, вводится дополнительная ЭДС, 10 которая преодолевает в момент коммутации вьппеуказанных вентилей напряжение вторичных обмоток питающего трансформатора и осуществляет процесс коммутации. В качестве дополнительной ЭДС используется напряжение конденсаторов ° В преобразовате-. ле оно имеет удвоенную частоту по сравнению с частотой питающего напряжения сети и по форме достаточно близко к синусоиде. Коммутация осуществляется в момент времени, соответствующий максимальному напряжению на конденсаторах.

Преобразователь может быть выполнен на неуправляемых вентилях (только как выпрямитель), либо может быть частично управляемым (когда в обычной части используются управляемые вентили, а в компенсационной — неуправляемые), либо полностью управляемым. В частично или полностью управляемом преобразователе возможно поддерживать заданное значение коэффициента мощности при регулирдвании тока и напряжения на выходе в широ35 .ких пределах. Такой режим работы обеспечивается, если поддерживать в обычной и компенсационной частях преобразователя примерно одинаковые углы

40 регулирования противоположного знака.

Последовательное соединение двух вентильных частей, подключение их к одной трехфазной батарее конденсатор4в через суммирующий трансформатор в сочетании со сдвигом трехфазных

45 систем питающих напряжений отдельных вентильных мостов, позволяют получить высоковольтный компенсационный преобразователь, выгодно отличающийся от прототипа и других известных компен50 сационных преобразователей экономичностью, высокой эффективностью использования батареи конденсаторов и трансформаторов, способностью поддерживать заданное значение коэффициента мощнос55 ти при регулировании тока и напряже ния на выходе в широких пределах, режимом преобразования повышенной фазности (24ЪтпМ 2).

1188837

Составитель Е.Мельникова

Редактор 1О.Середа Техред T.Äóáèí÷àê Корректор В.Гирняк

Заказ 6752/56 . Тираж 645 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб,, д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная, 4

Высоковольтный компенсационный преобразователь Высоковольтный компенсационный преобразователь Высоковольтный компенсационный преобразователь Высоковольтный компенсационный преобразователь 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для создания преобразователей, работающих как с положительными, так и с отрицательными углами регулирования

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для создания подстанций электропередачи постоянного тока с напряжением 500 кВ и выше, а также для других инверторных установок с высоким постоянным напряжением

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в энергетике, электротехнической и электроэнергетической промышленности, на электротранспорте, в электроприводе, в том числе и высоковольтном

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике

Изобретение относится к электротехнике, в частности к полупроводниковой технике, и может быть использовано на тяговых трансформаторных подстанциях железных дорог, городского электрического транспорта, для электропередачи постоянного тока в электроэнергетических системах, для питания плазматронов, электролизеров, гальванических установок, в устройствах мягкого пуска электроустановок и для питания других потребителей электрической энергии
Наверх