Трехфазный трансформатор для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в соответствующих анодных и катодных группах вентилей

 

Использование: изобретение может быть использовано в преобразовательных силовых трансформаторах, обладающих высокой надежностью и увеличенным сроком эксплуатации и обеспечивающих снижение концентрации потерь от высших гармоник тока. Сущность изобретения: на магнитной системе 1 трехфазного трансформатора расположены концентрически сетевая обмотка 2 и вентильная обмотка 3, расположенная на одном концентре и состоящая из расположенных на одной половине высоты обмотки частей 4, 5 переплетзнных между собой, и расположенных на другой (нижней) половине высоты обмотки переплетенных частей 5, 7. Части 4, 7 соединены в звезду, а части 5, 6 - в треугольник и подключены к вентильным мостам, причем части 4,6 - к мостам с тиристорами в анодной группе, а части 5, 7 - к мостам с тиристорами в катодной группе. Указанное выполнение устройства позволяет при полной токовой нагрузке снизить температуру нагрева и добавочные потери в отдельных катушках от циркулирующих и вихрезых потоков четных гармоник. 2 ил. СО С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

Gfll4CAHME ИЗОБРЕТЕН

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ

ГО СУДА Р СТВ Е ННЫ Й КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4911578/07 (22) 26,11.90 (46) 07.10.92. Бюл. М 37 (75) А.В.Виноградов, П.Г.Манжос и Л,М.Пестряева (56) Отчет "Разработка, изготовление и внедрение диоднотиристорных и реобразователей с параметрами 25 кА 925 В для серий 160 кА для электролиза алюминия".

УДК 669.2/8, 621,314.6 М гос,регистрации

01812000195.

Авторское свидетельство СССР

hL 904152, кл, Н 02 М 7/12, 1982. (54) ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОР

ДЛЯ ПИТАНИЯ ПОЛУУПРАВЛЯЕМОГО

ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО АГРЕГАТА С

ЧЕТЫРЬМЯ ВЕНТИЛЬНЫМИ МОСТАМИ С

ДИОДАМИ И ТИРИСТОРАМИ В СООТВЕТСТВУЮЩИХ АНОДНЫХ И КАТОДНЫХ

ГРУППАХ ВЕНТИЛЕЙ (57) Использование: изобретение может быть использовано в преобразовательных силовых трансформаторах, обладающих вы, >5M, 1767661 А1 (5ц5 Н 02 М 7/12, Н 01 F 27/28 сокой надежностью и увеличенным сроком эксплуатации и обеспечивающих снижение концентрации потерь от высших гармоник тока. Сущность изобретения: на магнитной системе 1 трехфазного трансформатора расположены концентрически сетевая обмотка 2 и вентильная обмотка 3, расположенная на одном концентре и состоящая из расположенных на одной половине высоты обмотки частей 4, 5. Переплетенных между собой, и расположенных на другой (нижней) половине высоты обмотки переплетенных частей 5. 7. Части 4, 7 соединены в звезду, а части 5, 6 — в треугольник и подключены к вентильным мостам, причем части 4,6 — к мостам с тиристорами в анодной группе, а части 5, 7 — к мостам с тиристорами в катодной группе. Указанное выполнение устройства позволяет при полной токовой нагрузке снизить температуру нагрева и добавочные потери в отдельных катушках от циркулирующих и вихревых потоков четных гармоник. 2 ил, 1767661

Изобретение относится к электротехнике, конкретнее — к преобразовательным силовым трансформаторам, Известен трехфазный трансформатор для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в анодных и катодных группах вентилей.

Трансформатор содержит вентильную обмотку, расщепленную на четыре электрически не связанные части, две из которых соединены по схеме "звезда", а другие две — по схеме "треугольник", при этом все части расположены на одном концентре поэтажно в последовательности:

"треугольник", "треугольник", "звезда", "звезда", Описанный трансформатор имеет большие напряжения к,з, коммутации частей, ввиду чего преобразовательный агрегат, питаемый от него, потребляет значительную реактивную мощность.

Наиболее близок к предлагаемому трехфазный трансформатор для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в соответствующих анодных и катодных группах вентилей, содержащий сетевую обмотку и вентильную обмотку, расщепленную на четыре электрически не связанные части, две из которых соединены по схеме "звезда", а другие две — па схеме "треугольник". При этом все части расположены на одном концентре таким образом, что каждая занимает половину высоты обмотки и в пределах каждой половины части переплетены между собой, причем на одной половине высоты обмотки расположены части, соединенные по схеме "звезда", а на другой половине — части, соединенные по схеме "треугольник", Такой трансформатор потребляет меньше мощно=ти, Однако при использовании такого трансформатора в составе полууправляемого диодно-тиристорного преобразовательного агрегата, при нулевых углах управления тиристорами на стыке частей, соединенных в "звезду" и "треугольник", возникают значительные потери от вихревых токов гармОник с номерами К = 6q 1(q = 1,3,5) снижающие нагрузочную способность трансформатора и срок его службы.

Цель изобретения — повышение надежности и увеличение срока службы трансформатора путем снижения концентрации потерь от высших гармоник тока.

Указанная цель достигается тем, что в трехфазном трансформаторе для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в анодах и катодных

40 группах вентилей, содержащем вентильную обмотку, расщепленную на четыре электрически не связанные части, две из которых соединены по схеме "звезда", а две другие — по схеме "треугольник", при этом все части расположены на одном концентре таким образом, что каждая занимает половину высоты обмотки, и в пределах каждой половины части переплетены между собой, предложено на одной половине высоты обмотки располагать часть, соединенную в звезду, и часть, соединенную в треугольник, причем первую подключать к вентильному мосту с диодами в катодной группе и тиристорами в анодной группе вентилей, а вторую — к вентильному мосту с тиристорами в катодной и диодами в анодной группах вентилей; на другой половине высоты обмотки располагать часть, соединенную в "звезду", подключая ее к вентильному мосту с тиристорами в катодной группе вентилей и диодами в анодной группе, и часть, соединенную в

"треугольник", подключая ее к вентильному мосту с диодами в катодной группе вентилей и тиристорами в анодной группе.

Теоретически-расчетными исследованиями с применением математического моделирования на ЭВМ установлено, что при переплетении на каждой половине высоты части, подключенной к вентильному мосту одного вида, с частью, подключенной к вентильному мосту другого вида, на 20 уменьшаются потери в стыковых катушках в сравнении со случаем подключения указанных частей к вентильным мостам одного вида. Таким образом, предложенное позволяет снизить уровень концентрации потерь в обмотке и за счет этого повысить надежность и срок службы трансформатора.

На фиг.1 представлена принципиальная схема расположения обмоток одной фазы трансформатора; на фиг.2 — схема подключения трансформатора к вентильным мостам, На магнитной системе 1 расположены концентрически сетевая обмотка 2 и вентильная обмотка 3, Вентильная обмотка расположена на одном концентре и состоит из расположенных на одной половине высоты обмотки частей 4,5, переплетенных между собой, и переплетенных частей 6,7, расположенных на другой (нижней) половине высоты обмотки. Части 4,7 соединены в звезду, а части 5,6- в треугольник, Части 4,6 подключены к- вентильным мостам 8,10 с тиристорами в катодных группах вентилей и диодами в анодных группах вентилей; части

5,7 подключены вентильным мостам 9,11 с тиристорами B анодных группах вентилей и диодами в катодных группах вентилей.

1767661

В процессе работы для регулирования выходного напряжения углы управления тиристоров изменяются. Это изменение в большинстве случаев происходит в области значений от нуля до 30О.

При нулевых углах управЛения тиристорами добавочные потери в катушках не превышают 20% от основных, так как четные гармоники в токах отсутствуют, а гармоники с номерами К= 6q -1 (q =1,3,5,.) равномерно распределены по обмотке (при выполнении по прототипу до 150 от основных в стыковых катушках). При углах управления тиристорами 10 — 30 добавочные потери в стыковых катушках составляют около 100 от основных (при выполнении по прототипу около 130% от основных, при переплетении частей с разными схемами соединения, питающих однотипные мосты, — 120-130% от основных).

С учетом сказанного получаем, что усредненные добавочные потери в отдельных катушках при применении предлагаемого решения составляют 0,5(20+100) 60% от основных, в то время как в прототипе

0,5(150+130) 140%.

Таким образом, предложенное техническое решение позволяет в 2-2,5 раза, в сравнении с прототипом, уменьшить добавочные потери в отдельных катушках, повысив тем самым надежность и срок службы трансформатора.

Формула изобретения

Трехфазный трансформатор для питания полууправляемого преобразовательного агрегата с четырьмя вентильными мостами с диодами и тиристорами в соответствующих анодных и катодных группах вентилей, содержащий сетевую обмотку и

5 вентильную обмотку, расщепленную на четыре электрически не связанные части, две из которых соединены по схеме звезды, а две другие — no схеме треугольник, при этом все части расположены на одном концентре

10 так, что каждая занимает половину высоты обмотки и в пределах каждой половины части переплетены между собой, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения надежности и увеличения йрока эксплуата15 ции путем снижения концентрации потерь от высших гармоник тока, на одной половине высоты обмотки расположены часть вентильной обмотки, соединенная в звезду и предназначенная для питания вентильного

20 моста с диодами в катодной группе вентилей и тиристорами в анодной группе вентилей, и часть вентильной обмотки, соединенная в треугольник и предназначенная для питания вентильного моста с тири25 сторами в катодной группе и диодами в анодной группе вентилей, а на другой половине высоты обмотки расположены часть, соединенная в звезду и предназначенная для питания вентильного моста с тиристора30 ми в катодной группе и диодами в анодной группе вентилей, и часть, соединенная в треугольник и предназначенная для питания вентильного моста с диодами в катодной группе и тиристорами в анодной группе

35 вентилей.