Преобразовательное устройство

1 и 1 532 6 Союз Советских Социалистических Республикс присоединением заявки Л Государственнын комите Совета Министров СССР ао делам изобретений 23) П тет38 публиковано 15.10,76. Бюллете(088.8) и открытии Дата опубликова описания 02.12.76 2) Авторы изобретения Л. И, Забашта, А, В. ПоссеНаучно-исследовательский инсти, П. Тетериностоянного ток 1) Заявител 4) ПРЕОВРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УСТ Общим недостатком из ляется включение демпф стороне высокого напря соковольтного исполнен С увеличением напряже ных мостов усложняется саторов и резисторов, во з также растут капитал ляционные конструкции вестных устроиств явирующих цепочек на жения, что требует выия этих элементов.ния преобразовательконструкция кондензрастает их стоимость, ьные затраты на изопри расположении Изобретение относится к области преобразовательной техники, к устройствам демпфирования собственных колебаний напряжения, связанных с перезарядами емкостей оборудования при коммутациях вентилей. Устройство может быть использовано в различных выпрямительных и инверторных установках, в частности при проектировании и эксплуатации преобразовательных подстанций электропередач постоянного тока.Известны преобразовательные устройства, содержащие питающий трансформатор, по крайней мере с одной трехфазной вентильной обмоткой, преобразовательные мосты по числу вентильных обмоток, подключенные к указанным вентильным обмоткам, и демпфирующие цепочки, включенные параллельно вентильным обмоткам трансформатора, или параллельно вентилям моста, или параллельно части вентилей преобразовательного моста 11. демпфирующих элементов как в закрытом помещении, так и на открытой части распределительного устройства подстанции. Включение демпфирующих цепочек на стороне высокого 5 напряжения приводит обычно к необходимостипоследовательно-параллельного соединения конденсаторов, что требует решения вопросов распределения высокого напряжения между ними. Конструктивное выполнение и располо жение резисторов также должно учитыватьвопросы. равномерного деления высокого постоянного и импульсного напряжения.Очевидно, что при включении демпфирующих элементов на стороне вентильных обмо ток трансформатора необходима установкаэтих элементов на каждом из мостов каскадно-мостовой схемы подстанции,Указанные недостатки существенно утяжеляют дсмпфирующпе устройства преобразова тельных подстанций и снижают надежностьих работы.Цель изобретения - упрощение устройстваи повышение надежности путем снижения напряжения на демпфирующих цепочках.25 Это достигается тем, что в преобразовательном устройстве, содержащем питающий трансформатор, по крайней мере с одной трехфазной вентильной обмоткой, преобразовательные мосты по числу вентильных обмоток, подклю ченные к указанным вентпльным обмоткам, и3демпфирующие цепочки, состоящие из резистора и реактивных элементов, питающий трансформатор снабжен дополнительной трехфазной обмоткой на напряжение, меньшее напряжения вентильных обмоток, к каждой фазе которой подключены упомянутые демпфирующие цепочки.На фиг. 1 показана принципиальная электрическая схема предлагаемого устройства, включенного в 12-фазной мостовой преобразователь; на фиг. 2 - предпочтительное расположение обмоток на стержнях преобразовательного трансформатора с устройством для демпфирования колебаний; на фиг. 3 - схема замещения трехобмоточного трансформатора с устройством для демпфирования колебаний; на фиг, 4 - восстанавливающееся на вентиле моста анодное напряжение при отсутствии устройства для демпфирования и при наличии предлагаемого устройства.Устройство содержит преобразовательный трансформатор в однофазном исполнении с сетевой 1, вентильной 2 и специальной 3 обмотками (фиг. 1). К каждой фазе специальной обмотки подключены демпфирующие элементы, выполненные из последовательно соединенных катушки индуктивности 4, конденсатора 5 и резистора 6, К вентильным обмоткам, соединенным звездой и треугольником, подключены трехфазные мосты с вентилями 7. Один из выводов каждой фазы специальной обмотки заземлен. Следует отметить, что импендансные элементы могут быть также выполнены в виде последовательно включенных катушки индуктивности и конденсатора. В этом случае резистор должен быть включен параллельно катушке индуктивности.В часгном случае катушка индуктивности может отсутствовать, а ее роль будет выполнять индуктивность рассеяния специальной обмотки 3 трансформатора.На фиг. 2 показано предпочтительное расположение обмоток на стержнях двухстержневого однофазного трансформатора. Специальная низковольтная обмотка 3 расположена непосредственно на стержнях магнитопровода, затем расщепленная вентильная обмотка 2 и высоковольтная сетевая обмотка 1.Работа устройства поясняется путем анализа схемы замещения трехобмоточного трансформатора с двумя нерасщепленными и одной расщепленной обмотками.Если такой двухстержневой трансформатор с одной магнитной системой представить двумя отдельными трансформаторами (каждый на половинную мощность) с независимыми магнитными системами, то рассмотрение колебательного процесса, вызванного погасанием вентиля данной фазы в одном из мостов, можно вести с использованием схемы замещения обычного трехобмоточного трансформатора, Как известно, эта схема представляет из себя трехлучевую звезду, индуктивности лу 532161 чей которой приведены к одному напряжению и вычислены, исходя из индуктивностей рассеяния каждой пары обмоток прп закороченных остальных обмотках.5 На фиг, 3 представлена схема замещениядля случая погасания вентиля в месте, питающемся от вентильной обмотки, соединенной звездой, где обозначено:1, - индуктивность со стороны сетевой 10 обмотки трансформатора;Х - индуктивность со стороны вентильной обмотки;з - индуктивность со стороны специальной обмотки;1,д, С Л;, - индуктивность, емкость и сопротивление элементов демпфирования;Сф - собственная емкость фазы вентильной обмотки трансформатора относительно земли;Е - э.д.с., эквивалентная скачку напряжения на вентиле после его погасания в схеме преобразователя(без учета колебательных процес сов),20 с,)8 сф, Л= (0,5 - :0,8) 1/,60 Следует отметить, что все параметры схемызамещения, включая емкость Сф, должны быть приведены с учетом коэффициента транс формации к одному напряжению. При расположении вентильной обмоткимежду сетевой и специальной (фиг. 2) индуктивность Е близка к нулю и тогда в моментз 0 погасания вентиля в контуре Е Сф возникают колебания напряжения с частотой1"=У,с,З 5 и амплитудой, достигающей величины 2 Е. Напряжение на вентиле У, принимает вид, показанный на фиг. 4 пунктиром, если демпфирующая цепь отсутствует. Подключение демпфирующей цепи Л., - С - Р приводит к подав 40 лению колебаний напряжения, снижает скорость его нарастания и амплитуду (сплошнаякривая /, на фиг. 4). Энергия заряда собственной емкости С 1, выделяется в активном сопротивлении Л.45Если задаться в определенных пределах качеством демпфирования, т. е, степенью снижения амплитуды Ки времени нарастания напряжения т, то можно подобрать параметры50 элементов демпфирования, удовлетворяющиезаданному процессу. В частности, можно показать, что при= 0,25+ 0,5,55условие, при котором максимальная амплитуда колебаний не превышает 1,25 Е, состоитв следующем:Рог 2 иг 3 ги Аналогичным образом, той же демпфирующей цепью, подавляются колебания.,:ознпкающие в момент погасания какого-лиоо вентиля другого моста. Поскольку моменты погасания одноименных вентилей двух мостов сдвинуты на 30 эл, град, то колебательцый процесс, вызванный погасанием вентиля одного моста, успевает затухнуть к моменту погасания вентиля другого моста. Эксперименты, проведенные ца физической модели преобразо. вательного мосга, подтвердили основные положения проведенного анализа и выявили возможность достаточно качественного демпфирования колебаний анодного напряжения вентилей, а также напряжений на вентильной и сетевой обмотках трансформатора. Технико-экономические преимущества предлагаемого устройства по сравнению с известными состоят в удешевлении демпфирующих элементов, повышении надежности их работы и упрощении эксплуатации вследствие снижения рабочего напряжения. Формула изобретения Преобразовательное устройство, содержащее питающий трансформатор, по крайней ме 5 ре с одной трехфазной вентильной обмоткой,преобразовательные мосты по числу вентильных обмоток, подключенные к указанным вентильным обмоткам, и демпфирующие цепочки,состоящие пз резисторов и реактивных эле 10 ментов, отлпч ающееся тем, что, с цельюупрощения и повышения надежности путемснижения напряжения на демпфирующи цепочках, питающий трансформаторснабжен дополнительной трехфазной обмот 15 кой на напряжение, меньшее напряжения вецтильцых оомоток, к каждой фазекоторой подключены упомянутые демпфпрующце цепочки.Источники информации, принятые во внима 20 нис при экспергизе:1. А. В. Поссе Схемы и режимы электропередач постоянного тока, ГЭИ Ленинград,1973 г, стр. 130, 255, 2 б 1, 2 бб,