2 -фазная преобразовательная система электропитания

(19) (И 02 М 9/06 ЕНИ ЬСТВ о тперкомппоми н сдв э 4. Систем о т л и ч а с целью огр замыкания тельных бло обмотка пои выполнена р причем у одГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЬ ОПИСАНИЕ ИЗК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ,)1 797020, кл. Н 02 М 7/06, 1978.2. Авторское свидетельство СССРпо .заявке Р 2955656/24-07,кл. Н 02 М 7/12, 1980.(54)(57) 1, 2 в-ФАЗНАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащая трехфазный понижающий трансформатор, первичная обмотка которогосоединена с выводами для подключенияпитающей сети, два в-Фаэных преобразовательных блока, состоящих каждыйиэ а-Фазного трансформатора с подключенными к его вторичными обмоткамивыпрямительными мостами, выходы которых соединены с выходными выводами,и компенсирующее устройство в видетрехфазного реактора и подключеннойк нему трехфазной конденсаторной батареи, включенное между вторичнойобмоткой трехфазного понижающеготрансформатора, первым и вторым преобразовательными блоками, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с цельюупрощения, реактор компенсирующегоустройства выполнен с тремя трехфазными обмотками, а вторичная трехфаз-,йая обмотка понижающего трансформатора выполнена со схемой соединенияфТреугольник с йродолженйыМи началами,и концами фаэных обмоток", причемвыводы начал Фаэных обмоток этоготрансформатора через первую трехфазную обмотку реактора компенсирующего, устройства. подключены к первичнойобмотке в-фазного трансформатора первого и)-Фазного преобразовательногоблока, выводы концов фазных обмотокчерез вторую трехФазную обмотку:реакторакомпенсирующего устройстваподключены к первичной обмотке трансформатора второго щ-фаэного преобраэовательного блока, а к третьей, соединенной в звезду, трехфазной обмотке реактора подключена соединеннаяв звезду трехфазная конденсаторная . батарея,2. Система электропитания по п. 1, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что первая трехфазная обмотка реактора компенсирующего устройства соединена по схеме фЗигэагф, сдвигающей Фазные напряжения на угол 44- эл.град, а м фФ вторая трехфаэная обмотка этого реактора соединена по схеме "Зигзагф, сдвигающей фазные напряжения на угол - эл.град, С: 3, Система электропитания по и. 1 ау 9 Ф л и ч а ю щ а я с я тем, что вая трехфазная обмотка реактора енсирующего устройства соединена схеме треугольник с продолйенныачалами фазных обмотокк, сдвигав)-. . щей фазные напряжения на + эл. град2 щ а вторая обмотка этого реактора соединена по схеме "треугольник с про-. долженными концами фазных обмотокф,гающей Фазные напряжения на а электропитания по п.1ющаяся тем, что,ничения тока короткогощ-фазных преобразоваах, вторичная трехфазнажающего трансформаторасщепленной на две частиой.части продолжены наобмоток, а у другойобмоток, 10195 б 8Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может бить использовано для питания мощных потребителей (например, электролизных серий, электропечных установок и др.) как стационарным, так и нестационарным выпрямленным током, Оно может быть использовано и для реверсивного питания. мощных потребителей.Известна 2 щ-фаэная (щ:12) некомпенсированная преобразовательная си стема электропитания, содержащая два соединенных по выходу параллельно двенадцатифаэных преобразовательных агрегата, каждый из которых состоит иэ трансформатора с, по крайней мере,5 двумя вторичными трехфазными обмотками, соединенными одна в звезду, а другая в треугольник, к каждой иэ которых подключен выпрямительный мост. Первичная обмотка трансформатора первого агрегата соединена по схеме "Треугольник с продолженными началами Фазных обмоток", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжений на угол +75 эл.град. Первичная обмотка трансформатора второго преобразовательного агрегата соединена по схеме фТреугольник с продолженными концами фазных обмоток", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжений на угол -7,5 эл.град. Данная система имеет хорошие гармонические составы сетевого тока и выпрямленного напряжения, отвечающие двадцатичетырехфазному режиму преобразования 1 .Однако эта система обладает и существенными недостатками, так как требует специальной схемы соединения первичных обмоток трансформаторов у всех преобразовательных агрегатов, входящих в ее состав. Кроме того, 40 она, как и любая некомненсированная система, имеет достаточно низкий коэффициент мощности иэ-за значительного потребления из питающей сети реактивной мощности. А НаибоЛее близкой пб технической сущности к изобретению является 2 щФазная преобразовательная система электропитания, содержащая трехфазный понижающий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения питающей сети, два щ-фазных преобразовательных блока, состоящих каждый из из щ-Фазного трансформатора с подключеннымик его вторичным обмоткам выпрямитель- ными мостами, выходы которых соединены с выходйыми выводами, и компенсирующее устройство в виде трехфазного реактора и подключенной к нему 60 трехфазной конденсаторной батареи, включенное между вторичной обмоткой трехфазного понижающего трансформа .тора, первым и вторым преобразовательными блоками 23 65 Недостаткомизвестной системы является сложность конструктивного исполнения, ибо все преобразовательныеагрегаты имеют специальную схему соединения первичной обмотки трансФорматоров "Треугольник с продолженными сторонами". Кроме того, в системе затруднено осуществляемое обычно регулирование выпрямленного напряжения каждого из преобразовательных агрегатов путем переключения отпаек от первичных обмоток трансформатора, ибо для сохранения фазности системы необходимо одновременно изменять число витков как в треугольнике первичной обмотки, так и на его продолжениях. К недостаткам системы следует отнести и сложность его реализаций в существующих системах электропитания, так как для этого требуетсямодерниэация всех преобразовательныхтрансформаторов, Целью изобретения является упрощение 2 щ-Фазной преобразовательной системы электропитания.Поставленная цель достигается тем,что в 2 щ-фазной преобразовательнойсистеме электропитания, содержащей.трехфазный понижающий трансформатор,первичная обмотка которого соединенас выводами для подключения питающей сети, два щ-Фаэных преобразовательных блока, состоящих каждый иэ щ-фазного трансформатора с подключеннымик его вторичным обмоткам выпрямитель- ными мостами, выходы которых соединены с выходными выводами, и компенсирующее устройство в виде трехфазногореактора и подключенной к нему. трехфазной конденсаторной батареи, включенное между вторичной обмоткойтрехфазного понижающего трансформатора, первым и вторым преобразовательными блоками, реактор компенсирующего устройства выполнен с тремя трехфаэными обмотками, а вторичная трехфаэная обмотка понижающего трансфор- матора выполнена со схемой соединения "Треугольник с продолженными началами и концами фаэных обмоток, прийчем выводы начал Фазных обмоток этого трансформатора через первую трехфазную обмотку реактора компенсирующего устройства подключены к первичной обмотке щ-фазнаго трансформатора первого щ-Фазного преобразовательного блока, выводы концов фазных обмоток через вторую трехфазную обмотку реактора компенсирующего устройства подключены к первичной обмотке трансформатора второго щ-фазного преобразовательного блока, а к третьей, соединенной в звезду, трехфазной обмотке реактора подключена ссйдиненная в звезду трехфаэная конденсаторная батарея.С целью устранения в стержнях магнитопровода реактора квмпенси15 рующего устройства магнитного потока. первой гармоники и, следовательно, устранения первой гармоники тока в конденсаторах, первая трехфаэная обмотка реактора компенсирующего устройства соединена либо по схеме "Зигзаг", либо по схеме фТреугольник с продолженными началами Фазиых., обмоток",. сдвигающими фазные напря" жения на + в . эл.град, а втораяЯ2 еф 10 аналогичйая обмотка соединена либо по схеме "Зигзаг", либо по схеме . "Треугольник с продолженными концами фазных обмоток", сдвигающими .Фазные напряжения на -- эл.град.ЛДля ограничения токов короткого замыкания в в-фазных преобразовательных блоках вторичная трехфазная обмотка понижающего трансформа тора может быть выполнена расщепленной на две части, причем у одной части продолжены начала Фазных об моток, а у другой - концы Фазных обмоток.Выпрямительные мосты в-фаэных преобразовательных блоков по отношению к нагрузке соединены либо по- . следовательно, либо параллельно. Выпрямительные мосты выполнены либо реверсивными, либо нереверсивными ЗО Все преобразовательные трансформаторы системы типовые,. без специальных схем соединений обмоток.На чертеже представлена принципиальная схема 2 а-Фаэной преобразо . вательной системы электропитания.Система содержит понижающий трехфазный трансформатор 1, трехфазное компенсирующее устройство 2, первый 3 и второй 4 щ.-фазные преобразоватеяь 40 ные. блоки.При работе 2 а-фазной преобразова-. тельной системы электропитания за счет специальной схемы соединения вторичной обмотки трехфазного пони-. жающего трансформатора 1 обеспечивается сдвиг коммутационных процессов во времени второго в-Фазного преоб.разовательного блока 4 по отношению . к первому а-Фаэному преобразователь. -50 ному блоку 3 наугол - эл.град,благодаря чему вся система электропитания работает в режиме 2 в-Фазио.го преобразования. При включенном компенсирующем устройстве 2 в основных его обмотках, подключенных к блокам 3 и 4, протекают сдвинутые на - эл.град гармоники тока порядка/7Квй 1(К 0, 1, 2. .). Поскольку , 60 первая основная обмотка реакторасоединена по схеме, сцвигающей Фазные напряжения на +эл.град.,Ха вторая - по схеме, сдвигающей 65Фазййе напряжения на -. эл.град, то первые. гармоники магнитного потока в стержнях магнитопровода реактора компенсирующего устройства отсутствуют вследствие равенства нулю на каждом стержне суммарной магнитодвижущей силы первой и второй обмоток по первой гармонике. В стержнях магнитопровода реактора компен- сирующего устройства протекают лишь гармоники потока, отвечающие К = 1, 3, 5,так как на каждом стержне суммарная магнитодвижущая сила первой и второй обмоток реактора для укаэанных гармоник не равна нулю. Эти гармоники потока наводят напряжения тех же гармоник в компенсационных обмотках компенсирующего устройства, а следовательно, и на конденсаторах компенсирующего устройства 2. Напряжения на конденсаторах трансформируются в контуры коммутации вентилей блоков 3 и 4 и осущетсвляют их искусственную коммута- цию, благодаря чему.вся система ра. - ботает с высоким коэФфициентом мощ" ности. Регулирование выпрямленного напряжения осуществляется обычными преобразовательнйми трансформаторами системы. Дополнительно оно может регулироваться переключением отгаек от первичной обмотки понижающего трансформатора.При отсутствиии необходимости повышения коэффициента мощности с помощью компенсирующего устройства выводы начал Фазных вторичных обмоток понижающего трансформатора подключены непосредственно к входу первого е-Фазного преобразовательного блока, .выводы концов фазных обмоток понижающего трансформатора - к вхо- ду второго в-Фазного .преобразователь- ного блока.Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения состоит в том, что все преобразовательные трансформаторы системы выполняются упрощенными за счет использования первичных обмоток с обычной схемой соединения (" Звезда" или ",Треугольник" ),Предлагаемая система легко реализуется на существующих преобразовательных подстанциях,. например, электролиза в цветной меТаллургии и химической промышленности, без реконструкции большого числа преобразовательных трансформаторов. Для ее реализации необходима лишь конструкция вторичной обмотки понижающего трансформатора.Кроме того:расширяются Функциональные возможности системы, ибо появляется воэможность простого регулирования выпрямленного напряжения системы не только за счет лере--ий в / /////ее юююЕФилиал ППП "Патент" гЪжгород, ул.Проектная,е ключающего устройства понижающеготрансФорматора, но и за счет аналогичных устройств на преобразовательных трансФорматорах. За счет регулирования переключающими устройствами преобразовательных трансФорматоровпоявляется возможность перераспределения ивыравнивания выпрямленноготока между выпрямительными агрегатами внутри каждого а-фазного блока.