Высоковольтный компенсационный преобразователь

(51)4 Н 02 М 7 1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ хль,ной ев,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ К АВТОРСКОМ,Ф СВИДЕТЕЛЬСТ(71) Киевский ордена Ленина полите нический институт.им. 50-летия Великой Октябрьской социалистической революции(56) Чиженко И.М., Руденко В.С., Сенько В.И. Основы преобразовате ной техники. М.: Высшая школа, 1 с. 166.Справочник по преобразователь технике. Под ред. И.М.Чиженко. Ки Техника, 1978, с. 74.(54)(57) ВЫСОКОВОЛЬТНЫЙ КОК 1 ЕНСАЦИОННЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий по меньшей мере один трехфазный трансформатор с первичной и четырьмя вторичными обмотками, которые соединены в прямую и обратную звезды ив прямой и обратный треугольники иподключены 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 повышенияэкономичности и эффективности использования оборудования, указанные вентильные части соединены между собойпоследовательно, к соответствующимобщим точкам каскадно соединенныхвентильных мостов подключены две вторичные обмотки дополнительно введенного суммирующего трансформатора,к свободным выводам первичных обмоток которого, соединенным в звезду,подключена указанная трехфазная батарея конденсаторов регулируемой. емкости1 11888Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначенодля питания мощных потребителей, ра"ботающих на постоянном или переменном токе, в частности, для преобразовательных подстанций передач постоянного тока,Цель изобретения - повышение экономичности и эффективности использования оборудования. 1 ОНа чертеже представлена электрическая схема предлагаемого высоковольтного компенсационного преобраэователя.Высоковольтный компенсационный 15преобразователь содержит две последовательно соединенные вентильные части 1, каждая из которых состоит издвух каскадно соединенных вентильныхмостов. Кобщим точкам вентилей анодных и катодных групп .каскадно соединенных вентильных мостов подключе.ны вторичные обмотки суммирующеготрансформатора 2. К первичной обмотке указанного трансформатора подключена трехфаэная батарея 1 конденсаторов 3 регулируемой емкости, которая может быть соединена в звездуили в треугольник. Эта батарея конденсаторов, совместно с суммирующимтрансформатором, образует коммутирующее звено преобразователя. Подключение к сети переменного тока осуществлено с помощью трехфазноготрансформатора 4 с первичной обмоткой, соединенной в звезду или в треугольник и с четырьмя вторичнымиобмотками, соединенными в прямую иобратную звезду и в прямой и обратный треугольник. Причем две обмотки,соединенные в прямую звезду и прямой40треугольник, подключены к вентильныммостам одной вентильной части преобразователя, а две другие, соединенные в обратную звезду и обратныйтреугольник - к вентильным мостамЯ 5другой вентильной части преобразователя. Преобразователь может работать как в выпрямительном, так и в инвер торном режимах. Рассмотрим специфику его работы, пренебрегая активным и реактивным сопротивлением питающего трансформатора и сети, а индуктивное сопротивление в цепи постоянно го тока примем бесконечно большим.При указанных условиях каждый вейтиль преобразователя вступает в ра 37 2боту один раз за период и проводитток в.течение 2 Й/3. Коммутация токапроисходит мгновенно,Оптимальный режим работы преобразователя, характеризующийся экономичностью, эффективным использованиемоборудования и фазностью преобразования (24).ш 4 2) имеет место толькопри определенном сочетании системпитающих 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 междусобой на и/2, а системы трехфазныхнапряжений отдельных вентильных частей преобразователя должны быть сдвинуты друг по отношению к другу на р .Поэтому питающий трехфазный трансформатор 4 имеет четыре вторичные обмотки, две из которых соединеныв прямую и обратную звезду, а дведругие - в прямой и обратный треугольник.1Для 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 прямуюзвезду., 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 возможном 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 уста. новленной 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,каффчто расчетное значение рабочего напряжения на конденсаторной батарее равно П =745 В. Если конденсаторнаяРбатарея 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 Пд =1050 В, повышаем 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 образуюткомпенсационную часть преобразователя, а остальные - обычную.,Опережающая коммутацию тока вентилями компенсационной части преобразователя возможна потому, что в основной контуркоммутации, состоящий из очереднойи предыдущей фаз питающего трансформатора, вводится дополнительная ЭДС,1 О которая преодолевает в момент коммутации вьппеуказанных вентилей напряжение вторичных обмоток питающеготрансформатора и осуществляет процесс коммутации. В качестве допол 15 нительноц ЭДС используется напряжение конденсаторовВ преобразователе оно имеет удвоенную частоту посравнению с частотой питающегонапряжения сети и по форме достаточно близко к синусоиде. Коммутацияосуществляется в момент времени,соответствующий максимальному напряжению на конденсаторах,Преобразователь может быть выпол 25 нен на неуправляемых вентилях (только как выпрямитель), либо может бытьчастично управляемым (когда в обычной части используются управляемыевентили, а в компенсационной - неуправляемые), либо полностью управляемым. В частично или полностьюуправляемом преобразователе возможноподдерживать заданное значение коэффициента мощности при регулирдваниитока и напряжения на выходе в широ 35.ких пределах. Такой режим работыобеспечивается, если поддерживатьв обычной и компенсационной частях преобразователя примерно одинаковые углы40регулирования противоположного знака,Последовательное соединение двухвентильных частей, подключение ихк одной трехфазной батарее конденсаторов через суммирующий трансформаторв сочетании со сдвигом трехфазных45систем питающих напряжений отдельныхвентильных мостов, позволяют получитьвысоковольтный компенсационный преобразователь, выгодно отличающийся отпрототипа и других известных компен 50сационных преобразователей экономичностью, высокой эффективностью использования батареи конденсаторов и трансформаторов, способностью поддерживатьзаданное значение коэффициента мощнос 55ти при регулировании тока и напряжения на выходе в широких пределах,режимом преобразования повышеннойфазности (24 ЪшМ 2).1188837 752/56 ТирВНИИПИ Госудапо делам и 13035, Москва, Ж аж 645 Подписноственного комитета СССРобретений и открытий