Трехфазный компенсационный преобразователь

(71) Киевский птут им. 50-лети социалистическо (72) И.М.Чиженй ротра ние н транс юл. УЗ литехни Велико револю и Л.Сческий инстий ОктябрьскойцииКот пресило-, 256. пере- энерПРЕ(57) Изобретение о разовательной техн эовано на питающих преоб осится и м.бдстанц испольях электГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(56) Баев А.В. и др. Вентильные образователи с конденсаторами в вых цепях. М.: Энергия, 1969, сЧиженко И.М. Выпрямители с о жающим углом сдвига. М.-Л.: Гос гоиздат, 1957, с. 110.Авторское свидетельство СССР В 146856, кл. Н 02 М 7/515, 196 (54) ТРЕХФАЗНЫЙ КОМПЕНСАЦИОННЫЙ ОБРАЗОВАТЕЛЬ нспорта, Целью является повышеадежности. Устр-во содержитформатор с вторичными обмотками 2, 3, соединенными звездой. К обмоткам 2, 3 подключены вентили 5-10. Между средним выводом реактора 4 и звездой коммутирующих конденсаторов 11 включен первый управляемый вентиль 13. Второй управляемый вентиль 14 включен между звездой конденсаторов 11 и нулевой точкой трехфазного уравнительного реактора 12, В аварий ной ситуации или при необходимости отключения инвертора выключается главная система управления и включается вентиль 13. Конденсаторы 11 при этом заряжаются до напряжения источника питания, ток в цепи инвертора прекращается, Для включения инвертора вентилем 14 замыкается цепь переэаряда конденсаторов 11, после чего включается главная система управления, включающая рабочие вентили в требуемой последовательности. 3 ил.51015 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано на питающих подстанциях электротранспорта, а также в систе- маХ передач электроэнергии постоянным током высокого напряжения и преобразователях частоты со звеном постоянного тока. Цель изобретения - повышение надежности трехфазного компенсационного преобразователя путем создания защиты, осуществляющей быстродействующее отключение его от источника постоянного напряжения как в аварийном, так и в нормальном режимах.На фиг, 1 изображена схема предлагаемого преобразователя;на фиг.2 и 3 - временные диаграммы, поясняющие работу преобразователя и представляющие основу для синтеза системы его управления.Трехфазный компенсационный преобразователь содержит трехфазный трансформатор с первичной обмоткой 1 и двумя группами вторичных обмоток 2 и 3, соединенных звездой, между общими точ;:ами которых включен уравнительный реактор 4 со средним выводом, подключенным к положительному полюсу источника питания, Крайние выводы вторичных обмоток 2 трансформатора соединены с анода и вентилей 5-7, а выводы группы обмоток 3 - с анодами вентилей 8-10, Катоды вентилей 5 и 8, 6 и 9, 7 и 10 объединены в общие точки, и к этим точкам подключены концы соединенных звездой батареи коммутируюцргс конденсаторов 11 и трехфазного соединения в звезду уравнительного реактора (катушки) 12, нулевая точка которого подключена к отрицательному полюсу источника постоянного напряжения,Между средним выводом двухфазного уравнительного реактора 4 и нулевой точкой батареи коммутирующих конденсаторов 11 включен первый дополнительно введенный управляемый вентиль 13, а между нулевой точкой батареи коммутирующих конденсаторов 11 и нулевой точкой трехфазного уравнительного реактора 12 - второй дополнительно введенный вентиль 14. Управление вентилями 5-10 преобразователя осуществляется главной системой 15 управления, а дополнительно вве 20 25 30 35 40 45 50 55 денными вентилями 13 и 14 - вспомогательной системой 16,Преобразователь в режиме инвертирования работает следующим образом,Потребляемый от источника постоянного напряжения ток делится уравнительным реактором 4 пополам, Во вторичных обмотках трансформатора 2 и 3ток протекает в течение одной третипериода. В каждой из фаз трехфазнойуравнительной катушки 12 протекаеттреть инвертированного тока. Каждыйиз коммутирующих конденсаторов батареи 11 перезаряжается с удвоеннойчастотой по отношению к частоте инвертированного тока, чем достигается высокая эффективность использования конденсаторов.Дополнительно введенный вентиль 13 при нормальной работе преобразователя (инвертора) закрыт и находится под воздействием положительного напряжения. Разность потенциалов между анодом и катодом вентиля 14 равна нулю, так как узловые точки конденсаторной батареи и трехфазного уравнительного реактора являются эквипотенциальными. Этот вентиль при нормальной работе устройства также находится в закрытом состоянии.Отключение инвертора от источника постоянного напряжения осуществляется следующим образом. Снимают управляющие импульсы с управляемых вентилей 5-10 путем выключения главной системы 15 управления и включают вспомогательную систему 16, вырабатывающ;ю одиночный импульс, который подается на первый дополнительно включенный управляемый вентиль 13Этот импульс должен подаваться непосредственно после выключения главной системы 15. Так как вентиль 13 находится под действием положительного напряжения, то управляющим импульсом он переводится в проводящее состояние, после чего ток источника питания начинает протекать через коммутирующие конденсаторы батареи 11 и фазы трехфазной уравнительной катушки 12, Секции двухфазного уравнительного реактора 4 при этом обесточиваются, прекращается ток через рабочие вентили 5-10 преобразователя, в результате чего они переходят в непроводящее состояние и прекращается ток в каждой из вторичных обмоток 2 и 3 трансформатора3133По м.ре заряда коммутирующих конденсаторов батареи 11 на них растетнапряжение, противодействующее протеканию тока источника постоянногонапряжения. Этот ток уменьшается ис течением времени стремится к нулю,Вентиль 13 переходит в закрытое состояние, и инвертор в целом оказывается отключенным от источника питания.Для включения ицвертора в работуследует подать управляющий импульсот вспомогательной системы 16 управления на второй дополнительно введенныи управляемый вентиль 1 ч, Он в процессе заряда коммутирующих конденсаторов при отключении инвертора находится под положительным напряжениеми, открываясь, дает возможность коммутирующим конденсаторам батареи 11перезарядиться через трехфазный урав нительный реактор 12, изменив полярность напряжения между обкладкамина обратную. При этом напряжение на,вентиле 13 снова становится положительным и инвертор готов к работе,Инвертор переводится в рабочее состояние главной системой 15 управления,осуществляющей формирование в требуемой последовательности импульсов управления вентилей 5-10,На фиг, 2 и 3 представлены времен ные диаграммы, дополнительно поясняющие работу преобразователя. Начертежах приняты следующие обознаения: и - и, - напряжения на тиристорах 5-10; и - напряжение на конденсаторах 11, г - токи конденсаторов 11ц , - м, управляющиеимпульсы тиристоров 5-10; ьтоки тиристоров 5-10, ц, - напряжение тиристора 13; 1, - ток тиристора 13; ц , - управляющий импульстиристора 13; ц, - напряжение тирис-,тора 12, ц - управляющий импульстиристора 12 ф,- ток инвертора, потребляемьй на стороне источника постоянного напряжения.В интервале времени 0- предстаьлен нормальный режим работы компенсацчонного инвертора. В моменткогда подается команда на бесконтактное отклочение инвертора, снимаются угравляющие импульсы с вентилей5-10 и подается управляющий импульсна вентиль 13, включенный между общей точкой конденсаторов и положительным источником питания. 0; иПосле уменьшения тока источникапитания до нуля инвертор переходитв отключенное состояние. Запасенноенапряжение на конденсаторах в интернале отключения не оказывает влиянияна основные тиристоры инвертора, Напряжения на этих тиристорах являютсятакими же как и до его включения в 1 О работу (т.е. когда имеются силовыенапряжения, но отсутствуют управляющие импульсы на основных тиристорах).Таким образом, для осуществлениябесконтактного отключения компенс. -ционного инвертора не требуется дополнчтельньгх источниьон энер:чи, аиспользуются рабочис этемсн.ь:,В предлагаемом преобразогателеблагодаря бесконтактному включениюв цепь источника постоянного напряжения батареи коммутирующих конденсаторов происходит быстрое обесто иванне элемента цепи б з возникновенияперенапряжений в инверторе и перегрушаевся надежност работы преобраэоВ ателя,Кроме того, имеется воэможностьподкл чения и отклнченпя и,".едлагаемого пре бразрвателя в системах ,предан электроэнергии пос.ояннымтоком вь:сокого напряжения, что в прототипе невозможно.Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 35Трехфазный компенсационный преобразователь, содержащий трехфазныйтрансформатор с двумя вторичными обмотками, соединенными звездой, между 41, общими точками которых включен двухфазный уравнительный реактор сосредним выводом, образующим первыйвывод постоянного тока, крайние еговыводы соединены с анодами вентилей, 45 подключенных к главной системе управления, катоды которых в одних и техже фазах объединены в общие точки иподключены к концам соединенных звездой батареи коммутирующих конденса торов и к концам трехфазного соединенного в звезду уравнительного реактора, нулевая точка которого образует второй вывод постоянного тока, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повьппения надежностипутем создания защиты, осуществляющей быстродействующее отключениеего по соответствующему сигналу отисточника постоянного напряжения. Копч едак акаэ 3590/5 Тирах 659 ВНИИПИ Государственного ко по делам изобретений и о 035, Москва, Ж, РаушскаПодписноетета СССРрытийнаб., д, 4/5 Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул, Проектная,как в аварийном, так и в нормальномрежимах, средний вывод двухфазногоуравнительного реактора соединенчерез первый дополнительно введенныйуправляемый вентиль с нулевой точкойбатареи коммутирующих конденсаторов,которая через второй дополнительновведенный управляемый вентиль соединена с нулевой точкой трехфазного 30720 6уравнительного реактора, причем обавентиля по отношению к упомянутымпервому и второму выводам постоянного тока включены в проводящем направлении и подключены к вспомогательной системе управления, выполненнойобеспечивающей их коммутацию по соответствующему сигналу на отключениепреобразователя.