Регулятор углов отключения вентилей инвертора

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ Соеоз СоветскихСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 03.0180 (21) 2861797/24-07 (51) М КЛ Н 02 Р 13/18 с присоединением заявкн Йо(23)Приормтет -Государственный комитет СССР но делам изобретений н открытий(сЗ) УДК 621. 316.787(088.8) Дата опубликования описания 300981(54) РЕГУЛЯТОР УГЛОВ ОТКЛЮЧЕНИЯ ВЕНТИЛЕИ ИНВЕРТОРА Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам управления инверторными подстанциями электропередач и вставок постоянно 5 го тока.Инверторные подстанции электропередач и вставок постоячного тока в установившихся режимах регулируются обычно на постоянство углов отключения вентилей, что обеспечивает требуемый запас вольтсекундной площади коммутирующего нааряжения после отключения вентиля, необходимый для восстановления вентилем запирающей способностц в прямом направлении.Известны регуляторы углов отключения вентилей, осуществляющие поддерживание среднего илк мкниматьного из углов отключения вентилей инвертора по принципу обратной свя б зи по рассогласованию между заданным и текущим значениями угла отключения 1 ).Однако такие регуляторы не надежны.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор углов отключения вентилей ;инвертора, содержащий измеритель углов отключения и блок формирования ЗО заданного значения углов отключения,выходы которых подключены к блокусравнения, к выходу которого подключен усилитель с ограничителем еговыходного сигнала. Такие регулятсры, например при пропорционально-интегральном законе регулирования,обеспечивают поддержание углов отключения вентилей в установившемся режиме с высокой.точностью 121.Однако для всех регуляторов такого типа характерен сущестйенный недостаток, проявляющийся при параллельной работе нескольких инверторов с подобными регуляторами на общие шины переменного тока, заключающийся в повьвюнном взаимном влияникинверторов.Как известно, потребляемая инвертором реактивная мощность, пропорциональна величине 1 ы пЧ, где- инвертируемый ток, Ю - угол сдвига междупервой гармоникой Фазного тока инвертора и коммутирующим напряжением в соответствузхцей фазе.Угол т приближенно выражается через угол О отключения и угол ф коммутации соотношениемНа Фиг, приведена предлН Ф1 на предлагаемая активной мощности ( максисхема регулятора углов отключения вен- можный инвертируемый токв большинстве практическтилей инвертора; на Фиг,- схема40 имеется избыток реактивнпараллельной работы инверторов начто позволяет поддерживаобщие шины переменного тока.Углы отключения вентилей инверто- ключения вентилей инвертко выые их минимально дозначений, Это очень полевходы которого постуназт сигнал свышения устойчивости рабров при внешних возмущентрансформатора 4 напряжения, подключенного к шинам перемени5 п еменного тока обеспечивается больший зинвертрра, и с датчиков 6 токов фаз. секундной площади коммутпряжения на н ерв е- отп,яжения на интервале- отет на блок сравнения, гдеемой инвертором реактнвнется из сигнала блокаия углов бтклю- будет минимально иеобходния заданного значения угловобеспечения требуемого зчения,тации.Сигнал рассогласования с выходаЗа счет избыточного зусилителя 9, с ощможно прддерживать постооб аз ется в сигнал управления,образуется в с У Ррых переходных процессахключения, а угол опережеуправления вентилями.чения вентилей ф)глов включения вентилей выход Так как уголоперения углов включения вентиле выходц отключения связаны мепом ью какого-либо ог- соотношением р =о +можн записатьраничителя 11,Второй блок 12 сравнения вхоДамиЧ х -фт), ( 2.)подключен к блоку 8 формирования-ж Из этого соотношения очевидно,чо при нарастании инвертируемоготока, сопровождающемся увеличениемугла 4 коммутации, и неизменномзначении К угол Ю также увеличивается, В результате реактивная мощностьизменяется при изменении токаочень резко, Это в свою очередь приводит к существенному изменению амплитуды и фазы напряжений на общих шинах переменного тока за счет падения напряжения на реактансеэнергосистем и распространениювозмущения на другие инверторы,подключенные к этим шинам. Вряде случаев это может послужить причиной нарушения нормальных 15коммутаций в других инверторах исерьезному утяжелению аварий вплотьдо полного отключения передаваемойинверторами мощности.Цель изобретения - повышение ус- Щтойчивости работы инвертора и уменьшение влияния параллельно работающих инверторов.Указанная цель достигается тем,что регулятор углов отключения вентилей инвертора снабжен инерционнымусилителем, источником постоянногосмещения и вторым блоком сравнения,входы которого подключены к блокуформирования заданного значения углов отключения, измерителю углов отключения и источнику постоянного смещения, а выход через .инерционный усилитель - к ограничителю выходного сиг.нала первого усилителя.При этом инерционный усилитель вы- З 5полнен в виде интегратора,данного значения углов отключения,измерителю 3 углов отключения и источнику 13 постоянного смещения, авыходом через инерционный усилитель14 подключен к ограничителю 11 выходного сигнала первого усилителя,причем инерционный усилитель воздействует на ограничитель 11 в сторонуизменения уровня ограничения, соответствующую увеличению углов опережения включения вентилей инвертора.Усилитель 14 может быть выполнен,например, в виде интегратора с большой постоянной времени.Инверторная подстанция частоснабжается регулятором 15 реактивной мощности, воздействующим, в частности, на величину поддерживаемогоугла отключения вентилей. Выходнойсигнал этого регулятора может бытьтакже подан на вход блока 12 сравнения,При параллельной работе инверторов фиг. 2 ) инверторы 1 и 1 через/ исвои реактансы коммутации 16 и 16подключены к сборным шинам 5, соединенным с источником ЭДС 17 через эквивалентную индуктивность 18 связи,Для фильтрации высших гармоник токаи напряжения и компенсации реактивной мощности к сборным шинам обычноподключают батарею 19 Фильтров исинхронные или статические компенсаторы 20 реактивной мощности.Максимальная реактивная мощность,которую могут выдавать фильтрокомпенсирующие устройства, выбираетсяобычно для режима работы инверторов с максимальным потреблением ремально воз). Поэтомуих режимовой мощности,ть углы оторов нескольпустимыхзно для посты инвертоиях, так какапас вольтирующего наключения вение потребляой мощностиимым дляапаса коммуапаса вольтрежимахянным в быстне угол отния вклюжения и уголжду собойвыражение 11)Отсюда следует, что при неизменномзначенииувеличение угла " коммутации инвертируемого тока приводитк снижению угла Ч сдвига, чем достигается существенное снижение изменения перетока реактивной мощностии определяемого им изменения амплитуды и фазы напряжений на шинах примыкания,Таким образом, существенно снижается взаимное влияние параллельно работающих инверторов, т.е. достигается поставленная цель.В переходных процессах, сопровождающихся снижением углов отключенияниже заданного безопасного. значения,можно снова перейти к поддержанию 15углов отключения на этом безопасномуровне.Предлагаемая схема регуляторапозволяет реализовать этот алгоритм.Устройство работает следующим 20образом,В установившемся режиме с,избытком реактивной мощности регулятор 15реактивной мощности выдает сигнал,который вместе с сигналом постоянного смещения суммируется с сигналомзаданного значения угла отключения.Рассогласование между полученным сумматорным сигналом и сигналом измерителя 3 усиливается инерционным усили- Зтелем 14, выходной сигнал которогоувеличивает уровень нижнего ограничения выходного сигнала усилителя 9до тех пор, пока за счет ограничениявыходной сигнал не изменится настолько, что углы отключения вентилей увеличатся до значений, соответствующих отсутствию рассогласования навыходе блока 12 сравнения.Таким образом, за счет принудительного ограничения выходного сигнала усилителя 9 размыкается контуррегулирования углов отключения поблоку 7 сравнения и усилителю 9 и образуется новый контур регулирования через блок 12 сравнения и усилитель 14. При этом инвертор работаетс завышенными углами отключения вентилей, определяемыми уровнями постоянного смещения и регулятора реактивной мощности, а вследствие существенной инерционности усилителя 14в быстрых переходных процессах уровень сигнала и, следовательно, углы Ь опережения будут практическинеизменными.В переходных процессах, сопровождающихся снижением углов отключенияниже значения, задаваемого блоком 8,под воздействием возникающего на выходе блока 7 сравнения рассогласованиявыходной сигнал усилителя 9 становит- Щся выше уровня нижнего ограничения,ограничитель 11 выходит иэ работы и контур регулирования через блок 7сравнения поддерживает углы отключения вентилей на заданном блоком 8безопасном уровне. Такой же режимвозникает при появлении сигнала свыхода регулятора реактивной мощностисоответствующего по знаку уменьшениюуглов отключения вентилей и по уровню превышающему сигнал смещения, Приотключении регулятор реактивной мощности смещения обеспечивает режим синерционным изменением углапривеличине углов отключения вентилей,несколько превышающей заданное блоком 8 минимально допустимое значение.Запас по углу отключения может вэтом случае регулиооваться вручнуюсоответствующим изменением сигналасмещения в зависимости от условийпо балансу реактивной мощности,Использование изобретения позволяет уменьшить сбросы мощности ППТ,связанные с возмущениями в приемнойэнергосистеме и вызванные распространением аварий на параллельно работающие инверторы. Экономический эффектот использования изобретения учитывается по передаче постоянного токав целом,Формула изобретения1. Регулятор углов отключения вентилей инвертора, содержащий измеритель углов отключения и блок формирования заданного значения угловотключения, выходы которых подключены к волоку сравнения, к выходу которого подключен усилитель с ограничителем его выходного сигнала, о тл и ч а ю щ и .й с я тем, что, сцелью повышения устойчивости работыинвертора и уменьшения взаимного влияния инверторов при их параллельнойработе, он снабжен инерционным усилителем, Источником постоянного смещения и вторым блоком сравнения, входы которого подключЕны к блоку формирования заданного значения угловотключения, измерителю углов отключения.и источнику постоянногосмещения, а выход через инерционный усилитель подключен к ограничителю выходного сигнала первого усилителя.2. Регулятор по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, инерционный усилитель выполнен в виде интегратора.Источники информациипринятые во внимание при экспертизе1Патент Великобритании 91171953,кл. Н 2 Р, 1967.2.Гоег 1 Я "Эсг 1 оэсНчииФеЬ едеОО В 4 эО НЖаЫ АЬ%аВ 6 МЕЮ ТХ-А,Н, 2/8, 1968,868972 тор Н Швыдка Составитель О.Наказхред А.Ач Редактор Ю.Ков о аказ 8352/ но тФилиал ПП атент", г,ужгород, ул. Проектная, 4 Тираж 733 ВНИИПИ Росударственного по делам изобретений и 113935, Москва Ж, Ра