Регулятор угла зажигания вентилей-выпрямителей подстанции линии электропередачи постоянного тока

,0 528678 Союз Советских Социалистических РеспубликК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1) Дополнител 2) Заявлено 29 ое к авт. свид-ву 11,72 (21) 1851411/07нием заявки2 Р 13/16/6 Р 1/4623 3/46 л присоеди 3) Приоритетубликовано 15,09.76, Бюллетень Мата опубликования описания 08.10 Государственный комитет Совета Министров СССР оо делам изобретенийи открытий(54) РЕГУЛЯТОР УГЛА ЗАЖИГАНИЯ ВЕНТИЛЕ ВЫПРЯМИТЕЛЕИ ПОДСТАНЦИИ ЛИНИИ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧИ ПОСТОЯННОГО ТОКА 2 оборудования (в частнорансформаторов) и весьерь от реактивной мощно- работы регулятора угла Изобретение от предназначено, в ния угла зажига телсй постоянног чи, соединяющей тока. носится к электчастности, для ния вентилей - о тока линии эл две системы отехнике и регулировареобр азоватропереда- еременного стоимости основного сти, регулируемых т ма значительных пот сти из-за неточности 5 зажигания. Целью изобретения является функциональной надежности и точности регулирования угла при по величине возмущающих возде 10 описываемом регуляторе это дости что в него введены элементы врем ляющие надежно фиксировать угол в рабочем диапазоне, элементы вре печивающие разные выдержки в 15 различных возмущающих воздейст же два канала регулирования с сравнения: один - с переменной ч ностью, а второй - с постоянной ч но стью, р евер си вны й р аспредел ите 20 вляющий как поочередное (раздел одновременное (групповое) перекл гулирующих органов.иг. 1 изображена схем станции биполярной пер ка, на фиг. 2 - функцио аемого регулятора; на статическая характери ия; на фиг. 4 - време сияющая работу элемен а выпедачнальфигстикаиная ямител- ьпостояая схема 3 - приорганов диаграммени; на нои по ного т описыв мерная сравне ма, поя 30 а вр В настоящее время мощные преобразовательные подстанции как выпрямительные, так и инверторные для осуществления экономически выгодного режима работы передачи постоянного тока снабжены регуляторами угла зажигания, осуществляющими регулирование выходного напряжения подстанций с помощью трансформаторов с отводами или генераторов с регуляторами напряжения.Известные регуляторы угла зажигания не могут быть использованы в мощных сверх- дальних передачах постоянного тока в силу малой функциональной надежности измерения угла зажигания, вследствие ненадежной фиксации углов зажигания в том случае, когда они равны нулю или близки к нулю, а также из-за невысокой точности регулирования угла при различных по величине возмущающих воздействиях и большого износа контактов переключателей отпаек, вызванного неоправданными в ряде переходных режимов переключениями отводов трансформатора, Это особенно остро проявляется в мощных, сверхдальних передачах постоянного тока ввиду большой повышение увеличение различных йствиях, Вгается тем, ени, позвозажигания мени, обесремени при виях, а такорганами увствитель- увствительль, осущестьное), так и ючение ре00 65 фиг, 5 - временная диаграмма, поясняющая работу реверсивного распределителя.Схема выпрямнтельной подстанции состоит из системы переменного тока передающей подстанции 1; грансформатора постоянного тока первой полуцепи 2; регулятора тока первой полуцепп 3; трансформатора с регулируемым коэффпциапом трансформации 4; трансформатора тока схемных обмоток преобразовательного моста 5; преобразовательного моста 6; измерительного трансформатора напряжения 7; регулятора угла зажигания 8; блока счета мостов 9; трансформатора с регулируемым коэффициентом трансформации 1 О; тр ансрорм атор а тока схемных обмоток преобразовательного моста 11; преобразовательного моста 12; трансформатора с регулируемым коэффициентом трансформации 13; трансформатора тока схемных обмоток преобразовательного моста 14; преобразовательного моста 15.Регулятор угла зажигания включает в себя измерительные органы, состоящие из датчиков тока 16, дагчпков напряжения 17, элементов времени 18 и формирователей импульсов 19; блок изменсш я коэффициента усиления регулятора 20; блок усреднения угла 21; блок задания уставкп угла 22; два органа сравнения 23 и 24; два элемента времени 25 и 26; реверсивный распределитель 27.Подстанция состоит из двух полуцепей. Первая полуцепь условно показана двумя преобразовательнымп мостами 6 и 12, вторая - одним мостом 15. Греобразовательные мосты питаются от системы переменного тока 1 через трансформаторы 4, 10 и 13 с регулируемым коэффициентом трансформации, Основными регулируюш,ими устройствами полуцепи выпрямительной подстанции являются регулятор тока 3 и регулятор угла закигания Я. Регулятор тока предназначен для поддержания заданного значения выпрямленного тока полуцепи. 1 а вход регулятора подаются выпрямительный ток от трансформатора постоянного тока 2 и сигнал уставки Ур,. Регулятор тока 3 вырабатывает выходной сигнал в зависимости от разности входных сигналов и воздействует на углы зажигания вентилей преобразовательных мостов 6 и 12. Сигнал на выходах регулятора 8 возникает тогда, когда измеренное значение угла не соответствует уставке, Регулятор угла зажигания воздействует на трансформаторы 4 и 10 преобразователей. При этом изменяется выпрямленное напряжение полуцепп, а следовательно, и выпрямленный ток, В работу вступает регулятор тока 3, который возвращает ток полуцепи к первоначальному значению, изменяя углы зажигания так, чтобы уменьшить разность измеренного угла и угла уставки на входе регулятора 8. В измерительном органе регулятора угла зажигания 8 датчики тока 16 соединены с первыми входами формирователей импульсов 19 через элементы времени 18. Вторые входы формирователей импульсов подключены к вы 10 15 20 Зо 35 40 45 50 ходам датчиков напряжения, Выходы формирователей 19 соединены соответственно с первым и вторым входами блока изменения коэффициента усиления регулятора 20. Третий вход блока 20 подключен к блоку счета работающих в полуцепи мостов 9. Выходы блока 20 соединены соответственно с первым и вторым входами блока усреднения угла 21, а выход последнего - с первыми входами органов сравнения 23 и 24. Вторые входы органов сравнения 23 и 24 подсоединены к выходу блока задания уставки угла 22. Выходы органов сравнения 23 и 24 соединены со входами элементов времени 25 и 26, выходы которых - с первым и третьим входами реверсивного распределителя 27 соответственно. Второй вход распределителя 27 подключен параллельно входу элемента времени 25, а выходы реверсивного распределителя соединены со схемами управления переключателями отпаек (на фиг. 2 нс показаны) соответствующих регулируемых трансформаторов 4 и 10 полу- цепи.Угол зажигания определяется как интервал времени между моментом перехода через ноль коммутирующего напряжения и моментом зажнгапия вентиля. Переход через ноль коммутирующего напряжения определяется при помощи датчика напряжения, на вход которого подается указанное напряжение с измерительных трансформаторов напряжения . Момент зажигания вентиля фиксируется с помощью датчика тока, Для этого вход каждого элемьчпа тока соединен с измерительным трансформатором тока (5 или 10) схемной обмотки трансформатора преобразователя. На выходах элемента напряжения и элемента тока имеют место импульсные сигналы, совпадающие по времени соответственно с моментом перехода через ноль коммутирующего напряжения и моментом зажигания вентиля, Выходной сигнал датчика тока подается на вход элемента времени 18 (например, одновибратор). Последний, не изменяя практически формы водного сигнала, сдвигает его на определенное время 1 Это позволяет строго зафиксировать очередность поступления сигналов на входы формирователя импульсов: сигнал от датчика напряжения, сигнал от датчика тока, снова сигнал от датчика напряжения и так далее даже при углах зажигания, равных нулю,Выходной сигнал формирователя имеет форму прямоуголь импульсов. Лмплитуда импульсов стабилизирована с большой точностью, а ширина каждого импульса равна сумме соответствующего угла зажигания и времени задержки элемента 18 сс+сНа фиг. 2 условно показано два измерительных органа. Реальное число измерительных органов, определяемое конкретными условиями, может быть больше. При этом число измерительных органов на каждый преобразовательный мост должно быть одинаковым, 52867850 55 00 вв Выходные сигналы формирователей импульсов полаются на входы блока изменения коэффициента усиления регулятора 20. Лослслцие измсцлтот величинк сигналов Фопмцповатслсй (например, ампчитулу) обратно пропорционально числу мостов полуцепи преобразователя. Выколцые сигналы блока 20 подаются на входы блока усреднения угла 21. На выхоче блока 21 получается постоянное напряжение, величина которого опрелеляется средним значением входных сигналов.Это напряжение позволяет ттаиболее полно охарактеризовать зону пег.члтопа тока 3 при возмокном разбросе углов зажигания вентилей преобразователей, особенно в многомостовой схеме преобразовательной полстанции.Этот сигнал полается на пепвые вхолы органов сравнения 23 и 24. На втопые входы органов сравнения поступает сигнал уставки с блока задания уставки 22, котопый представляет собой постоянное напрякение постоянной величины или зависящей от тока пол- цепи.Примерные статические хапактепттстиктт опганов сравцештл 23 и 24 привечеттьт на фиг. 3. гле по оси абсцисс отложен сигнал, павный разности сигналов на обоих вколах, а по осц ординат - их выходные сигналы, Оба органа сравнения имеют зону ттечувствительттости, опган сравнения 24 - постоянную и равнгто А: орган сравнеция 23 - переменную ц равнуюАА, А/2, - соответственно при одном, двух,ии. мостах. работатощик в полкцепи.Выходные сигналы органов сравнения 23 и 24 полатотся на вхолы элементов впсмени 25 и 26. Эти элементы прелцазцачены ллл того. чтобы регулятор угла зажигания це раоотал в переколцьтк пект.,так, сопповожчающикся ктаттсоврлтеттттымтт изменениями угла зажигания.Впемеццал лиагпамма, приведенная ца с 1 ттг. 4, поясняет паботк =лемента времени 25. На ней по оси абсцттсс отложено впемя, по осц оплинат - выхолттой сигнал элементов 23 и 25. Время с - время вьтдержтси элемента 25, Элемент времени 26 работает аналогично элементу 25, только время вьтдепжки его 1 т ( (ьс В элементах времети 25 и 26 возможно регилииоваттие времени выдержки т,Выходные сигналы элементов времени подаются соответственно на первый ц тпетий входы реверсивного распределителя 27. На второй вход последнего подается сигнал с органа сравнения 23,Таким образом, на первый вход распределителя 27 подается информация о наличии рассогласования при малых возмущаюцытк воздействиях, на третий вхол - при больтштк. На второй вход полается информация о знаке рассогласования. Реверсивньтй распределитель предназначен для того, чтобы обеспечить поочередное (раздельттое) и одновременное (групповое) переключение регулируемык 5 1 О 15 20 30 35 40 45 трансформаторов полуцепц с паузами необходимой длительности.Реверсивным распределитсль паботает так, что прц наличии сигналов на певом и втором вхолак сигнал появляется поочередно на обоих втгколак (см. фттг. 5, где по оси абсцисс отложено время, а по оси орлццат - выходные сигналы элементов 23, 25 и 27).В общем случае, если в полуцепп имеется К пегк"лттр т емык трансформ а тпои, ревепсивный распределитель ттхтеет /г выколов. Выхолной сигнал появляется поочередно на первом, втором,сг, , сг-кт выколе. Ппц лтене рс;та команды. цаппимер с;с мацльт Увечтттттть на тгомацду К теттыттт;ть, сттгттал появляется ца том выходе распрелслитсля, ца котором он присктствовал послелним ло смены рода команды.При таком порядке работы распрел.лителл 27 рассогласоваште отпаек регулируемых тпансформатопов полуцепи це ппсвышает олцой ступени. Напряжештс почупепи лелцтсл между мостами практически поровну.Следует отмстить цаличис пауз тежлу переключениями (г:, - ; 1 - 1, 1 - ; 1. - ;см. Фцг. 51, которые формирует паспрелсчтттечт. Эти паузы равны между сботс тт устаттавливаются большими плите,чьцости затухания псреколньтк процессов в полуцептт пепслачи и в регуляторе. вызванных итре.чьтлктттттм переключением трансформатопа. Па",зы между переключениями позволяют умс цьцшть перерегулирование при регулировашш угла зажигания.Ппи наличии сигналов ца вторсот и тпетьет вколак распрелелителя, сигнал на первом вхоЛе распределителя олокируетс я, Б этом случае сигна,ч появляется на всск выходах реверсивного распрелелителя. Происколит групповое переключение трансформатора в полуцептт с паузами, аналогичныкти опттсаттнют выше, ло момента исчезновения сигцала на выходе элемента впемени 26. В том случае, когла сигна,ч на выходе элемента времени 26 исчез, а ца выходе элемента 25 остался, пегулттпование угла прололжается путем иоочерелного (раздельттогот переключения трансформатора полу цепи. бор т л а,зобрстсит.я Регулятор угла зажигания вентилей - выпрямителеи полстанции лцтши электпопередачи постоянного тока, содержащий измерительньте органы по числу выпрямителей, каждый из которых ттмеет Латчики тока и цапплжения, связатшыс с формирователем импульсов, выколы которык через блок изменения коэффициента усиления регулятора сосл".цтены со вколами блока усреднения значения угла .зажигания. а также имеющий блок заланття уставки угла, выко.т которого соелштен с исполните,чьным органом, состоящим из элементов впеменц и переключателя отпаек, отличающ и й с я тем, что, с целью повышения функциональной надежности и увеличения точно528678 иг. сти регулирования угла при различных по величине возмущающих воздействиях, измерительные органы снабжены элементами времени, включенными между датчиками тока и соответствующими формирователями импульсов, исполнительный орган снабжен двумя органами сравнения, первый - с переменной чувствительностью, второй - с постоянной чувствительностью, двумя элементами времени с различной выдержкой и реверсивным распределителем, причем выход блока усреднения подключен к первым входам органа сравнения, вторые входы которых соединены между собой и подсоединены к упомянутому 5 блоку задания уставки, а выходы этих органов через соответствующие элементы времени подключены ко входам указанного распределителя, дополнительный вход которого соединен с выходом органа сравнения с переменной 1 О чувствительностью,ПодписноСССР нпография, пр. Сапунов аказ 1970/15 Изд, ЛЪ 1590 ЦНИИПИ Государственного по делам изоб 113035, Москва, Ж.