Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для создания подстанций электропередачи постоянного тока с напряжением ±500 кВ и выше, а также для других инверторных установок с высоким постоянным напряжением.
Известен 12-фазный инвертор напряжения с параллельным соединением двух 6-фазных инверторов напряжения на стороне постоянного тока [1]. 12-фазный инвертор содержит два одинаковых 6-фазных инвертора напряжения. Они на стороне переменного тока присоединены к двум вентильным обмоткам трехфазного трехобмоточного трансформатора. Одна вентильная обмотка соединена звездой, другая треугольником. Линейные напряжения вентильных обмоток имеют одинаковые действующие значения. Благодаря применению такого трансформатора два одинаковых 6-фазных инвертора работают, как известно, в 12-фазном режиме инвертирования.
Однако при создании инвертора с параллельным соединением мостов на вдвое большее напряжение на его входе требуется разработка новых вентилей соответственно более высокого напряжения. Это сопряжено с техническими трудностями, связанными с увеличением в вентиле числа последовательно включенных запираемых тиристоров или IGBT, что, в свою очередь, ведет к снижению надежности вентиля.
Цель предлагаемого изобретения - создание 12-фазного инвертора на вдвое большее напряжение на его входе без изменения элементной базы.
Указанная цель достигается за счет последовательного соединения на стороне постоянного тока двух одинаковых 6-фазных инверторов.
Сущность изобретения состоит в последовательном соединении на стороне постоянного тока двух одинаковых 6-фазных инверторов и применении регулятора, соединенного с выходами делителей напряжения, который обеспечивает отсутствие уравнительного тока в цепи от общего полюсного провода до точки соединения конденсаторных батарей 6-фазных инверторов и выравнивает постоянные составляющие напряжений на входе обоих инверторов. Этот регулятор обеспечивает правильную работу предлагаемого инвертора.
Сущность заявляемого изобретения поясняется чертежом, где изображена схема предлагаемого инвертора напряжения. 12-фазный инвертор содержит два одинаковых 6-фазных инвертора напряжения 1 и 2, соединенных последовательно на стороне постоянного тока. На стороне переменного тока они присоединены к двум вентильным обмоткам трехфазного трехобмоточного трансформатора 3. Одна вентильная обмотка соединена звездой, другая треугольником. Линейные напряжения вентильных обмоток имеют одинаковые действующие значения. Каждый 6-фазный инвертор 1 и 2 содержит формирователи импульсов соответственно 4 и 5.
Исследование на математической модели предлагаемого инвертора показало, что он работает только при равенстве постоянных составляющих полюсных токов Iп1 и Iп2 соответственно 6-фазных инверторов 1 и 2, где
где к - коэффициент трансформации вентильной обмотки, соединенной звездой;
Еm - амплитуда фазного напряжения на шинах инвертора подстанции;
х - индуктивное сопротивление короткого замыкания, приведенное к напряжению вентильных обмоток (считается, что шины подстанции бесконечной мощности);
β1 и β2 - углы регулирования соответственно 6-фазных инверторов 1 и 2.
Уравнительный ток, возникающий при β1 ≠ β2
Iур=Iп1-Iп2,
проходит по цепи от общего для обоих 6-фазных инверторов полюсного провода к точке соединения конденсаторных батарей на входе этих инверторов.
При β1=β2 Iур=0 и предлагаемый 12-фазный инвертор работает нормально. Постоянная составляющая тока на входе 12-фазного инвертора
Id=Iп1=Iп2.
При этом постоянные составляющие напряжения на входе обоих инверторов должны быть равны
Ud1=Ud2=U/2.
Регулирование активной и реактивной мощностей, выдаваемых предлагаемым 12-фазным инвертором в приемную энергосистему, производится изменением углов регулирования β1 и β2. Хотя β1 и β2 при этом изменяются синхронно, из-за разбросов значений β1 и β2, а также из-за разных времен включения вентилей 6-фазных инверторов возникает режим, при котором среднее значение угла β1 оказывается больше или меньше среднего значения угла β2. При β1>β2 Iп1>Iп2, Iyp>0. При этом небольшой уравнительный ток Iур, проходя через конденсаторную батарею 6 6-фазного инвертора 1, постепенно разряжает ее. В результате нарушается нормальная работа 12-фазного инвертора. Нарушается равенство постоянных составляющих напряжений на входе инверторов, Ud1<Ud2. Если возникает режим, при котором β1<β2, то уравнительный ток, изменив свое направление, проходит через конденсаторную батарею 7 6-фазного инвертора 2 и постепенно разряжает ее.
Для обеспечения нормальной работы инвертора во всех режимах применяется регулятор 8, который при неравенстве углов регулирования β1 и β2 обеспечивает отсутствие уравнительного тока и равенство постоянных составляющих напряжений на входе обоих инверторов и тем самым обеспечивает нормальную работу инвертора во всех режимах.
Информацию о постоянных составляющих напряжений на входе инверторов регулятор получает от двух емкостно-омических делителей напряжения 9 и 10, один из которых (10) включен между точкой соединения конденсаторных батарей и нижним полюсом инвертора (параллельно конденсаторной батарее 7), второй (9) - между полюсами инвертора. По информации о величине и знаке разности постоянных составляющих напряжений на входе инверторов в регуляторе 8 вырабатывается сигнал для формирователя импульсов управления 6-фазного инвертора 2 на необходимое изменение величины его угла регулирования.
Если возникает режим, при котором β2<β1, то постоянная составляющая напряжения на входе инвертора 1 становится меньше постоянной составляющей на входе инвертора 2. Регулятор 8 вырабатывает сигнал, по которому формирователь импульсов управления 5 увеличивает угол β2 до величины β1. При β2=β1 постоянные составляющие напряжения становятся равными. Если возникает режим, при котором β2>β1, то становится меньше постоянная составляющая на входе инвертора 2. При этом регулятор 8 создает сигнал, по которому формирователь импульсов управления 5 уменьшает угол β2, и в результате восстанавливает нормальный режим 12-фазного инвертора при равенстве напряжений на входе обоих инверторов и отсутствии уравнительного тока.
Таким образом, предлагаемый 12-фазный инвертор с последовательным соединением двух одинаковых 6-фазных инверторов напряжения, имеющий предложенный регулятор, воздействующий на формирователь импульсов, работает нормально во всех режимах, когда возникают несколько различные по величине углы регулирования β1 6-фазного инвертора 1 и β2 6-фазного инвертора 2.
Таким образом, задача изобретения выполнена: предложены технические решения, при которых 12-фазный инвертор с последовательным соединением двух одинаковых 6-фазных инверторов напряжения работает нормально не только при равенстве углов регулирования β1 6-фазного инвертора 1 и β2 6-фазного инвертора 2, но и при возникновении некоторого различия в их величине.
Источник информации
1. Поссе А.В. Определение параметров конденсаторной батареи для инверторов напряжения //Изв. РАН “Энергетика”, 2001, №6, с.86-93, рис.3.
название | год | авторы | номер документа |
---|---|---|---|
СПОСОБ РЕГУЛИРОВАНИЯ МОЩНОСТИ И УСТРОЙСТВО ТРЕХФАЗНОГО ИНВЕРТОРА | 2008 |
|
RU2377631C2 |
Преобразователь переменного напряжения в постоянное | 1983 |
|
SU1078558A1 |
2 @ -Фазный компенсированный преобразователь переменного напряжения в постоянное и обратно | 1991 |
|
SU1781794A1 |
ДВЕНАДЦАТИФАЗНЫЙ САМОКОММУТИРУЕМЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ | 1992 |
|
RU2011282C1 |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫМ АГРЕГАТОМ | 2009 |
|
RU2402143C1 |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫМ АГРЕГАТОМ | 2007 |
|
RU2333589C1 |
12К-Фазная компенсированная система электропитания | 1986 |
|
SU1403295A1 |
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ МНОГОФАЗНЫМ ВЫПРЯМИТЕЛЬНЫМ АГРЕГАТОМ | 2014 |
|
RU2563027C1 |
Преобразователь переменного напряжения в постоянное | 1988 |
|
SU1577020A1 |
ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ТРЕХФАЗНОГО ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ПОСТОЯННОЕ И СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИМ | 2002 |
|
RU2234183C1 |
Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для создания подстанций электропередачи постоянного тока с напряжением ±500 кВ и выше, а также для других инверторных установок с высоким постоянным напряжением. Техническим результатом является создание 12-фазного инвертора на вдвое большее напряжение на его входе без изменения элементной базы. 12-фазный инвертор напряжения состоит из двух одинаковых 6-фазных инверторов напряжения, на входе которых подключены конденсаторные батареи, трехфазного трехобмоточного трансформатора, две вентильные обмотки которого соединены звездой и треугольником и имеют одинаковые линейные напряжения. Инвертор содержит два формирователя импульсов, выходы которых подключены к управляющим электродам вентилей инверторов, причем 6-фазные инверторы напряжения соединены последовательно. Для нормальной работы 12-фазного инвертора при неравенстве углов регулирования β1 и β2 6-фазных инверторов применен регулятор, вход которого соединен с двумя делителями напряжения, один из которых включен между точкой соединения конденсаторных батарей и нижним полюсом инвертора, второй - между полюсами инвертора, а выход подключен к формирователю импульсов управления одного 6-фазного инвертора. 1 ил.
Двенадцатифазный инвертор напряжения, состоящий из двух одинаковых шестифазных инверторов напряжения, на входе которых подключены конденсаторные батареи, трехфазного трехобмоточного трансформатора, две вентильные обмотки которого соединены звездой и треугольником и имеют одинаковые линейные напряжения, и двух формирователей импульсов, выходы которых подключены к управляющим электродам вентилей инверторов, отличающийся тем, что шестифазные инверторы напряжения соединены последовательно, для нормальной работы двенадцатифазного инвертора при неравенстве углов регулирования β1 и β2 шестифазных инверторов введен регулятор, вход которого соединен с двумя делителями напряжения, один из которых включен параллельно конденсаторной батарее одного шестифазного инвертора, второй - между полюсами инвертора, а выход упомянутого регулятора подключен к формирователю импульсов управления данного шестифазного инвертора.
ПОССЕ А.В | |||
Определение параметров конденсаторной батареи для инверторов напряжения | |||
Изв | |||
РАН | |||
Энергетика, 2001, №6, с.86-93, рис.3 | |||
СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ КОМПЛЕКТАМИ ДВУХОПЕРАЦИОННЫХ ВЕНТИЛЕЙ РЕВЕРСИВНЫХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ | 2000 |
|
RU2173929C1 |
Двенадцатифазный компенсационный преобразователь переменного напряжения в постоянное с несимметричным управлением | 1980 |
|
SU904152A1 |
12 @ -Фазная компенсированная система электропитания | 1980 |
|
SU1056396A1 |
Система электропитания | 1984 |
|
SU1358053A1 |
Способ стабилизации коэффициента преобразования | 1973 |
|
SU477389A2 |
US 4739466 А, 19.04.1988 | |||
DE 3714423 А1, 26.11.1987 | |||
Приспособление для разматывания лент с семенами при укладке их в почву | 1922 |
|
SU56A1 |
ТЯГОВЫЙ ДИНАМОМЕТР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ УСИЛИЙ | 0 |
|
SU251875A1 |
Бесколесный шариковый ход для железнодорожных вагонов | 1917 |
|
SU97A1 |
Авторы
Даты
2004-07-27—Публикация
2002-06-10—Подача