Двенадцатифазный обратимый преобразователь Советский патент 1993 года по МПК H02M7/12 

7 трансформатора 1. Фазы вторичной обмотки 8 соединены звездой, а фазы третичной обмотки 9 - треугольником. В каждое плечо вентильных мостов 2, 3 включен запираемый тиристор 10. Конденсаторы 4 включены параллельно соответствующим фазам вторичной обмотки 8, а конденсаторы 5 параллельно соответствующим фазам третичной обмотки 9. Благодаря введению шунтовых конденсаторов 4, 5 и реакторов б обеспечивается снижение перенапряжений и уменьшение коэффициента искажения синусоидальности переменного тока. 1 ил.

Использование: изобретение может быть использовано при создании преобразовательных подстанций для электропередач и вставок постоянного тока, электрифицированных железных дорог, в электрометаллургической и химической промышленности. Сущность изобретения: устройство состоит из трехфазного трехобмоточного трансформатора 1, двух вентильных мостов 2, 3, шунтовых конденсаторов 4, 5 и реакторов 6, включенных последовательно с фазами первичной обмотки

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при созданий преобразовательных подстанций для электропередач и вставок постоянного тока, электрифицированных железных дорог, в электрометаллургической и химической промышленности.

Цель изобретения - снижение стоимости и повышение надежности двенадцати- фазного обратимого преобразователя путем уменьшения перенапряжений и улучшения качества потребляемого или выдаваемого переменного тока.

Схема предлагаемого двенадцати- фазного обратимого преобразователя приведена на чертеже. В состав преобразователя входят трехфазный трехобмоточ- ный трансформатор 1, вентильные мосты 2 и 3, шунтовые конденсаторы 4 и 5, реакторы 6. При большой мощности преобразо- вателя (больше 102 МВт) трансформатор 1 может быть выполнен в виде группы из трех однофазных трехобмоточных трансформаторов. Трансформатор 1 имеет по три фазы 7, 8 и 9 соответствен- но первичной, вторичной и третичной обмотки.

Последовательно с фазами 7 первичной обмотки включены реакторы 6. При высоком напряжении сети реакторы б ра- ционально включить со стороны нулевых выводов фаз 7 первичной обмотки. При этом реакторы б соединяются звездой, их нейтраль заземляется. Фазные выводы первичной обмотки подключаются к сети трехфазного напряжения при использовании преобразователя в качестве выпрямителя и (или) инвертора, ведомого сетью. При использовании преобразователя в качестве автономного инвертора к фазным выводам первичной обмотки подключается трехфазная автономная нагрузка.

Фазы 8 вторичной обмотки соединены звездой. Параллельно каждой фазе 8 вторичной обмотки присоединен шунтовой

конденсатор 4. Фазы 9 третичной обмотки соединены треугольником. Параллельно каждой фазе 9 третичной обмотки присоединен шунтовой конденсатор 5.

Вентильный мост 2 подключен к фазам 8 вторичной обмотки, вентильный мост 3 - к фазам 9 третичной обмотки, В каждое плечо моста 2 и моста 3 включен запираемый тиристор 10. При напряжениях плеча моста, превышающих выдерживаемое напряжение одного тиристора, в плечо включается вентиль, состоящий из соответствующего числа последовательно соединенных запираемых тиристоров. На стороне постоянного тока вентильные мосты 2 и 3 соединены последовательно. К полюсам двух мостов подключается сглаживающий реактор и нагрузка (при работе преобразователя в выпрямительном режиме) или источник постоянного напряжения (при работе преобразователя в инверторном режиме).

Пример конкретного выполнения предлагаемого преобразователя.

Номинальные параметры преобразователя: выпрямленное напряжение 1000 В, постоянный ток 5000 А, мощность на стороне постоянного тока 5000 кВт. Электрооборудование преобразователя (см, чертеж):

- трансформатор 1 - трехфазный трех- обмоточный трансформатор типа ТДЙП- 12500/10 VI;

- вентильные мосты 2 и 3, каждый на напряжение 500 В и ток 500 А;

- шунтовые конденсаторы 4 и 5 емкостью соответственно 9, 4 и 3,13 мФ;

- реактор 6 индуктивностью 5 мГн.

Линейные напряжения обмоток трансформатора 1: первичной обмотки 10 кВ, вторичной и третичной обмоток 369 В. Мощность первичной обмотки 6300 кВ-А, вторичной и третичной - по 3150 кВ А.

Вентиль 10 состоит из двух параллельно соединенных запираемых тиристоров ТЗ 173-2500 на запираемый ток 2500 А.

При выбранном значении емкости С4 шунтового конденсатора 4 собственная частота контура, в который входят d и индуктивность рассеяния L2 фазы 8 вторичной обмотки трансформатора, равна 450 Гц (в 9 раз выше частоты переменного тока преобразователя). Такую же собственную частоту имеет контур, в который входят емкость Cs шунтового конденсатора 5 и индуктивность рассеяния La фазы 9 третичной обмотки трансформатора.

При выбранном значении индуктивно- сти реактора 6 собственная частота контура, в который входят С4, La и приведенные к фазе 8 индуктивность рассеяния LI фазы 7 первичной обмотки трансформатора и индуктивность реактора 6, равна 310 Гц. Та- кую же собственную частоту имеет контур, в который входят Сб, LS и приведенные к фазе 9 третичной обмотки индуктивности Li и реактора 6.

Благодаря включению шунтовых конденсаторов 4 и 5 и реакторов 6, у рассмотренного конкретного12-фазно- го обратимого преобразователя получено снижение перенапряжений до кратности 1,4 (вместо кратности около 3) и уменьше- ние коэффициента искажения синусоидальности переменного тока в три раза (5% вместо 15% без применения реакторов 6). Добычные затраты на шунтовые конденсаторы и реакторы значительно ниже эконо-

мии на стоимости запираемых тиристоров (из-за снижения перенапряжений) и на стоимости фильтра для такого же уменьшения коэффициента искажения синусоидальности потребляемого или выдаваемого переменного тока.

Формула изобретения Двенадцатифазный обратимый преобразователь, содержащий трехфазный трех- обмоточный трансформатор, у которого первичная обмотка соединена с выводами для подключения сети трехфазного напряжения или трехфазной автономной нагрузки, вторичная соединена в звезду, а третичная - в треугольник, и два последовательно включенных вентильных моста на запираемых тиристорах, один из которых подключен к вторичной обмотке, а другой - к третичной обмотке трансформатора, о т- личающийся тем, что с целью снижения стоимости и повышения надежности путем уменьшения перенапряжений и улучшения качества потребляемого или выдаваемого переменного тока, параллельно каждой фазе вторичной и третичной обмоток трансформатора включены дополнительно введенные шунтовые конденсаторы, а последовательно с каждой фазой первичной обмотки включен дополнительно введенный реактор.