ВСЕСОЮЗНАЯ МТЕНТКО-ТЕХЙИЧЕСКАЯБИБЛИОТЕКА Советский патент 1971 года по МПК H02J1/00 

ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧА ПОСТОЯННОГО ТОКА ВЫСОКОГО

Изобретение относится к электропередаче постоянного тока высокого напряжения, состоящей из выпрямительной подстанции и инверторной подстанции, соединенных линией передачи.

В подобных электропередачах выпрямительязя и преобразовательная подстанции обычно обеспечиваются практически одинаковыми управляющими системами, содержащими устройство регулирования угла задержки выпрямителей подстанций, причем устройство регулирования угла задержки управляется в каждой подстанции регулятором. Эти регуляторы обычно иредварительно настраиваются в соответствии с требуемым значением тока так, чтобы ток управления выг рямительной подстанции превышал ток управления инверторной подстанции на определенное значение, называемое запасом тока. Обычно подстанции соединены телепередающей связью, на две подстанции подается одно и то же значение тока, а на ниверторной подстанции амплитуда тока, соответствующая требуемому запасу тока, вычитается из этого переданного значения тока. Величина тока может даваться непосредственно в значении тока управления или может бытьпроизводной от другой величины требуемой для передачи амплитуНАПРЯЖЕНИЯ

ды, например, от мощности, а система действует таким образом, что каждая подстанция регулирует ее напряжение так, чтобы оно соответствовало величине тока управления определенной подстанции. Баланс наступает тогда, когда одна из подстанций достигает макси шльного значения постоянного напряжения, тогда как на второй подстанции устанавливается выпрямленное напрял ение, соответствующее напряжению на первой подстанции, чтобы переданный постоянный ток соответствопал значению тока управленпя этой подстанции. Таким образом, последняя подстанция обусловливает переданный ток. тогда как первая подстанция максимумом ее выпрямленного напряжения обусловливает наиряжение передачи.

Выщеприведенный иринцнп построения установки обеспечивает стабильное регулирование, но наличие между системами управления телепередающей связи представляет в этом варианте рещения задачи слабое звено. Пастоящее изобретение относится к электропередаче, в которой отсутствует телепереторная подстанция сама по себе обеспечивается системой управления для того, чтобы регулировать определенную передаваемую величину тока мощности или частоты сети переменного тока, подсоединенной к инверторной подстанции.

Таким образом, выпрямительная подстанция, не зависимая от преобразовательной подстанции, обусловливает определенное требуемое линейное напряжение. Выпрямительная подстанция может собираться из неуправляемых вентилей.

В этом случае регулирование напряжения выпрямительной подстанции осу1цествляется путем регулирования сети переменного тока, подсоединенной к выпрямителю. Если возникает необходимость регулирования напряжения в самой выпрямительной подстанции, то в этом случае необходимо предусмотреть конверторнопреобразовательную подстанцию с переключателем на несколько направлений, управляемую устройством, чувствительным к напряжению, соединенным линией передачи Так, чтобы достигалось определенное требуемое напряжение передачи. Если эти генераторы, питающие выпрямительную подстанцию со стороны переменного тока, имеют свободное размещение, то напряжение этих генераторов молсет управляться со стороны постоянного тока выпрямительной подстанции соединением выхода чувствительного к напряжению устройства с возбуждающими обмотками генераторов.

Вместо неуправляемых вентилей выпрямительная подстанция также может быть собрана на управляемых вентилях. Для эксплуатации они могут быть собраны с фиксированным углом задержки с возможностью сочетания управления подсоединяемой к сети переменного тока стороны подстанции в соответствии с вьппеприведепным способом или так, чтобы можно было управлять выпрямителями в соответствии с требуемым напряжением передачи.

На фиг. 1 показана электропередача постоянного тока; на фиг. 2 - вариант выпрямительной подстанции.

Электропередача постоянного тока содержит выпрямительную 1 и инверторную 2 подстанции, один вывод которых соединяется через линию передачи 3, а другой вывод этих подстанций соединяется с землей.

Выпрямительная подстанция содерлсит преобразовательный трансформатор 4 с отпайками для изменения отношения числа витков и выпрямитель (выпрямительный мост) 5, составленный из неуправляемых вентилей. Каждый из этих выпрямителей может быть соответственно собран из ряда последовательно или параллельно соединенных полупроводниковых диодов.

с помощью его возбуждающей обмотки 8, подсоединенной к потенциометру.

В конструкции, приведенной на фиг. 1, возможность регулирования напряжения вынрямительной нодстанции может ограничиваться регулированием напряжения сети переменного тока. Однако если требуется регулирование напряжения в самой выпрямительной иодстанции, преобразовательный трансформатор может быть выполнен с различным отнощением витков. Между линией передачи 3 и землей ставят потенциометр 9, а к нижней части его присоединяется чувствительное к напряжению устройство 10, со входом которого также соединяется потенциометр 9 для предварительной установки требуемого значения постоянного напрялсения. Выход чувствительного но напряжению устройства 10 предназначается для управления переключателя на несколько

направлений так, чтобы в линии 3 получалось определенное напряжение передачи. Вместо регулирования ответвительного переключателя трансформатора на несколько положений предполагается, что при свободном размещении генератора 7 может регулироваться его возбуждающая обмотка 8 с помощью устройства 10 так, чтобы происходило регулирование папрял ения по всей сети переменного тока 6.

Инверторная подстанция содержит выпрямительный мост //, соединенный с трансформатором 12, выход которого подключается к сети переменного тока 13, питаемой от инверторной подстанции. Выпрямительный мост //

инверторной подстанции должен собираться из управляемых вентилей, управляющие электроды которых соедипяются с управляющим импульсным генератором 14. Импульсный генератор, в свою очередь, управляется устройством угловой задержки 15, а это устройство управляется регулятором тока 16, в котором заранее устанавливают требуемую величину, например, тока или мощности. Чтобы оиреде.тить действительное значение тока передачи,

«землей и регулятором тока 16 ставится измерительный трансформатор 17.

Соединяя этот измерительный трансформатор с регулятором 16, к этому регулятору для сравнения заранее установленного значения

тока при помоп;и потенциометра 18 подается действующее значение тока.

Выпрямительная подстанция / предусматривает «байпасное устройство, например обходной переключатель 19. Кроме того, с заземляющим проводом выпрямительной подстанции соединяется защитное устройство 20, на вход которого подсоединяется измерительный трансформатор. В управляемой выпрямительной подстанции защитная линия обыч1 о заставляет управляющую систему выпрямительной нодстанции снизить выпрямительное напряжение и тем самым выпрямленный ток, тогда как в неуправляемой выпрямительной подсгаиции нет такой автоматической тоустройства устанавливается обходной переключатель 19, который при включении шунтирует выпрямительную подстанцию. В то же самое время разъединитель тока 21 на стороне переменного тока размыкается, так чтобы в случае повреждения линии или короткого замыкания в инверторной подстанции просто отключился выпрямитель 5. Если обе подстанции установки для передачи энергии содержат много последовательно соединенных групп преобразовательных трансформаторов, то соответственно необходимо предусмотреть ступенчатое разъединение конверторов, так чтобы в случае повреждения линии защитное устройство отсоединяло один преобразователь- 15 ный трансформатор. Таким образом, если в инверторной подстанции повреждается один преобразовательный трансформатор, то, щунтируя его, устройство 20 защиты линии от повреждепия отключает преобразовательный20 трансформатор в выпрямительной подстанции, после чего работа ее может продолжаться с пониженным напряжением передачи. Устройство защиты линии может выполняться так, что при превыщении установлен-25 ного тока выпрямляемым значением тока подается сигнал отключения или сигнал отключения может подаваться от защитного устройства, реагирующего на производную по времени. Так как полупроводниковые выпрями-30 тели очень чувствительны к перегрузкам, то последний способ осуществления защиты более предпочтителен. Представляет ценность возможность применения комбинации этих защитных уст-35 ройств. На фиг. 2 приведена выпрямительная подстанция, где выпрямительный мост 5 собирается из управляемых вентилей (ртутпых вентилей или тиристоров). Для этих выпрямителей управляющая система должна быть такой же, как и для инверторной подстанции, и эта управляющая система содержит импульспый генератор 22, управляемый от устройства угловой задержки 23, которое управляется 45 регулятором 24. Так как задача управления касается определенного, требуемого напряжения передачи. IO для установления этого значения напряжения регулятор 24 в этом случае подсоединяет- 50 ся к делителю напряжения 25, который подсоединяется между линией передачи 3 и землей к потенциометру 26. Возможность устройства угловой задержки 23 регулировать установленный угол задерж- 55 ки выпрямителей и в этом случае позволяет управлять напрял ением выпрямительной подстанции согласно тем принципам, как указывалось при описании установки на фиг. 1. Таким образом, устройство угловой задерл ки может быть выполнено очень просто. Устройство 20 защиты линии (см. фиг. 2) 5 40 ству угловой задержки для увеличения угла задержки до определенной, заранее установлеииой величины. Так как входной сигнал устройства угловой задержки обычно содержит неличину составляющей переменного тока и управляющую составляющую постоянного тока, этот сигнал от устройства линейной защиты дможет быть просто фиксированным значением постоянного тока, который подается с такой полярностью по отнощению к существовавшей до этого величине постоянного тока, чтобы угол задерл ки выпрямителей увеличился на определенную величину. Такое исполнение линейной защиты можно нримепять как при управлении выпрямителями с фиксированным углом задержки, так и при установке выпрямителей с изменяющимся углом задержки. В случае компенсированной нагрузки на выходной стороне инверторной подстанции эта подстанция компенсирует ее постоянное напряжение, чтобы согласовать нагрузку. Это будет влиять на линейное напряжение так, что выпрямительная подстанция, если она предусматривается с самостоятельным регулированием напряжения, стремится поддерживать требуемое линейное напряжение нескомпенсированным. При быстрых изменениях нагрузки в инверторпой подстанции регулирование напряжения выпрямительной подстанцпи, возможно, пе будет успевать за еледованпем этих вариаций нагрузки, Для предупреждения этого предлагается ограничить скорость управления инверторной подстанции. На вход регулятора инверторной подстанции подается ток от потенциометра 18 и токовая реакция от измерительного трансформатора 17. При быстрых изменениях нагрузки, таких что выпрямительная подстанция не может за ними следовать, разность между этими входными величинами может быть очень больщой, а поэтому должно быть предусмотрено ограничение путем применения устройства, которое ограничивало бы ток управления относительно токовой реакции. Такое ограничивающее устройство может быть включено постояппо или быть предназначено для соедипения с выпрямительной подстанцией, которая для этой цели может быть обеспечена измерительным устройством, измеряющим разность между установленным и действительным значениями постоянного напряЛчения линии передачи. Если эта разность превышает определенное значение, к ипверторной подстанции посылается сигнал с тем, чтобы включалось ограничивающее значение устройства. Предмет изобретения Электропередача постояппого тока высокого напрял ения, содерл ащая выпрямительную

шунтирующими «байиасиыми выключателями, и ииверторную подстанцию, соединенные линией нередачи поетоянного тока, отличающаяся TejM, что, с целью унрощения системы уиравлення электронередачи, выирямительная подстанция снабжена устройством для регулирования иостоянного нанряження, управляемым от сетн неременного тока, ннтающей выпрямительную нодстанцию, и устройством

для защиты линии от повреждений, соединенным с шунтнруюн 1,им «байнасным выключателем и с выключателем, нодсоединяющим выпрямительный мост к преобразовательному трансформатору, а инверторная подстанция снабжена устройством для регулирования передаваемых величин, например тока, мощности или частоты сети переменного тока, подсоединенной к инверторной подстанции.

,.щ,

cf Urjll э

1Lf/0

Л