Устройство для управления статическим преобразователем Советский патент 1977 года по МПК H02J1/00 H02P13/16 

УСТРОЙСТВО для УПРАВЛЕНИЯ СТАТИЧЕСКИМ

(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕМ

Изобретение относится к области управления преобразователями передачи постоянного тока.

Известны устройства статических преобразователей, используемых на преобразовательных подстанциях постоянного тока, выполненные по крайней мере из двух преобразовательных мостов, каждый из которых шунтирован коммутирующим устройством и снабжен системой регулирования.

Наиболее близким по техьшческой сущности к изобретению является устройство для управления статическим преобразователем подстагалии постоянного тока, состоящим, по крайней мере, из двух последовательно соедине1шых преобразовательных мостов, каждый из которых снабжен шунтирующим коммутационным аппаратом и блоком управления, связанным с обшесташдаонным регулятором и датчиками тока в цепях переменного и постоянного тока.

Недостатком известного устройства является наличие перегрузок по току и по напряжению при осуществле}ши повторного включения зашунтированного преобразователя.

Целью изоб|Н ТС1П1Я является устранение этого недостатка,

Эта цель достигается благодаря тому, что устршство снабжено пусковым регулятором, датчиком напряжения преобразовательных мостов, переключателем в цепях систем управления преобразователем, причем входы пускового регулятора подсоединены к датчикам тока цепей переменного и постоянного тока и к датчику напряжения преобразовательных мостов, а выход - к переключателю. Шунтирующий аппарат снабжен исполнительным размьжающим злементом.

На фиг. 1 изображена принципиальная схема преобразовательной подстанции; на фиг. 2 - схема подсоединения пускового регулятора.

Преобразовательная подстанция имеет два преобразователя, ка) из которых состоит из преобразовательных мостов 1 и 2 и из преобразовательных трансформаторов 3 и 4.

Цепи постоянного тока преобразователей соединены последовательно. Один из полюсов каждого преобразователя подключен к линии электрсяюредач постоянного тока 5, а другой полюс пресйразователя соединен с землей. Цепи перемешюго тока преобразователей соединены параллельно и подсоединены к линии переменного тока 6. Каждый преобразователь зашунтирован шунтирующими коммутационными аппаратами 7 и 8. Преобразовательные мосты 1 и 2 управляются посредством блоков 9 и 10. Указанные блоки подают управляющие импульсы на различные вентили, причем эти импульсы имеют определенную фазу по отношению к вьшрямляемому напряжению. Значение фазового угла снфеделяется общеподстанционным регулятором 11.

Ко входу общеподстанционного регулятора 11 подключен сумматор 12, на вход 13 которого подается токовая уставка, соответствующая заданному значению тока, а на вход 14 - токовая j уставка для режима инвертирования. Цепь сигнала допустимых пределов тока замыкается или ра мыкается при помощи контактного переключателя 15, что соответствует режимам инвертирования или вьшрямления. Третий вход сумматора 12 подключен к датчику постоянного тока 16, устанавливаемому в цепи заземления преобразовательных мостов. В этой же цепи установлен сглаживающий реактор 17, который может быть также включен в вь1соковольтную цепь станции.

Схемы блоков управления 9 и 10 известны. Для предохранения общеподстанционного регулятора 11 от возможных ошибок, даваегъа :х датчиком постоянного тока 16, в устройство введен блок выбора 18, ко входу которого помимо датчика постоянного тока 16 подключены датчики переменного тока 19 и 20 для каждого преобртзователя: Датчики 16,19 и 20 подсоединены параллельно. Ко входу блока 18 подключены также диоды для выделения наибольшего сигнала. Выделенный блоком выбора 18 максимальный сигнал подается на сумматор 12.

В случае возникновения неполадок в преобразователе, при техническом осмотре подстанции или при других аналогичных условиях преобразователь блок1фуется и замыкается накоротко при, помощи шунтирующих коммутационных аппаратов 7 или 8, как зто показано для нижнего преобразователя. На другом конце линии 5 необходимо произвести соответствующее отключение преобразователя для достижения баланса преобразовательных мостов.

Бели после этого преобразователь необходимо подключить вновь, то зто осуществляется при помощи пускового регулятс а 21, который посредством переключателя 22 подключается к блоку управления 10. Пусковой регулятор 21 выполнен так же, как и общесташшонный регулятор 11. Блшси утфавления9 и 10 сконструированы таким образом что они приводят выходной сигнал соответствуюЕцего регулятора к нулю путем установки у1Ч авляаощего угла преобраз{жатвля.

На входе пускового регулятора 21 установлен сумматф 23, к котсч ому подключен датчик пост1хянногокжа 16 и датчик перемегшото тока 20.

Сигнал с датчика 16, т.е. значение тока на станиниг ивяяегся Задающей величиной тока, а сигнал с датчтса 20 соответствует действительному значению тока. Это ведет к увеличению тока моста 2 после деблокирования до эшчения тока подстанции, что означает, что ток подстанции коммутирует ток с шунтирующегааппарата 8 на преобразователь. Так-как только этот коммутирующий ток протекает по цепи, составленной из элементов 2,4 и 8, обладающих низким сопротивлением, то для создания этого тока необходимо только низкое напряжение, что приводит к довольно небольшому увеличению управляющего угла, имеющего значение лишь немного меньше 90°, в блоках управления моста 2 и трансформатора 4. Это означает, что ток будет иметь сильные пульсации, так что току, протекающему через элемент 8 придается характер переменного тока, и, следовательно, аппарат 8 может быть вьшолнен в виде выключателя переменного тока.

Шунпфуюидай коммутационный аппарат 8 спустя определенный промежуток времени после деблокирования преобразователя размыкается. После этого сигнал тока с выхода датчика тока 20 будет равен необходимому значению тока, измеренному датчиком постоянного тока 16.

Для обеспечения управления после размыкания шунтирующего аппарата В сумматор 23 снабжен дополнительным входом, котфьш подключается к датчику напряжения 24, измеряющему напряжение на преобразовательном мосту 2.

До размыкания аппарата 8 это напряжение равно нулю, но когда аппарат 8 размыкает цепь и I обесточивается, возникает большое пульсирующее напряжение, которое вызывает появление тока в цепи 2,4, 8. Как только сигналы с датчиков 16 и 20 сравняются, пусковой регулятор 21 настроит преобразователь 2,4 на режим, при котором шщтяжение равно нулю, что соответствует значению угла управления примерно 90°.

После этого преобразователь 2, 4 может быть переведен на нормальный режим работы путем переключения переключателя 22 таким образом, чтобы блок управления 10 был подключен к общеподстанционному регулятору 11. Если преобразователь должен быть скоординирован с соответствующей подстанцией на другом конце линии 5, то это предварительно осуществляется путем, например, деблокирования одного и того же числа преобразователей на обеих станциях так, чтобы переключатели 22 могли быть переключены одновременно на этих станциях В этом случае между двумя ста щиями в момент включения имеется баланс, а име}гно в момент, когда предаарительно блокированные преобразователи на обеих станциях переключаются к обвцестанционному регулятору И. Вследствие разницы задающих сигналов тсяса, возникающих из-за допустимых пределов тока, подсташши после этого автоматически настроятся на правильное значсште тока и напряже я.

Переключатель 22 на практике сможе быть вьшолнен в ввде электронного переключателя, который осуществляет плавное переключелио пускового регулятора 21 на общеподстанционный регулятор 11 и тоборот.

Для того, чтобы обеспечить плавный запуск преобразователя, параллельно пусковому регулятору 21 подключен блок опрокидывания 25 с одним устойчивым состоянием. Блок 25 при поступлении на него деблокирующего сигнала вырабатьшает сигнал, задающий в блоке управления 10 максималЕг ный угол управления вентилями моста 2. После деблокирования сигнал, вырабатьшаемый блоком 25, пропадает, так что управление принимает на себя пусковой регулятор 21, и ток преобразователей 2, 4 возрастает на соответствующую величину. Кроме того, например, блок управления содержит ограничивающую схему. Указанная схема может быть включена в рабочее состояние вместе с переключателем 22 и во время запуска осуществляет органичение управляющего угла преобразователя, лищь немного меньщего 90°, до более низких значений. Это делается для уменьшения возможноети появления экстремальных токов короткого замыкания в низкоомной цепи, составленной из элементов 2, 4, 8. Обычно должно быть достаточным значение угла управления примерно 70° для увеличения тока преобразователя в целях создания тока в цепи, составленной из элементов 2, 4, 8.

Соединение и запуск пускового регулятора 21 и блока 25 и деблокирование преобразователя может быть осуществлено при помощи общего деблокирующего сигнала. Это может быть осуществлено вручную, например, после технического осмотра или же как одна из стадий запрограммированной автоматической последовательности операций, например, как повторное включе1ше после перерыва или неполадок.

Тот же деблокирующий сигнал управляет исполнительным размьп ающим элементом, связанным с щунтирующим аппаратом 8. Элемент 26 работает с определенной вpe Pleннoй задержкой. Путем измерения сигналов с элеметов 21 и 25 по отношению к остальным цепям определяют промежуток времегш, необходимый преобразователю для плавного запуска. Соответствующая време шая задержка устанавливается и в испол1штелыюм размыкающгм элементе 26 для того, чтобы щуктирующий коммутационный аппарат 8 разорвал цепь в тот момент, когда ток преобразователя достиг того же урювия, что и прямой ток подстат1ии. Тот факт, что преобразователь действительно деблокирован и нормально работает, может быть установлен по переменной составляющей тока преобразователя, которая прЬявляется в виде силыгых пульсаций, появляющихся в том с.чае, если углы управления приблизительно равны 0(f С. Эта переменная составляюшая может йыгь :ierK4i зарсшстрирована на

выходе трансформатора тока 27, включенного последовательно с щунтирующим аппаратом 8 или посредством трансформатора постоянного тока 28.

Для предотвращения возникновения дуги в щунтирующем аппарате осуществляется контроль шпряжения на преобразователе. Это напряжение измеряется датчиком напряжения 24 и, так как пусковой регулятор 21 и блок управления 10 стремятся уменьпшть постоянную составляющую этого напряжения до нуля, то если щунтирующий аппарат 8 обесточен, напряжение будет иметь довольно больщую переменную составляющую. Эта переменная составляющая может быть зарегистрирована, например, трансформатором напряже1шя 29.

Тот факт, что щунтирующий аппарат 8 обесточен,может быть установлен , например, при помощи измерительного трансформатора тока 27, включенного последовательно с ним (фиг. 2).

Измерительный трансформатор 27 может быть также использован для управления пусковым регулягфом 21 вместо датчиков 16 и 20, как это показано на фиг. 2, так как ток, протекающий через аппарат, является разностью токов преобразователя 2, 4 и тока подстанции. В этом случае на вход сумматора 23 будут поступать сигналы от элементов 27 и 24, один из которых должен равняться нулю, а другой должен отклоняться от нулевого значения. Эти сигналы должны поступать с разными знаками, а сигнал с выхода сумматора 23, отклоняющийся от нуля, будет служить для пускового регулятора 21 сигналом ошибки, осуществляющим управление.

Формула изобретения

Устройство для управления статическим пре-образователем подста}щий постоянного тока, состоящим по крайней мере из двух последовательно соединенных преобразовательных мостов, каждый из которых снабжен щунтирующим аппаратом и блоком управления, связанным с общеподстанциоиным регулятором и датчиками тока в цепях пфеменного и постоянного тока, отличающеес я тем, что с целью исключения перегрузок по току и по напряжению при осуществлении повторного включения зашунтировашюго преобразователя, оно снабжено пусковым регулятором, датчиком напряжения преобразовательных мостов, переключателем в цепях блоков управления преобразователем, причем входы пускового регулятора подсоединены к датчикам тока цепей переменного и постоянного тока и к штчику напряжения преобразовательных мостов, а выход - к переключателю, при зтом шунтирующий аппарат сиаОжсн исполнительным размыкающим :)лемснт(м.

b