Выпрямительно-инверторная подстанция Советский патент 1978 года по МПК H02J1/00 H02M7/66 

1

Предпагаемая выпрямятельно-инверторяая подстанция предназначена для преобразования энергии переменного тока на входевэиер ГИ1О нереьюнного тэка на выходе с промежуточным преобразованием в постоянный ток. 5

Известны схемы подстанций для связи двух отдельных сетей переменного тока

4 №J

Из известных схем выпрямнтельно -инвер- торных подстанций наиболее близкой по тех- Ю нической сущности является схема, состоящая из цепочки последовательно включенных мостов flj . Применено чередование мостов, работающих в выпрямительном я инверторном режимах. Каждая пара таких мостов вместе 15 с соответствующей, ком мутационной аппаратурой образует отдельную преобразовательную группу, . половинки которой связаны с разными сетями переменного тока. Преобразовательные мосты в этой схеме -собраны пос- 20 ледоватепьио в один общий контур постоянного тока.

Однако наличие одного общего контура постоянного тока ограничивает возможности независимог-о регулирования мощности 25

2

отдельных блоков, а при авариях и коммутационных операциях с однигл из мостов в переходный процесс оказываются вовлечеидь ми все остальные мосты подстанции. Колебательные процессы, возникающие в схеме при включении и выключении вентилей, а татке при комктуташюнных операциях и перекрь тиях на лох апизуются в пределах одного моста, а распространяются в пределах всей схемы, что утяжеляет условия работы основ} ого оборудования и в первук очередь высоковольтных вентилей. Кроме того, силовая схема подстанции достаточно сложна за счет введения большого количства коммутационтюй аппаратуры.

Известны схемы преобразовательных подстанций, состоящих из отдельных независимых преобраэователы1ых блоков, выполненных без жесткого заземления на стороне постоянного тока с присоединением к защитно угу заземлению через активные или активно-емкостные элементы ,.

Однако для фиксации потенциала полюсоь моста в этих схемах необходимо включение дополнительных высокоомных симметрирующ резисторов, что несколько усложняет схему: подстанции. Другая особенность такого схем ного решения сяаана с тем, что короткое замыкание (перекрытие изопяпии) любой точки ксштура постоянного тока на aej inro не вызывает аварийного состояния и прекрашения передачи энергии: блок продолжает нормально работать, происхощ т перераспределение потенциалов расчетных точек схемы относительно потенциала зеМли. Более или менее длительная работа блока в таком режиме не допустима, необходимо отключение блока защитой и основная трудность в этом спучае заключается в том, чтобы своевреме но выявить факт кз , (перекрытие изоляции) Требуется разработка защиты, действующей по новому принципу. Кроме того,в четырех мостовом варианте схемы блока общий уровень изоляции оборудования на стороне постоянного- тока определяется двойным вып рямленным напряжением преобразовательного моста. Целью изобретения является упрощение принципиальной схемы подстанции, максимал ная однотипосность рборудрвання ,и уменьшение воздействи:й на силовое оборудование подстанции. Это достигается тем, что схема выпрямите л ьно-инверторной подстанции состоит из oiiHoro или более независимых преобразова тельных блоков, каждый из которых содержит две парь последовательно соединенных вьщрямительного и инверторного мостов (два полублока) с параллельной связью этих пар на стороне постоянного тока, при этом нижние полюса инверторных мостов соединены с землей непосредственно, а вер ние полюса выпрямительных мостов соедине ны с землей через сглаживающие дроссеКроме того, в схеме преобразовательного блока, работающего на относительно низком напряжении, практически не сказывается влияние собственных емкостей обору дования одного полублока на колебательные процессы в другом полублоке при включении и выключении вентилей и коммутационных операциях в нем. С целью дальнейшего упрощения схемы блока .выпрямительные мосты блока соедине ны с землей через общий сглаживающий дроссель. На фиг. 1 и 2 изображены два варианта предлагаемых схем выпрямительно-инверторной подстанции, состоящей из одного преобразовательного блока. Две сети переменного тока 1 и 2 соединены посредством одного преобразовательно го блока. Выпрямительные мосты 3, 4 по :ключены к питающей сети переменного тока 1 через трансформатор 5, а инверториые мос;ты 6, 7 к приемной сети переменного тока 2 - через трансформатор. 8. Трансформаторы 5 и 8 выполнены с расщепленными вентильЕ1ыми обмотками со схемами соединения полуобмоток в звезду и в треугольник , что приводит за счет создания фазового сдвига в 30 эл. град между линейными напряжениями вентильных обмоток к режиму двенадцатифазного преобразовануш. Две пары.последовательно соединенных выпрямительного и инверторного мостов 3,6 и 4,7 включены параллельно на стороне постоянного тока, при этом нижние полюса инверторных мостов 6, 7 соединены с землей 9 непосредственно, а верхние полюса выпрямительных мостов 3, 4 (см. фиг. 1) через сглаживающие дроссели 10. С целью дальнейшего упрощения схемы блока верхние полюса выпрямительных мостов 3, 4 соединены с землей 9 через общий сглаживающий дроссель 10 (см. фиг. 2 Схема на-фигч 2 имеет практическое применение при работе преобразовательного блока на относительно низком напряжении, когда влияние собственных емкобтей оборудований одного полублока на колебательные процессы в другом полублоке при включении и выключении вентилей, в нем незначительно. В предложенных схемах мосты 6 и 7, работающие в инверторном режиме, включены ближними к земле 9, что позволяет избежать возможность возникновения больших аварийных токов в оборудовании порядка при любых перекрытиях главной .изоляции этого оборудования, а также при любых замыканиях на землю 9 контура постоянного тока, так как в контур аварийного тока входят противовключенные ЭДС вентильных обмоток трансформатора 8 инвертора или индуктивность сглаживающего дросселя iO ( Е - амплитудное значение фазного напряжения вентильных обмоток трансформаторов 5,8.; Ху- индуктивное сопротивление рйссеяния трансформатора 5 или 8; приведенное к схемной стороне). Применение на подстанции отдельных независимых преобразовательных блоков устраняет недостатки;связанные с наличием одного общего контура-ПОСТОЯННОГО тока и упрощает схему подстанции за счет сокращения дополнительных коммутационных устройств. Использование предлагаемых схем поз волит сократить количество высоковольтной аппаратуры на стороне постоянного тока (высоковольтных вводов, разрядников, ком- fyтиpyющиx устройство). Кроме того, так как схемы исключают возможность протека- ПИЯ аварийных токов с большими кратностями, предусматривается возможным отказаться от разрядников с дополнительньи щ токоограничивающимн сопротивпениями и г при нудительным дугогашением. Ф о рм упа изобретения 1. Выпрямительно-инверторная подстанция, состоящая из соединенных между ар- ,бой двух или более выпрямительао-инверторны пар мостов, соединенных через трансформа торы с пинией переменного тока, и сглаживающих дросселей, отл ичающаяс я тем, что, с целью уменьщения воздействий на силовое оборудование и упрощение принципиальной схемы подстанции, каждые две выпрямительно-инверторные пары моотов на стороне постоянного тока включе- .60 9 ны параллельно, npvneM полюса икверторных мостов подсоединены к земле, а полюса выпрямительных мостов подсоединены к земле через сглаживающие дроссепи, 2. Подстанция пп п. 1,о т п и ч а ющ а я с я тем, что, с целью yмeныueн ш количества сглаживающих дросселей, выпрямительные NtocTbr блока соединены с зем- лей через общий сглаживающий дроссель, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.Авторское свидетепьство СССР № 164571, кл. Н 02т 5/42, 25.04.1962. 2.Патент Швеции 376978, кл. Н 02 j 3/36, 31.1.69 3.Обоснование и выбор принципиальной схемыВыборгской преобразовательной nopf станции .Технический I отчет НИИПТа по теме № 07/1,Л., 1974,;.

. 1