Трехфазное устройство для коммутации и ограничения переменного тока Советский патент 1979 года по МПК H03K17/567 

I

Изобретего е относится к элекгротехмпсе, а именно к области бесконтактных коммутирующих устройств переменного тока.

Известно коммутирующее устройство с естественной коммутацией вентилей, функции токоограннченяя в которых выполмяют реакторы 1.

Недостатком известного устройства является сложность.

Известно также устройство для коммутации и ограничения переменного тока, содержащее управляемый мостовой выпрямитель, нагруясеташ на реактор (2. В устройстве по условиям ограничения ударных токов короткого замыкания и зашиты полупроводниковых вентилей (тиристоров) от опасных для них перегрузок по току при коротком замыкании применяются реакторы, имеющие значительную величину индуктивного сопротивления Хр (0,2-0,5) Zj,, где U jjljj номинальное сопротивление цепи, в рассечку фаз которой включено устройство.

Недостатком известного устройства являются болыиая габаритная мощность, активные потери и большие искажения тока.

Целью изобретения являются повышение надежности и уменыиение искажений тока.

Для зтого трехфазное устройство для коммутации и ограничения переменного тока, содержащее в каждой фазе управляемый мостовой выпрямитель, снабжено трехобмоточным трансформатором, каждая обмотка которого подключена к зажимам постоянного тока выпрямителей, токоограничивающим элементом, а трансформатор дополнительно снабжен обмоткой, замкнутой через токоограничивающий элемент.

На фиг. 1 и 2 - предлагаемое устройство, принщлтиальные злектрические схемы.

Устройство содерЖ11Т выпрямители 1-3 и трехобмоточный трансформатор 4 (фиг. J).

В нормальном симметричном режиме работы устройства (фиг. 1) импульсы управления на вентили выпрямителей 1-3 подаются в моменты появления на них положительного напряжения (диодный режим работы вентилей). За счет тесной электромагнитной связи между обмотками фаз трансформатора 4 и выпрямления переменного тока в каждой фазе с помощью выпрямителей 1 -3 результирующий поток трансформатора, сцепленный с тремя его обмотками, является фактически постоянным. Следовательно, в нормальном режиме индуктивные сопротивления Х|др обмоток каждой из фаз трансформатора 4 (i А, В, С), яв ляюидиеся нагрузками выпрямителей 1, 2, 3 близки к величине сопротивления рассеяния обмоток трансформатора. В результате мостовые выпрямители работают а режиме, близком к режиму короткого замыкания. Формы токов, нротекаки идсх через обмотки трансформатора в этом случае, приближаются к форме тока при двухполупериодном выпрямлении: i i sinr/, где /sinr/ модуль синусоиды промышленной частоты, а паде ние нагфяжения на зажимах ус1|)ойства в нормал ном режиме становится несущественным. Формы токов в вентилях известного устройства аналогичны формам тока в тиристорах тиристорного выключателя (пропускание полуволны тока длительностью 0,01 сек, бестоковая пауза 0,01 сек и т. д.). Среднее значение тока вентилей при этом равно . При возникновении в цепи короткого замыка- ; ния ток в одной из обмоток трансформатора за счет злектромагнитной связи проходит, через нулевое значение в начале первого полупериода с момента возникновения короткого замыкания, и при блокировании импульсов управления мостовой управляемый выпрямитель в данной фазе отключается, т. е. трехфазное короткое замыкание переходит в двухфазное, при этом, если данное устройство включено в сеть с изолированной нейтралью, обмотки двух фаз трансформатора включаются последовательно, что приводит к значителыюму увеличению их индуктивного сопротивления, так как результирующее число витков W, включенных в цепь короткого замыкания обмоток, удваивается (xj W). После прохода ограниченного по величине тока короткого замыкания через нуль в оставшихся фазах процесс отключения тока короткого замыкания завершается. За счет пульсации результирующего потока трансформатора, обусловленной работой, мостовы выпрямителей и некоторой несбалансированностью М.Д.С. трех обмоток трансформатора, появл ются гармонические искажения тока цепи. Последние практически не заметны при работе устройства в целях нагрузок и возрастают при вклю чении трехфазного устройства для коммутации ограничения в качестве шиносоединительного ыключателя - ограничителя на подстанциях пееменного тока. Для устранения указанного недостатка на транформаторе 2 включают дополнительную обмоту 5 (см. фиг. 2), замкнутую через токоограниивающий элемент 6. Элемент 6 в нормальном режиме работы схемы имеет близкое к нулю сопротивление, т. е. обмотка 5 является короткозамкн)той, и пульсации потока трансформатора 4 устраняются. При коротком замыкании в оШиотке 5 пытается нарасти ток, но токоограничивающий элемент 6 параметрически вводит дополнительное сопротивление в цепь обмотки 5 уже на первом полупериоде тока короткого замыкания. Тем самым, практически, исключается влиязше кс ютеозамкнутой обмотки 5 на переходные процессы в устройстве и ток короткого замыкания зффективно ограничивается. Таким образом, изобретение снижает габарит{|ую мощность элементов устройства и уменьшает активные потери. Формула изобретения 1.Трехфазное устройство для коммутации и ограничения переменного тока, содержащее в каждой фа увравлемый мостовой выпрямитель, отличающееся тем, что, с целью повьпнения надежности, оно снабжено трехобмоточныл трансформатором, каждая обмотка которого подключена к зажимам постоянного тока выпрямителей. 2.Трехфазное устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с далью уменьшедая искажеюш tOKa, оио сшбжено токоограничиваюирсм элементом, трансформатор дополнительно снабжен обмоткой, замкнутой через т(жоогра1агчивая ший элемент. Источшоси информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Кучумод Л. А., Особенности и перспективы применения бесконтактных коммутируюцдах и токоограни швающих аппаратов в схемах переменного тока. Труды ЛПИ , Электроэнергетика, вып. N 330, 1973. 2.Авторское свидетельство СССР № 353349, кл. НОЗ К 17/59, 1967.

В