RU110558U1 - SEMICONDUCTOR PHASE TURNING DEVICE - Google Patents
SEMICONDUCTOR PHASE TURNING DEVICE Download PDFInfo
- Publication number
- RU110558U1 RU110558U1 RU2011122939/07U RU2011122939U RU110558U1 RU 110558 U1 RU110558 U1 RU 110558U1 RU 2011122939/07 U RU2011122939/07 U RU 2011122939/07U RU 2011122939 U RU2011122939 U RU 2011122939U RU 110558 U1 RU110558 U1 RU 110558U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- voltage
- switch
- transformer
- secondary winding
- Prior art date
Links
Abstract
Полупроводниковое фазоповоротное устройство, содержащее трехфазный сериесный трансформатор, вторичные обмотки которого выполнены со средним выводом и вставлены в рассечку фаз высоковольтной линии электропередачи, а первичные обмотки соединены по схеме треугольника, узлы соединения обмоток которого подключены к высоковольтным выводам трехфазного высоковольтного коммутатора, при этом низковольтные выводы всех фаз коммутатора соединены по схеме звезды, а входные выводы каждой фазы коммутатора подключены к вторичной обмотке соответствующей фазы трехфазного шунтового трансформатора, причем вторичная обмотка каждой фазы шунтового трансформатора выполнена в виде N гальванически развязанных секций, а каждая фаза трехфазного высоковольтного коммутатора выполнена в виде цепочки, состоящей из N последовательно соединенных однофазных полупроводниковых мостовых преобразователей с двунаправленными высоковольтными ключами в каждом плече, причем входы полупроводниковых мостовых преобразователей каждой фазы высоковольтного коммутатора подключены к выводам одноименных секций вторичной обмотки соответствующей фазы шунтового трансформатора, полупроводниковые мостовые преобразователи выполнены на напряжение соответствующей секции, к которой они подключены, а одноименные секции вторичной обмотки каждой фазы шунтового трансформатора выполнены с одинаковым коэффициентом трансформации, высоковольтные выводы цепочек однофазных полупроводниковых мостовых преобразователей каждой фазы трехфазного коммутатора подключены к узлам соединения двух других фаз схемы треугольника, выполненной из первичных A semiconductor phase-shifting device containing a three-phase serial transformer, the secondary windings of which are made with a middle terminal and inserted into the phase separation of the high-voltage power line, and the primary windings are connected in a triangle circuit, the connection nodes of the windings of which are connected to the high-voltage terminals of a three-phase high-voltage switch, while all the low-voltage terminals the phases of the switch are connected according to the star circuit, and the input terminals of each phase of the switch are connected to the secondary winding, respectively phase of the three-phase shunt transformer, and the secondary winding of each phase of the shunt transformer is made in the form of N galvanically isolated sections, and each phase of the three-phase high-voltage switch is made in the form of a chain consisting of N series-connected single-phase semiconductor bridge converters with bi-directional high-voltage switches in each arm, and the inputs of the semiconductor bridge converters of each phase of the high-voltage switch are connected to the outputs of the same name x sections of the secondary winding of the corresponding phase of the shunt transformer, the semiconductor bridge converters are made for the voltage of the corresponding section to which they are connected, and the same sections of the secondary winding of each phase of the shunt transformer are made with the same transformation ratio, the high-voltage outputs of the chains of single-phase semiconductor bridge converters of each phase of the three-phase switch are connected to the nodes of the connection of two other phases of the triangle circuit made of primary
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к высоковольтным регулируемым электротехническим комплексам для гибких (управляемых) линий электропередач, и может использоваться в высоковольтных электрических сетях с напряжением 110…1150 кВ для регулирования потоков активной и реактивной мощности в сложных замкнутых электрических сетях, повышения пропускной способности существующих линий и повышения динамической устойчивости энергетической системы путем демпфирования колебаний, возникающих во время переходных электромеханических процессов.The proposed technical solution relates to the field of electrical engineering and the electric power industry, in particular to high-voltage regulated electrical complexes for flexible (controlled) power lines, and can be used in high-voltage electrical networks with a voltage of 110 ... 1150 kV to control the flows of active and reactive power in complex closed electrical networks , increasing the capacity of existing lines and increasing the dynamic stability of the energy system by damping oscillations arising during transient electromechanical processes.
Известно фазоповоротное устройство, содержащее трехфазный сериесный трансформатор, вторичные обмотки которого выполнены со средним выводом и включены в рассечку фаз А, В, С высоковольтной линии электропередачи, а первичные обмотки соединены в схему треугольника, узлы соединения обмоток которого подключены к высоковольтным выводам трехфазного высоковольтного коммутатора, трехфазный фазосдвигающий трансформатор (ФСТ) с первичными обмотками, подключенными высоковольтными выводами к средним выводам вторичных обмоток сериесного трансформатора, а низковольтными выводами соединенными по схеме звезды и заземленными, при этом вторичные обмотки ФСТ выполнены с отпайками, к которым подключены входы трехфазного высоковольтного коммутатора, каждая фаза которого выполнена в виде механического контакторного переключателя (РПН), низковольтные выводы которых заземлены (Е. V. Larsen, N. W. Miller. Phase-Shifting Transformer System. US Patent. Number: 5,166,597. Date of Patent: Nov. 24, 1992).A phase-shifting device is known that contains a three-phase serial transformer, the secondary windings of which are made with an average terminal and are included in the phase separation A, B, C of the high-voltage power line, and the primary windings are connected in a triangle circuit, the connection nodes of the windings of which are connected to the high-voltage terminals of a three-phase high-voltage switch, three-phase phase-shifting transformer (FST) with primary windings connected by high-voltage leads to the middle terminals of the secondary windings of a serial trans ormator, and low-voltage leads connected according to the star scheme and grounded, while the secondary windings of the FST are made with solders to which the inputs of the three-phase high-voltage switch are connected, each phase of which is made in the form of a mechanical contactor switch (on-load tap-changer), the low-voltage leads of which are grounded (E. V Larsen, NW Miller. Phase-Shifting Transformer System. US Patent. Number: 5,166,597. Date of Patent: Nov. 24, 1992).
Недостатком такого фазоповоротного устройства является выполнение трехфазного высоковольтного коммутатора на механических контакторных переключателях (РПН), что связанно с проблемами дугогашения, так как прерывание тока в контакторном переключателе сопровождается возникновением дуги на контактах, что приводит к их износу и эрозии; дуга, возникающая при прерывании тока, загрязняет масло, что делает необходимым регулярные проверки его качества и соответствующую замену. Кроме того, на устройстве должны быть установлены специальные механизмы, предотвращающие нежелательные последствия в случае повреждения приводного вала. Все это снижает надежность и срок службы трехфазного высоковольтного коммутатора, к тому же, переключение РПН с контакта на контакт занимает определенное время (5-6 сек.), т.е. происходит достаточно медленно, что обусловливает его малое быстродействие.The disadvantage of this phase-shifting device is the implementation of a three-phase high-voltage switch on mechanical contactor switches (on-load tap-changers), which is associated with problems of arc suppression, since current interruption in the contactor switch is accompanied by the appearance of an arc on the contacts, which leads to their wear and erosion; the arc arising from interruption of current contaminates the oil, which makes it necessary to regularly check its quality and replace it accordingly. In addition, special mechanisms must be installed on the device to prevent undesirable consequences in the event of damage to the drive shaft. All this reduces the reliability and service life of a three-phase high-voltage switch, in addition, switching on-load tap-changers from contact to contact takes a certain time (5-6 seconds), i.e. occurs slowly enough, which leads to its low speed.
Известно фазоповоротное устройство, содержащее трехфазный сериесный трансформатор, вторичные обмотки которого выполнены со средним выводом и вставлены в рассечку фаз высоковольтной линии электропередачи, а первичные обмотки соединены по схеме треугольника, узлы соединения обмоток которого подключены к высоковольтным выводам трехфазного высоковольтного коммутатора, при этом низковольтные выводы всех фаз коммутатора соединены по схеме звезды, а входные выводы каждой фазы коммутатора подключены ко вторичной обмотке соответствующей фазы трехфазного шунтового трансформатора, первичные обмотки которого высоковольтными выводами подключены к средним выводам вторичных обмоток сериесного трансформатора, а низковольтными выводами соединены по схеме звезды и заземлены, при этом вторичная обмотка каждой фазы шунтового трансформатора выполнена в виде N гальванически развязанных секций, а каждая фаза трехфазного высоковольтного коммутатора выполнена в виде цепочки, состоящей из N последовательно соединенных однофазных полупроводниковых мостовых преобразователей с двунаправленными высоковольтными ключами в каждом плече, причем входы полупроводниковых мостовых преобразователей каждой фазы высоковольтного коммутатора подключены к выводам одноименных секций вторичной обмотки соответствующей фазы шунтового трансформатора, а высоковольтные выводы цепочек однофазных полупроводниковых мостовых преобразователей каждой фазы трехфазного коммутатора подключены к узлам соединения двух других фаз схемы треугольника, выполненной из первичных обмоток сериесного трансформатора, причем все N секций вторичной обмотки каждой фазы шунтового трансформатора имеют разные коэффициенты трансформации и, соответственно, имеют разное число витков, полупроводниковые мостовые преобразователи выполнены на напряжение соответствующей секции, к которой они подключены, а одноименные секции вторичной обмотки каждой фазы шунтового трансформатора выполнены с одинаковым коэффициентом трансформации (Положительное решение по заявке №2011103124 от 31.01.2011 г.).A phase-shifting device is known that contains a three-phase serial transformer, the secondary windings of which are made with a middle terminal and inserted into the phase separation of the high-voltage power line, and the primary windings are connected in a triangle circuit, the connection nodes of the windings of which are connected to the high-voltage terminals of a three-phase high-voltage switch, while the low-voltage terminals of all the phases of the switch are connected according to the star circuit, and the input terminals of each phase of the switch are connected to the secondary winding of the corresponding phases of a three-phase shunt transformer, the primary windings of which are connected by high-voltage leads to the middle terminals of the secondary windings of a series transformer, and low-voltage leads are connected by a star circuit and are grounded, while the secondary winding of each phase of the shunt transformer is made in the form of N galvanically isolated sections, and each phase of a three-phase high-voltage the switch is made in the form of a chain consisting of N series-connected single-phase semiconductor bridge converters with two directional high-voltage switches in each arm, the inputs of the semiconductor bridge converters of each phase of the high-voltage switch connected to the terminals of the same sections of the secondary winding of the corresponding phase of the shunt transformer, and the high-voltage outputs of the chains of single-phase semiconductor bridge converters of each phase of the three-phase switch are connected to the nodes of the connection of two other phases of the triangle circuit, made of primary windings of a series transformer, and all N sections are secondary The windings of each phase of the shunt transformer have different transformation coefficients and, accordingly, have a different number of turns, the semiconductor bridge converters are made to the voltage of the corresponding section to which they are connected, and the sections of the secondary winding of each phase of the shunt transformer are made with the same transformation ratio (Positive decision by application No. 2011103124 of January 31, 2011).
Недостатком такого фазоповоротного устройства является выполнение вторичных обмоток сериесного трансформатора с высоковольтными средними выводами, подключенными к высоковольтным выводам первичных обмоток шунтового трансформатора, что усложняет устройство, снижает надежность и срок службы трехфазного сериесного трансформатора, увеличивает стоимость и массо - габаритные показатели всего устройства в целом.The disadvantage of this phase-shifting device is the secondary windings of a series transformer with high-voltage medium leads connected to the high-voltage terminals of the primary windings of a shunt transformer, which complicates the device, reduces the reliability and service life of a three-phase serial transformer, increases the cost and weight and overall dimensions of the entire device.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое техническое решение, состоит в упрощении устройства и повышении надежности и срока службы трехфазного сериесного трансформатора, снижении стоимости и массо - габаритных показателей путем оптимизации числа секций вторичной обмотки шунтового трансформатора и полупроводникового преобразователя, увеличении быстродействия (время перехода с одной ступени регулирования на другую, не превышающее половины периода промышленной частоты), что ведет к повышению динамической устойчивости энергетической системы путем демпфирования колебаний, возникающих во время переходных электромеханических процессов.The technical result to which the proposed technical solution is aimed is to simplify the device and increase the reliability and service life of a three-phase serial transformer, reduce the cost and mass and dimensional indicators by optimizing the number of sections of the secondary winding of the shunt transformer and semiconductor converter, increase the speed (transition time from one level of regulation to another, not exceeding half the period of the industrial frequency), which leads to an increase in dynamic stability of the power system by damping vibrations that occur during transient electromechanical processes.
Технический результат достигается тем, что полупроводниковое фазоповоротное устройство, содержащее трехфазный сериесный трансформатор, вторичные обмотки которого вставлены в рассечку фаз А, В, С высоковольтной линии электропередачи, а первичные обмотки соединены по схеме треугольника, узлы соединения обмоток которого подключены к высоковольтным выводам трехфазного высоковольтного коммутатора, при этом низковольтные выводы всех фаз коммутатора соединены по схеме звезды, а входные выводы каждой фазы коммутатора подключены ко вторичной обмотке соответствующей фазы трехфазного шунтового трансформатора, первичные обмотки которого высоковольтными выводами подключены к фазам линии электропередачи, а низковольтными выводами соединены по схеме звезды и заземлены, вторичная обмотка каждой фазы шунтового трансформатора выполнена в виде N гальванически развязанных секций, а каждая фаза трехфазного высоковольтного коммутатора выполнена в виде цепочки, состоящей из N последовательно соединенных статических переключателей, выполненных в виде однофазных полупроводниковых мостовых преобразователей с двунаправленными высоковольтными ключами в каждом плече, причем входы полупроводниковых мостовых преобразователей каждой фазы высоковольтного коммутатора подключены к выводам одноименных секций вторичной обмотки соответствующей фазы шунтового трансформатора, а высоковольтные выводы цепочек статических переключателей каждой фазы трехфазного коммутатора подключены к узлам соединения двух других фаз схемы треугольника, выполненной из первичных обмоток сериесного трансформатора, причем все N секций вторичной обмотки каждой фазы шунтового трансформатора имеют разные коэффициенты трансформации и, соответственно, имеют разное число витков, при этом отношение числа витков w1:w2:w3:…wN секций каждой фазы вторичной обмотки шунтового трансформатора соответствует выражению 2N-1 или 3N-1, где N - порядковый номер секции, однофазные полупроводниковые мостовые преобразователи выполнены на напряжение секции, к которой они подключены, а одноименные секции вторичной обмотки каждой фазы шунтового трансформатора выполнены с одинаковым коэффициентом трансформации.The technical result is achieved by the fact that a semiconductor phase-shifting device containing a three-phase series transformer, the secondary windings of which are inserted in the phase-cut A, B, C of the high-voltage power line, and the primary windings are connected in a triangle circuit, the connection nodes of the windings of which are connected to the high-voltage terminals of the three-phase high-voltage switch while the low-voltage outputs of all phases of the switch are connected according to the star circuit, and the input terminals of each phase of the switch are connected to the secondary the winding of the corresponding phase of a three-phase shunt transformer, the primary windings of which are connected by high-voltage leads to the phases of the power line, and the low-voltage leads are wired and grounded, the secondary winding of each phase of the shunt transformer is made in the form of N galvanically isolated sections, and each phase of the three-phase high-voltage switch is made in the form of a chain consisting of N series-connected static switches made in the form of single-phase semiconductors x bridge converters with bi-directional high-voltage switches in each arm, the inputs of the semiconductor bridge converters of each phase of the high-voltage switch connected to the terminals of the same sections of the secondary winding of the corresponding phase of the shunt transformer, and the high-voltage outputs of the chains of static switches of each phase of the three-phase switch are connected to the nodes of the connection of the other two phases of the circuit a triangle made from the primary windings of a series transformer, with all N sections in orichnoy winding of each phase shunt transformer have different transformation ratios, and respectively have a different number of turns, the ratio of the number of turns w 1: w 2: w 3: ... w N sections of each phase of secondary winding shunt transformer corresponds to the expression 2 N-1 or 3 N-1 , where N is the serial number of the section, single-phase semiconductor bridge converters are made for the voltage of the section to which they are connected, and the sections of the secondary winding of the same name of each phase of the shunt transformer are made with the same coefficient om transformation.
Сущность предлагаемой полезной модели поясняется чертежом, где на фиг.1 приведена функциональная схема фазоповоротного устройства, включающая трехфазный сериесный трансформатор, трехфазный шунтовой трансформатор и трехфазный высоковольтный коммутатор;The essence of the proposed utility model is illustrated in the drawing, where Fig. 1 shows a functional diagram of a phase-shifting device including a three-phase serial transformer, a three-phase shunt transformer and a three-phase high-voltage switch;
на фиг.2 приведена функциональная схема цепочки одной фазы трехфазного высоковольтного коммутатора, состоящей из N последовательно соединенных однофазных полупроводниковых мостовых преобразователей с двунаправленными высоковольтными ключами в каждом плече;figure 2 shows the functional diagram of the chain of one phase of a three-phase high-voltage switch, consisting of N series-connected single-phase semiconductor bridge converters with bi-directional high-voltage switches in each arm;
на фиг.3 приведены векторные диаграммы, поясняющие принцип формирования отстающего (а) и опережающего (б) поперечного напряжения в фазе А линии электропередачи.figure 3 shows vector diagrams explaining the principle of formation of a lagging (a) and leading (b) lateral stress in phase A of the power line.
Предлагаемое фазоповоротное устройство содержит трехфазный сериесный трансформатор 1, первичные обмотки 2, 3, 4 которого соединены по схеме треугольника, а вторичные обмотки 5, 6, 7 выполнены со средними выводами 8, 9, 10 и подключены к клеммам 11 рассечки фазы А, 12 рассечки фазы В, 13 рассечки фазы С трехфазной высоковольтной линии 14 электропередачи со стороны входа ФПУ и к клеммам 15 рассечки фазы А, 16 рассечки фазы В, 17 рассечки фазы С трехфазной высоковольтной линии 18 электропередачи со стороны выхода ФПУ; трехфазный шунтовой трансформатор 19, первичные обмотки 20, 21 и 22 которого высоковольтными выводами 23, 24 и 25 подключены к клеммам 8, 9, 10 фаз трехфазной линии 14 электропередачи, а низковольтными выводами 26, 27 и 28 соединены по схеме звезды и заземлены, а вторичные обмотки 29, 30 и 31 каждой фазы выполнены в виде N гальванически развязанных секций 32, 33 и 34, выводы 35 и 36, 37 и 38, 39 и 40 которых подключены к входным клеммам 41 и 42, 43 и 44, 45 и 46 трехфазного высоковольтного коммутатора 47, высоковольтные выводы 48, 49 и 50 каждой фазы которого подключены к узлам 51, 52 и 53 соединения двух других фаз схемы треугольника, выполненной из первичных обмоток 2, 3, 4 трехфазного сериесного трансформатора 1, а низковольтные выводы 54, 55 и 56 соединены по схеме звезды и заземлены; каждая фаза трехфазного высоковольтного коммутатора 47 выполнена в виде цепочки 57, 58, 59, состоящей из N последовательно соединенных однофазных полупроводниковых мостовых преобразователей 60, 61, 62 (фиг.2) с двунаправленными полупроводниковыми высоковольтными ключами 63, 64, 65, 66 в каждом плече, а входы полупроводниковых мостовых преобразователей 60, 61, 62 являются входами 41-42, 43-44, 45-46 трехфазного высоковольтного коммутатора 47 и подключены к выводам 35-36, 37-38, 39-40 одноименных секций 32, 33, 34 вторичной обмотки 29, 30, 31 соответствующей фазы шунтового трансформатора 19, причем все N секций 32, 33, 34 вторичной обмотки 20, 21, 22 каждой фазы шунтового трансформатора 19 имеют разные коэффициенты трансформации и, соответственно, выполнены с разным числом витков, при этом отношение числа витков w1:w2:w3:…wN секций каждой фазы вторичной обмотки 20, 21, 22 шунтового трансформатора 19 соответствует выражению 2N-1 или 3N-1, где N - порядковый номер секции, полупроводниковые мостовые преобразователи 60, 61, 62 выполнены на напряжение соответствующей секции 32, 33, 34, к которой они подключены, а одноименные секции 32, 33, 34 вторичной обмотки 29, 30, 31 каждой фазы шунтового трансформатора 19 выполнены с одинаковым коэффициентом трансформации.The proposed phase-shifting device contains a three-phase serial transformer 1, the primary windings 2, 3, 4 of which are connected in a triangle circuit, and the secondary windings 5, 6, 7 are made with the middle terminals 8, 9, 10 and connected to the terminals 11 of the cut-out phase A, 12 cut phase B, 13 cut-off phase C of the three-phase high-voltage transmission line 14 from the input side of the FPU and to the terminals 15 of the cut-out phase A, 16 cut-off phase B, 17 cut-off phase C of the three-phase high-voltage transmission line 18 from the output side of the FPU; a three-phase shunt transformer 19, the primary windings 20, 21 and 22 of which are connected to high-voltage terminals 23, 24 and 25 to the terminals 8, 9, 10 of the phases of the three-phase power line 14, and low-voltage terminals 26, 27 and 28 are connected according to the star circuit and are grounded, and the secondary windings 29, 30 and 31 of each phase are made in the form of N galvanically isolated sections 32, 33 and 34, the conclusions 35 and 36, 37 and 38, 39 and 40 of which are connected to the input terminals 41 and 42, 43 and 44, 45 and 46 three-phase high-voltage switch 47, high-voltage terminals 48, 49 and 50 of each phase of which are connected to nodes 51, 52 and 53 soy the length of the other two phases of the triangle circuit made of the primary windings 2, 3, 4 of the three-phase series transformer 1, and the low-voltage leads 54, 55 and 56 are connected according to the star circuit and are grounded; each phase of the three-phase high-voltage switch 47 is made in the form of a chain 57, 58, 59, consisting of N series-connected single-phase semiconductor bridge converters 60, 61, 62 (Fig.2) with bidirectional semiconductor high-voltage switches 63, 64, 65, 66 in each arm and the inputs of the semiconductor bridge converters 60, 61, 62 are the inputs 41-42, 43-44, 45-46 of the three-phase high-voltage switch 47 and are connected to the terminals 35-36, 37-38, 39-40 of the same sections 32, 33, 34 secondary winding 29, 30, 31 of the corresponding phase of the shunt transfo Matora 19, wherein all N sections 32, 33, 34 of the secondary windings 20, 21, 22 for each phase a shunt transformer 19 have different coefficients of transformation and, accordingly, are made with different numbers of turns, the ratio of the number of turns w 1: w 2: w 3 : ... w N sections of each phase of the secondary winding 20, 21, 22 of the shunt transformer 19 corresponds to the expression 2 N-1 or 3 N-1 , where N is the serial number of the section, semiconductor bridge converters 60, 61, 62 are made for the voltage of the corresponding section 32, 33, 34, to which they are connected, and the sections of the same name 32, 33, 34 secondary windings 29, 30, 31 of each phase of the shunt transformer 19 are made with the same transformation ratio.
Фазоповоротное устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при нулевом угле регулирования первичные обмотки 20, 21, 22 шунтового трансформатора 19 высоковольтными выводами 23, 24, 25 подключены к клеммам 8, 9, 10 трехфазной линии 14 электропередачи переменного тока, низковольтные выводы 26, 27, 28 соединены по схеме звезды и заземлены, при этом все однофазные полупроводниковые мостовые преобразователи 60, 61, 62 опрокинуты, т.е. в них включены два последовательных ключа 63,64 или 65,66; в результате все секции 32, 33, 34 вторичных обмоток 29, 30, 31 шунтового трансформатора 19 отключены от первичных обмоток 2, 3, 4 сериесного трансформатора 1, и вольтодобавочные напряжения UdA, UdB, UdC на выходе ФПУ не формируется.Phase-shifting device operates as follows. In the initial state, with a zero angle of regulation, the primary windings 20, 21, 22 of the shunt transformer 19 are connected with high-voltage terminals 23, 24, 25 to the terminals 8, 9, 10 of the three-phase AC power line 14, the low-voltage terminals 26, 27, 28 are connected according to the star circuit and grounded, while all single-phase semiconductor bridge converters 60, 61, 62 are overturned, i.e. they include two consecutive keys 63.64 or 65.66; as a result, all sections 32, 33, 34 of the secondary windings 29, 30, 31 of the shunt transformer 19 are disconnected from the primary windings 2, 3, 4 of the series transformer 1, and voltage-boosting voltages U dA , U dB , U dC are not formed at the output of the FPU.
При подаче на систему управления (СУ) трехфазным высоковольтным коммутатором 47 сигнала от автоматической системы управления трансформаторной подстанции (АСУ ТП) или от системного оператора (СО) на работу ФПУ с ненулевым углом регулирования δ микропроцессор СУ в соответствии с заложенными в нем алгоритмами формирования импульсов управления подает на соответствующую пару двунаправленных полупроводниковых высоковольтных ключей 63,66 или 64,65 в зависимости от знака вектора вольтодобавочного напряжения мостовых преобразователей 60, 61, 62 каждой фазы коммутатора 47, которые должны быть включены для работы ФПУ на заданной ступени регулирования (с заданным углом регулирования δ).When 47 signals are fed to the control system (SU) by a three-phase high-voltage switch 47 from an automatic control system of a transformer substation (ACS TP) or from a system operator (СО) to operate a FPU with a non-zero control angle δ, the SU microprocessor is in accordance with the control pulse generation algorithms laid down in it supplies 63.66 or 64.65 to the corresponding pair of bidirectional semiconductor high-voltage switches, depending on the sign of the voltage boost vector of the bridge converters 60, 61, 62 each Phase switch 47, which should be included for FPA predetermined control level (with a predetermined angle δ regulation).
Принцип работы предлагаемого фазоповоротного устройства поясняется векторной диаграммой для фазы А на фиг.3, гдеThe principle of operation of the proposed phase-shifting device is illustrated by a vector diagram for phase A in figure 3, where
UA - напряжение фазы А линии 14 на входе ФПУ,U A - phase A voltage of line 14 at the input of the FPU,
UA1 - напряжение фазы А линии 18 на выходе ФПУ,U A1 is the phase A voltage of line 18 at the output of the FPU,
UdA - вольтодобавочное напряжение на вторичной обмотке 5 сериесного трансформатора 1,U dA - boost voltage on the secondary winding 5 of the serial transformer 1,
UL - напряжение линии 18 на приемном конце электропередачи,U L is the voltage of line 18 at the receiving end of the power transmission,
IL1 - ток линии 14 на входе ФПУ,I L1 - current line 14 at the input of the FPU,
IL2 - ток линии 18 на выходе ФПУ,I L2 - current line 18 at the output of the FPU,
ΔI - входной ток ФПУ,ΔI is the input current of the FPU,
XL - индуктивное сопротивление линии 18.X L is the inductive resistance of line 18.
Последовательно соединенные m работающих (где m=1, 2…N) полупроводниковых преобразователей 60, 61, 62 каждой фазы в зависимости от величины числа m позволяют получить различные комбинации соединений секций 32, 33, 34 вторичных обмоток 29, 30, 31 шунтового трансформатора 19, имеющих определенное отношение числа витков согласно выражению 2N-1 или 3N-1, и, тем самым, регулируется выходное напряжение на выходе полупроводникового коммутатора 47.Serially connected m working (where m = 1, 2 ... N) semiconductor converters 60, 61, 62 of each phase, depending on the value of the number m, allow to obtain various combinations of connections of sections 32, 33, 34 of the secondary windings 29, 30, 31 of the shunt transformer 19 having a certain ratio of the number of turns according to the expression 2 N-1 or 3 N-1 , and thereby, the output voltage at the output of the semiconductor switch 47 is regulated.
Для получения угла фазового сдвига δ, заданного сигналом от АСУ ТП или от СО, микропроцессор СУ ФПУ формирует вольтодобавочные напряжения UdA, UdB, UdC путем включения определенного числа m (где m=1, 2…N) полупроводниковых преобразователей 60, 61, 62 каждой фазы ФПУ, осуществляющих переключение соответствующих m секций 32, 33, 34 каждой вторичной обмотки 29, 30, 31 шунтового трансформатора 19 в общую цепь в одно из трех состояний:To obtain the angle of phase shift δ specified by the signal from the industrial control system or from the CO, the microprocessor of the control system of the FPU generates boost voltage U dA , U dB , U dC by switching on a certain number m (where m = 1, 2 ... N) of semiconductor converters 60, 61 , 62 of each phase of the FPU, switching the corresponding m sections 32, 33, 34 of each secondary winding 29, 30, 31 of the shunt transformer 19 into a common circuit in one of three states:
для формирования опережающего вектора напряжения путем включения двунаправленных ключей 64,65 полупроводниковых преобразователей 60, 61, 62 начала 35, 37, 39 обмоток 32, 33, 34 подключаются соответственно к выводам 48, 49, 50 коммутатора 47, а концы обмоток 36, 38, 40 - соответственно к выводам 54, 55, 56 коммутатора 47;to form a leading voltage vector by turning on bi-directional switches, 64.65 semiconductor converters 60, 61, 62 start 35, 37, 39 windings 32, 33, 34 are connected respectively to the terminals 48, 49, 50 of switch 47, and the ends of the windings 36, 38, 40 - respectively, to the conclusions 54, 55, 56 of the switch 47;
для формирования отстающего вектора напряжения путем включения двунаправленных ключей 63,66 начало обмоток 35, 37, 39 подключается соответственно к выводам 54, 55, 56 коммутатора 47, а конец обмоток 36, 38, 40 - соответственно к выводам 48, 49, 50 коммутатора 47;to form a lagging voltage vector by switching on bidirectional switches 63.66, the beginning of the windings 35, 37, 39 is connected respectively to the terminals 54, 55, 56 of the switch 47, and the end of the windings 36, 38, 40 is respectively connected to the terminals 48, 49, 50 of the switch 47 ;
для формирования нулевого угла регулирования выводы 48, 49, 50 коммутатора 47 подключаются соответственно к его выводам 54, 55, 56 путем опрокидывания всех однофазных полупроводниковых мостовых преобразователей 60, 61, 62 (включением ключей 63,64 или 65,66), в результате чего вторичные обмотки 29, 30, 31 шунтового трансформатора 19 отсекаются от первичных обмоток 2, 3, 4 сериесного трансформатора 1.to form a zero control angle, the conclusions 48, 49, 50 of the switch 47 are connected to its terminals 54, 55, 56, respectively, by overturning all single-phase semiconductor bridge converters 60, 61, 62 (by switching on the keys 63.64 or 65.66), as a result of which the secondary windings 29, 30, 31 of the shunt transformer 19 are cut off from the primary windings 2, 3, 4 of the serial transformer 1.
Полученное трехфазное напряжение на вторичной стороне шунтового трансформатора 19 поступает на первичные обмотки 2, 3, 4 сериесного трансформатора 1, соединенные по схеме треугольника, на вторичных обмотках 5, 6, 7 которого получаются необходимые вольтодобавочные напряжения UdA, UdB, UdC. Вторичные обмотки 5, 6, 7 сериесного трансформатора 1, выполненные без средних выводов, подключены к клеммам рассечек соответствующих фаз линии электропередачи. Выполнение сериесного трансформатора 1 без высоковольтных средних выводов вторичных обмоток 5, 6, 7 упрощает устройство, повышает надежность и срок службы, снижает стоимость и массо - габаритные показатели.The resulting three-phase voltage on the secondary side of the shunt transformer 19 is supplied to the primary windings 2, 3, 4 of the serial transformer 1 connected in a triangle circuit, on the secondary windings 5, 6, 7 of which the necessary boost voltage U dA , U dB , U dC are obtained. The secondary windings 5, 6, 7 of the series transformer 1, made without middle leads, are connected to the junction terminals of the corresponding phases of the power line. The implementation of serial transformer 1 without high-voltage medium terminals of the secondary windings 5, 6, 7 simplifies the device, increases reliability and service life, reduces cost and weight and size.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011122939/07U RU110558U1 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | SEMICONDUCTOR PHASE TURNING DEVICE |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2011122939/07U RU110558U1 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | SEMICONDUCTOR PHASE TURNING DEVICE |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU110558U1 true RU110558U1 (en) | 2011-11-20 |
Family
ID=45317160
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2011122939/07U RU110558U1 (en) | 2011-06-08 | 2011-06-08 | SEMICONDUCTOR PHASE TURNING DEVICE |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU110558U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665266C1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-08-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Device for modeling of phase rotation device in energy systems |
-
2011
- 2011-06-08 RU RU2011122939/07U patent/RU110558U1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2665266C1 (en) * | 2017-06-16 | 2018-08-28 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Device for modeling of phase rotation device in energy systems |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2450420C1 (en) | Semiconductor phase shifter | |
| CN105632727B (en) | Transformer on-load voltage regulation tap switch and on-load voltage regulation transformer | |
| CN101430966B (en) | Thyristor direct switching on-load tap-changer | |
| RU106060U1 (en) | PHASE TURNING DEVICE | |
| RU2016148456A (en) | DEVICE FOR COMPLEX REGULATION OF POWER FLOWS FOR TWO-CHAIN LINES | |
| RU2009132965A (en) | SWITCHING DEVICE, ITS APPLICATION AND METHOD OF SWITCHING | |
| CN102208265A (en) | On-load tapping switch of composite switching-type transformer | |
| RU2622890C1 (en) | Method for switching-on, switching-off and regulating voltage of transformer substation | |
| CA2887212C (en) | Load tap changer | |
| RU143195U1 (en) | TYRISTOR CONTROLLED PHASE TURNING DEVICE | |
| CN205195275U (en) | Do not have and shove, have distribution lines three -phase pressuretrol that electric arc was shifted gears | |
| JP6525308B2 (en) | Circuit breaker | |
| CN107834864B (en) | A kind of combined power supply device direct Power Control method | |
| RU110558U1 (en) | SEMICONDUCTOR PHASE TURNING DEVICE | |
| AU2014265130A1 (en) | Load tap changer | |
| EP2343620A1 (en) | Alternating voltage stabiliser with protection elements (embodiments) | |
| CN102655319A (en) | Direct-current circuit breaker capable of reducing forward superimposed current | |
| RU124070U1 (en) | DEVICE FOR LONGITUDINAL CAPACITY COMPENSATION OF AC TRACING SUBSTATION | |
| RU107005U1 (en) | PHASE TURNING DEVICE | |
| RU107421U1 (en) | PHASE TURNING DEVICE | |
| US1764319A (en) | Voltage-control system | |
| RU2809278C1 (en) | Three-phase voltage converter | |
| RU126193U1 (en) | AC SUBSTATION | |
| US11875963B2 (en) | Device for connecting to a high-voltage grid | |
| RU2697856C1 (en) | Transformer testing facility |