RU2686012C1 - Method of controlling phase-rotation device in case of short-circuit in power transmission line - Google Patents

Method of controlling phase-rotation device in case of short-circuit in power transmission line Download PDF

Info

Publication number
RU2686012C1
RU2686012C1 RU2018109749A RU2018109749A RU2686012C1 RU 2686012 C1 RU2686012 C1 RU 2686012C1 RU 2018109749 A RU2018109749 A RU 2018109749A RU 2018109749 A RU2018109749 A RU 2018109749A RU 2686012 C1 RU2686012 C1 RU 2686012C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
thyristor
thyristor switch
phase
switching
switch
Prior art date
Application number
RU2018109749A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Дмитрий Иванович Панфилов
Михаил Георгиевич Асташев
Павел Ахматович Рашитов
Михаил Игоревич Петров
Александр Николаевич Рожков
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет" "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет" "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет" "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ")
Priority to RU2018109749A priority Critical patent/RU2686012C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2686012C1 publication Critical patent/RU2686012C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/18—Networks for phase shifting
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/18—Networks for phase shifting
    • H03H7/185—Networks for phase shifting comprising distributed impedance elements together with lumped impedance elements
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03H—IMPEDANCE NETWORKS, e.g. RESONANT CIRCUITS; RESONATORS
    • H03H7/00—Multiple-port networks comprising only passive electrical elements as network components
    • H03H7/18—Networks for phase shifting
    • H03H7/20—Two-port phase shifters providing an adjustable phase shift

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

FIELD: physics.SUBSTANCE: invention relates to phase-turning devices control means. In compliance with this invention, transformer shunted windings are switched by thyristor switch, which generate booster voltage on its winding, wherein final state of thyristor commutator is set, thyristor commutator currents are measured, its switching to preset final state is performed due to removal of control pulses from all thyristor switches of one switched phase of thyristor commutator, zero current is recorded in switching phase of thyristor commutator during time interval, which duration exceeds the thyristor keys recovery time, control pulses are supplied to switch on thyristor switches of this phase into the preset final state of thyristor commutator, wherein beginning of switching process of thyristor commutator is initiated when current line exceeds current threshold value, and a given final state of the thyristor switch is set such that the thyristor switch disconnects from the power line, and one or more shunt windings of the transformer are short-circuited.EFFECT: technical result consists in reduction of currents of thyristor switch of phase-turning devices, exclusion of long-term overvoltage on elements of thyristor commutator in short-circuit mode of power transmission line.1 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к управлению фазоповоротными устройствами (ФПУ). ФПУ представляет собой электротехнический комплекс, предназначенный для изменения величины и фазы вольтодобавочного напряжения, вводимого последовательно в линию электропередачи (ЛЭП). ФПУ могут использоваться в электрических сетях переменного тока всех классов напряжения для гибкого регулирования потоков мощности, а также регулирования и стабилизации напряжения в узлах электрической сети.The invention relates to the field of electrical engineering and electric power industry, in particular to the management of phase rotation devices (FPU). The FPU is an electrical complex designed to change the magnitude and phase of the boost voltage applied to the power line (TL) in series. FPU can be used in electric networks of alternating current of all voltage classes for flexible regulation of power flows, as well as regulation and stabilization of voltage at the nodes of the electric network.

ФПУ известны и широко применяются в электроэнергетике. Основным элементом ФПУ является вольтодобавочный трансформатор, вторичная (сетевая) обмотка которого включается последовательно в рассечку линии электропередачи. Возбуждение вольтодобавочного трансформатора с целью создания и регулирования напряжения на сетевой обмотке осуществляется путем подключения его первичных (шунтовых) обмоток параллельно к линии электропередачи посредством коммутационных устройств, среди которых наиболее надежными и быстродействующими являются полупроводниковые тиристорные коммутаторы.FPU known and widely used in the power industry. The main element of the FPU is a booster transformer, the secondary (mains) winding of which is connected in series into the cutting of the transmission line. In order to create and regulate the voltage on the mains winding, the booster transformer is excited by connecting its primary (shunt) windings in parallel to the power line through switching devices, among which the most reliable and fast-acting are semiconductor thyristor switches.

Известен способ управления ФПУ, по которому задают конечное состояние тиристорного коммутатора, вводят ограничения на поэтапное переключение тиристорного коммутатора из текущего состояния в заданное конечное, выбирают допустимую последовательность поэтапного переключения, удовлетворяющую заданным ограничениям, по меньшей мере, на величину выходного напряжения фазоповоротного устройства в процессе поэтапной коммутации, измеряют токи тиристорного коммутатора и выполняют его поэтапное переключение в соответствии с выбранной последовательностью, снимают импульсы управления со всех тиристоров одной переключаемой фазы тиристорного коммутатора, фиксируют наличие нулевого тока в переключаемой фазе тиристорного коммутатора в течение временного интервала, длительность которого превышает время восстановления тиристоров, подают импульсы управления на включение тиристоров этой фазы в новое, согласно выбранной последовательности, состояние и проводят последовательное переключение каждой следующей фазы тиристорного коммутатора до окончания процесса переключения всех фаз тиристорного коммутатора в заданное конечное состояние [патент RU на изобретение №2577190, публ. 10.03.2016].A known method of control of the FPU, which sets the final state of the thyristor switch, imposes restrictions on the phased switching of the thyristor switch from the current state to the specified end, selects an acceptable step-by-step switching sequence that satisfies the specified limits on the phase shifter output voltage in a phased process switch, measure the currents of the thyristor switch and perform its phased switching in accordance with the selected after By taking care, control pulses are removed from all thyristors of one switchable phase of a thyristor switch, the presence of zero current in the switchable phase of the thyristor switch is recorded during the time interval, the duration of which exceeds the recovery time of the thyristors, control pulses are supplied to turn on the thyristors of this phase to a new one, according to the selected sequence, state and conduct sequential switching of each next phase of the thyristor switch until the end of the switching process in ex phase thyristor switch at a predetermined final state [RU Patent for an invention №2577190, publ. 03/10/2016].

Недостаток прототипа - высокий уровень токов тиристорного коммутатора ФПУ в режиме короткого замыкания линии электропередачи при реализации управления ФПУ в соответствии со способом-прототипом. При этом для обеспечения надежной и безотказной работы тиристорного коммутатора и ФПУ в целом необходимо использование в составе тиристорного коммутатора тиристоров с высоким запасом по току, а в ряде случаев и специальных токоограничивающих элементов, что значительно увеличивает конечную стоимость устройства.The disadvantage of the prototype is a high level of currents of the thyristor switch FPU in the short circuit mode of the transmission line when implementing the control of the FPU in accordance with the method of the prototype. At the same time, to ensure reliable and trouble-free operation of the thyristor switch and FPU as a whole, it is necessary to use thyristors with a high current margin in the thyristor switch, and in some cases, special current-limiting elements, which significantly increases the final cost of the device.

Технической задачей предлагаемого изобретения является обеспечение надежной и безотказной работы тиристорного коммутатора ФПУ в режиме короткого замыкания линии элекропередачи.The technical task of the invention is to ensure reliable and trouble-free operation of the thyristor switch FPU in the short circuit mode of the power transmission line.

Техническим результатом, на получение которого направлено предлагаемое техническое решение, является многократное снижение токов тиристорного коммутатора ФПУ, исключение длительных перенапряжений на элементах тиристорного коммутатора в режиме короткого замыкания линии электропередачи и, как следствие, существенное уменьшение стоимости устройства за счет исключения из состава тиристорного коммутатора токоограничивающих элементов и возможности применения тиристоров, рассчитанных на значительно более низкие токи и напряжения.The technical result, for which the proposed technical solution is directed, is a multiple decrease in the currents of the thyristor switch FPU, the elimination of long-term overvoltages on the thyristor switch elements in the short circuit mode of the transmission line and, as a result, a significant reduction in the cost of the device due to the exclusion of current-limiting elements from the thyristor switch and the possibility of using thyristors, designed for significantly lower currents and voltages.

Технический результат достигается тем, что в способе управления фазоповоротным устройством при коротком замыкании в линии электропередачи, осуществляемого путем переключения тиристорным коммутатором шунтовых обмоток трансформатора, наводящих вольтодобавочное напряжение на его сериесной обмотке, заключающемся в том, что задают конечное состояние тиристорного коммутатора, измеряют токи тиристорного коммутатора, выполняют его переключение в заданное конечное состояние за счет снятия импульсов управления со всех тиристорных ключей одной переключаемой фазы тиристорного коммутатора, фиксируют нулевой ток в переключаемой фазе тиристорного коммутатора в течение временного интервала, длительность которого превышает время восстановления тиристорных ключей, подают импульсы управления на включение тиристорных ключей этой фазы в заданное конечное состояние тиристорного коммутатора, при этом начало процесса переключения тиристорного коммутатора инициируют как факт появления режима короткого замыкания в момент превышения током линии электропередачи порогового значения, а заданное конечное состояние тиристорного коммутатора устанавливают таким, при котором тиристорный коммутатор отключается от линии электропередачи, а одна или несколько шунтовых обмоток трансформатора замыкаются накоротко.The technical result is achieved by the fact that in the control method of a phase shifter during a short circuit in the power line, carried out by switching the shunt windings of the transformer by the thyristor switch, leading to a boost voltage on its serial winding, which sets the end state of the thyristor switch, measures the currents of the thyristor switch , perform its switching to a given final state due to the removal of control pulses from all thyristor switches This switchable phase of the thyristor switch, fixing the zero current in the switchable phase of the thyristor switch for a time interval that is longer than the recovery time of the thyristor switches, serves the control pulses to turn on the thyristor switches of this phase to the specified end state of the thyristor switch, and the beginning of the switching process of the thyristor switch initiate as a fact of the appearance of a short circuit mode at the moment when the power line exceeds the threshold value Nia, and the predetermined final state of the thyristor switch is set so that when the thyristor switch is disconnected from the power line and one or more shunt transformer windings are short-circuited.

Сущность предложенного изобретения поясняется чертежом фиг. 1, где изображена структура устройства, реализующего способ управления фазоповоротным устройством при коротком замыкании в линии электропередачи.The essence of the proposed invention is illustrated by the drawing of FIG. 1, which shows the structure of a device that implements a method for controlling a phase shifter in case of a short circuit in a power line.

На фиг. 2 приведен пример функциональной схемы одной фазы фазоповоротного устройства, включенного в линию электропередачи между питающей сетью и нагрузкой.FIG. 2 shows an example of a functional diagram of a single phase shifter connected to a power line between the supply network and the load.

На фиг. 3 представлена таблица состояний управляемых ключей тиристорного коммутатора фазоповоротного устройства при которых тиристорный коммутатор отключается от линии электропередачи, а одна или несколько шунтовых обмоток трансформатора замыкаются накоротко.FIG. 3 shows the state table of the controlled switches of the thyristor switch of the phase shifter, in which the thyristor switch is disconnected from the power line, and one or several shunt windings of the transformer are short-circuited.

Фиг. 1 содержит десять функциональных блоков. Блок 1 выбора маршрута переключения своим первым входом подключен к выходу блока 2 задания требуемого состояния фазоповоротного устройства, вторым входом - к выходу блока 3 задания характеристик маршрута переключения, третьим входом - к первому выходу блока 4 управления тиристорным коммутатором. Выход блока 1 выбора маршрута переключения подключен к первому входу блока 4 управления тиристорным коммутатором, при этом второй выход блока 4 подключен к входу тиристорного коммутатора 5. В составе тиристорного коммутатора 5 находится блок 6 датчиков тока тиристорного коммутатора. Три выхода блока 6 датчиков тока тиристорного коммутатора подключены к первому, второму и третьему входам блока 7 слежения за током. К четвертому и пятому входам блока 7 слежения за током подключены соответственно выход блока 8 данных о параметрах силовых компонентов фазоповоротного устройства и третий выход блока 4 управления тиристорным коммутатором. Первый и второй выходы блока 7 слежения за током подключены к второму и третьему входам блока 4 управления тиристорным коммутатором. Вход блока 2 задания требуемого состояния фазоповоротного устройства подключен к первому выходу блока 9 автоматического управления энергосистемой или подстанцией, второй выход которого подключен к входу блока 3 задания характеристик маршрута переключения. К шестому, седьмому и восьмому входам блока 7 слежения за током подключены первый, второй и третий выходы блока датчиков токов фаз линии электропередачи 10.FIG. 1 contains ten functional blocks. The switching route selection unit 1 with its first input is connected to the output of the setting unit 2 for specifying the required state of the phase shifter, the second input to the output of the setting unit 3 for setting the switching route characteristics, and the third input to the first output of the thyristor switching control unit 4. The output of the switching route selection unit 1 is connected to the first input of the thyristor switch control unit 4, while the second output of the unit 4 is connected to the input of the thyristor switch 5. The thyristor switch 5 contains a block of 6 current sensors of the thyristor switch. Three outputs of the block 6 current sensors thyristor switch connected to the first, second and third inputs of block 7 tracking current. The fourth and fifth inputs of the current tracking unit 7 are connected respectively to the output of the data block 8 on the parameters of the power components of the phase rotation device and the third output of the thyristor switch control unit 4. The first and second outputs of the current tracking unit 7 are connected to the second and third inputs of the thyristor switch control unit 4. The input unit 2 sets the desired state of the phase shifter connected to the first output of the automatic control unit 9 of the power system or substation, the second output of which is connected to the input of the unit 3 setting the characteristics of the switching route. The sixth, seventh and eighth inputs of the current tracking unit 7 are connected to the first, second and third outputs of the sensor unit of the phase current currents of the transmission line 10.

Заявляемый способ управления осуществляется следующим образом.The inventive control method is as follows.

Управление ФПУ обеспечивает его переходы из состояния, называемого начальным, с одними величинами выходного напряжения и фазового сдвига, в другое состояние, задаваемое блоком 2 задания требуемого состояния фазоповоротного устройства, называемое конечным, с другими величинами выходного напряжения и фазового сдвига. Изменение выходного напряжения и фазового сдвига ФПУ обеспечивается изменением состава и полярности включения шунтовых обмоток вольтодобавочного трансформатора в каждой фазе ФПУ, осуществляемого тиристорным коммутатором 5 за счет изменения его состояния посредством управления входящих в его состав тиристорных ключей. Блок 2 в свою очередь получает информацию о требуемом состоянии фазоповоротного устройства от блока 9 автоматического управления энергосистемой или подстанцией. Кроме указанной информации блок 9 также формирует дополнительные требования к характеристикам процесса изменения состояния ФПУ, которые он передает в блок 3 задания характеристик маршрута переключения. К данным характеристикам могут относиться: ограничение величины выходных напряжений ФПУ в процессе поэтапной коммутации шунтовых обмоток трансформатора, число переключений шунтовых обмоток трансформатора, число коммутаций тиристорных ключей, максимальная скорость изменения выходного напряжения и фазы в процессе изменения состояния ФПУ, суммарно накопленный фазовый сдвиг и др. Анализ информации, получаемой от блоков 2 и 3, и определение, если в этом есть необходимость, промежуточных состояний, через которые будет двигаться ФПУ при переходе из начального (текущего) состояния в конечное, задаваемое блоком 2, осуществляет блок выбора маршрута переключения 1. Блок 1 определяет необходимость изменения текущего состояния ФПУ и посредством выбора соответствующего маршрута переключения обеспечивает достижение характеристик, задаваемых блоком 3 задания характеристик маршрута переключения. В процессе управления ФПУ блок 1 передает в блок 4 управления тиристорным коммутатором информацию о требуемом состоянии тиристорного коммутатора 5. Блок 4 осуществляет непосредственное управление тиристорным коммутатором 5. При отсутствии со стороны блока 1 запроса на изменение состояния тиристорного коммутатора 5 блок 4 вырабатывает импульсы управления, поддерживающие ранее заданное состояние тиристорного коммутатора 5 и, соответственно, ранее заданное блоком 2 требуемое состояние ФПУ. Информация о текущем состоянии тиристорного коммутатора возвращается блоком 4 в блок 1 выбора маршрута переключения. При появлении со стороны блока 1 запроса на изменение состояния тиристорного коммутатора 5 блок 4 осуществляет пофазное переключение тиристорного коммутатора 5. Для организации переключения блок 4 снимает импульсы управления с тиристорных ключей одной фазы тиристорного коммутатора 5 и формирует в блок 7 слежения за током сигнал о выключении импульсов управления этой фазы. Блок 7 слежения за током по сигналу от блока 4 снимает со своего первого выхода сигнал разрешения включения тиристорных ключей переключаемой фазы тиристорного коммутатора 5, который поступает в блок 4, принимает сигнал о мгновенном значении тока в переключаемой фазе тиристорного коммутатора 5, поступающий с выхода блока датчиков тока 6, и определяет момент времени, когда ток, протекающий через управляемые ключи переключаемой фазы становится равным нулю. На основе информации, поступающей от блока 8 данных о параметрах силовых компонентов ФПУ, блок 7 определяет временную задержку на разрешение переключения фазы тиристорного коммутатора 5 в новое состояние, которая должна быть выдержана после фиксации нулевого тока в переключаемой фазе тиристорного коммутатора 5. Данная временная задержка необходима для исключения возможных коротких замыканий в переключаемой фазе тиристорного коммутатора 5 вследствие неготовности тиристорных ключей к переключению этой фазы в новое состояние. По истечении временной задержки блок 7 формирует в блок 4 сигнал о разрешении включения тиристорных ключей переключаемой фазы, и блок 4 подает импульсы управления на включение тиристорных ключей в соответствии с новым состоянием тиристорного коммутатора 5. После переключения одной фазы тиристорного коммутатора 5 блок 4 проводит аналогичные действия в оставшихся фазах тиристорного коммутатора 5 до тех пор, пока все фазы тиристорного коммутатора 5 не будут переведены в новое состояние.The control of the FPU provides its transitions from the state, called the initial one, with the same output voltage and phase shift values, to another state, set by the unit 2 to set the desired state of the phase shifter, called the final state, with different output voltage and phase shift values. The change in the output voltage and the phase shift of the FPU is ensured by changing the composition and polarity of switching on the shunt windings of the booster transformer in each phase of the FPU, carried out by the thyristor switch 5 due to a change in its state by controlling the thyristor switches included in its composition. Unit 2, in turn, receives information about the required state of the phase shifter from the automatic control unit 9 of the power system or substation. In addition to this information, block 9 also forms additional requirements for the characteristics of the process of changing the state of the FPU, which it sends to Block 3 the assignments of the characteristics of the switching route. These characteristics may include: limiting the output voltage of the FPU in the process of phased switching of shunt transformer windings, the number of switching shunt of the transformer windings, the number of switching thyristor switches, the maximum rate of change of the output voltage and phase in the process of changing the state of the FPU, the total accumulated phase shift, etc. Analysis of information received from blocks 2 and 3, and determination, if necessary, of intermediate states through which the FPU will move during transmission during the transition from the initial (current) state to the final state specified by block 2, it performs the switching path selection block 1. Block 1 determines the need to change the current state of the FPU and, by selecting the appropriate switching path, ensures that the characteristics specified by block 3 specify the switching path characteristics. In the control process, the FPU unit 1 transmits to the thyristor switch control unit 4 information about the required state of the thyristor switch 5. Unit 4 directly controls the thyristor switch 5. In the absence of a state change request request from the thyristor switch 5, unit 4 generates control pulses that support the previously set state of the thyristor switch 5 and, accordingly, the previously specified state of the FPU, previously set by block 2. Information about the current state of the thyristor switch is returned by block 4 to block 1 of the switching path selection. When a request for changing the state of the thyristor switch 5 appears from the side of block 1, block 4 performs phase switching of the thyristor switch 5. To arrange switching, block 4 removes control pulses from the thyristor switches of one phase of the thyristor switch 5 and generates a pulse switching signal to block 7 for tracking the current control this phase. Block 7 tracking the current signal from block 4 removes from its first output the enable signal of the thyristor switches of the switchable phase of the thyristor switch 5, which enters block 4, receives a signal about the instantaneous value of the current in the switchable phase of the thyristor switch 5 coming from the output of the sensor block current 6, and determines the point in time when the current flowing through the controllable switches of the switchable phase becomes zero. Based on information received from block 8 of data on the parameters of the power components of the FPU, block 7 determines the time delay for allowing the phase switching of the thyristor switch 5 to a new state, which must be maintained after fixing the zero current in the switching phase of the thyristor switch 5. This time delay is necessary to eliminate possible short circuits in the switchable phase of the thyristor switch 5 due to the unavailability of the thyristor switches to switch this phase to a new state. After the time delay has elapsed, block 7 generates a signal in block 4 to enable the switching of the thyristor switches of the switching phase, and block 4 sends control pulses to turn on the thyristor switches in accordance with the new state of the thyristor switch 5. After switching one phase of the thyristor switch 5, block 4 carries out similar actions in the remaining phases of the thyristor switch 5 until all the phases of the thyristor switch 5 are transferred to a new state.

В процессе работы ФПУ блок 7 слежения за током непрерывно контролирует мгновенные значения токов в каждой фазе линии электропередачи, поступающие в блок 7 с выходов блока датчиков токов фаз линии электропередачи 10, и сравнивает их с устанавливаемым пороговым значением, определяющим факт появления режима короткого замыкания, задаваемым в блок 7 с выхода блока 8 данных о параметрах силовых компонентов ФПУ. В случае, если блок 7 слежения за током фиксирует достижение или превышение током какой-либо из фаз линии электропередачи, а соответственно и ФПУ, установленного блоком 8 порогового значения, что соответствует появлению режима короткого замыкания в линии электропередачи, со второго выхода блока 7 в блок 4 управления тиристорным коммутатором поступает информация о необходимости переключения данной фазы тиристорного коммутатора 5 в защитное состояние, при котором эта фаза тиристорного коммутатора 5 отключается от линии электропередачи, а одна или несколько шунтовых обмоток трансформатора в этой фазе ФПУ замыкаются накоротко, формируя при этом нулевое напряжение вольтодобавки на сериесной обмотке ФПУ. На примере ФПУ, приведенном на фиг. 2, подобное состояние может быть реализовано путем переключения тиристорных ключей VS1-VS8, входящих в состав тиристорного коммутатора 5, в соответствии с таблицей, приведенной на фиг. 3. В таблице включенному состоянию тиристорного ключа соответствует обозначение «вкл», выключенному состоянию - «выкл». Переключение тиристорного коммутатора в любое из состояний таблицы фиг. 3 осуществляется блоком управления 4 тиристорным коммутатором в соответствии с вышеописанной последовательностью изменения состояния тиристорного коммутатора 5. Однако в отличие от штатной работы ФПУ, когда переключение тиристорного коммутатора инициируется блоком 1 выбора маршрута переключения, в режиме короткого замыкания линии электропередачи переключение, по крайней мере, одной из фаз тиристорного коммутатора 5 инициирует блок слежения за током 7. Указанная фаза тиристорного коммутатора будет находится в защитном состоянии до тех пор, пока ток в данной фазе, контролируемый блоком 7 посредством блока 10, превышает пороговое значение, соответствующее режиму короткого замыкания. После снижения тока линии электропередачи ниже порогового значения, означающее отсутствие режима короткого замыкания в линии электропередачи, управление фазой тиристорного коммутатора возвращается к штатному режиму по сигналам блоков 9, 2, 3, 1. В зависимости от топологии построения конкретного ФПУ, а также от требований к функционированию устройства на объекте установки при возникновении короткого замыкания в одной из фаз линии электропередачи могут переводится в защитное состояние сразу все фазы тиристорного коммутатора 5 ФПУ независимо от режима и параметров работы других фаз линии электропередачи.During operation, the FPU current tracking unit 7 continuously monitors the instantaneous values of currents in each phase of the power line coming into block 7 from the outputs of the sensor block of the phase current currents of the power line 10, and compares them with a set threshold value determining the occurrence of a short circuit mode set by in block 7 from the output of block 8 data on the parameters of the power components of the FPU. In case the current tracking unit 7 detects when the current reaches or exceeds any phase of the power line, and accordingly the PD, set by the block 8, the threshold value, which corresponds to the appearance of a short circuit mode in the power line, from the second output of the block 7 to the unit 4 control thyristor switch receives information about the need to switch this phase of the thyristor switch 5 to a protective state in which this phase of the thyristor switch 5 is disconnected from the power line, and about The bottom or several shunt windings of the transformer in this phase of the FPU are short-circuited, thus forming a zero voltage of the additive on the FPU serial winding. Using the example of the FPU shown in FIG. 2, such a state can be realized by switching the thyristor switches VS1-VS8 included in the thyristor switch 5 in accordance with the table shown in FIG. 3. In the table, the on state of the thyristor key corresponds to the designation “on”, to the off state - “off”. Switching the thyristor switch to any of the states of the table of FIG. 3 is performed by the control unit 4 of the thyristor switch in accordance with the above-described sequence of changing the state of the thyristor switch 5. However, unlike the normal operation of the FPU, when switching the thyristor switch is initiated by the switching route selection unit 1, in the short circuit mode of the transmission line, switching at least one from the phases of the thyristor switch 5 initiates the current tracking unit 7. The specified phase of the thyristor switch will be in a protective state until then until the current in this phase, controlled by block 7 by block 10, exceeds the threshold value corresponding to the short circuit mode. After reducing the current of the power line below the threshold value, meaning no short circuit mode in the power line, the phase control of the thyristor switch returns to the normal mode by signals from blocks 9, 2, 3, 1. Depending on the topology of the specific FPU, as well as on the requirements for the operation of the device at the facility when there is a short circuit in one of the phases of the transmission line can be transferred to a protective state at once all phases of the thyristor switch 5 FPU independent imo from the mode and parameters of the other phases of the transmission line.

В отличие от способа-прототипа, предлагаемый способ управления позволяет значительно снизить токи, протекающие в тиристорном коммутаторе 5 при коротком замыкании линии электропередачи. При этом наиболее эффективным с точки зрения уменьшения токов будет переключение тиристорного коммутатора 5 в такое состояние, при котором суммарное число витков согласно включенных шунтовых обмоток в соответствующей фазе вольтодобавочного трансформатора будет максимальным. В таблице фиг. 3 данное состояние тиристорного коммутатора 5 при таком соотношении чисел витков шунтовых обмоток трансформатора, что W11<W12<W13, имеет номер 5. Также следует отметить, что предлагаемый способ в виду замыкания накоротко шунтовых обмоток вольтодобавочного трансформатора при коротком замыкании линии электропередачи позволяет избежать длительного воздействия повышенного напряжения на тиристорные ключи тиристорного коммутатора 5, которое проявлялось бы, например, в случае, если все тиристорные ключи тиристорного коммутатора 5 ФПУ при коротком замыкании линии электропередачи были переведены в выключенное состояние. Поскольку оборудование ФПУ в обязательном порядке выбирается исходя из наихудших возможных режимов работы, к одному из которых относится режим короткого замыкания линии электропередачи, предлагаемый способ позволяет значительно снизить требования к элементам тиристорного коммутатора 5 ФПУ и избежать применения дополнительных токоограничивающих устройств.Unlike the prototype method, the proposed control method can significantly reduce the currents flowing in the thyristor switch 5 during a short circuit of the power line. The most effective from the point of view of reducing the currents will be switching the thyristor switch 5 to a state in which the total number of turns according to the included shunt windings in the corresponding phase of the booster transformer will be maximum. In the table of FIG. 3 this state of the thyristor switch 5 with such a ratio of the number of turns of the transformer shunt windings that W11 <W12 <W13, has number 5. It should also be noted that the proposed method in view of shorting the shunt windings of the booster transformer during a short circuit of the transmission line avoids long-term exposure increased voltage on the thyristor keys of the thyristor switch 5, which would manifest, for example, if all the thyristor keys of the thyristor switch 5 FPU for short circuit transmission line have been transferred to the OFF state. Since the equipment of the FPU is necessarily chosen based on the worst possible modes of operation, one of which is the short circuit mode of the power line, the proposed method can significantly reduce the requirements for the elements of the thyristor switch 5 of the FPU and avoid the use of additional current-limiting devices.

Таким образом, осуществление совокупности признаков заявляемого способа управления ФПУ обеспечивает достижение указанного технического результата.Thus, the implementation of the combination of features of the proposed control method FPU ensures the achievement of the technical result.

Claims (1)

Способ управления фазоповоротным устройством при коротком замыкании в линии электропередачи, осуществляемого путем переключения тиристорным коммутатором шунтовых обмоток трансформатора, наводящих вольтодобавочное напряжение на его сериесной обмотке, заключающийся в том, что задают конечное состояние тиристорного коммутатора, измеряют токи тиристорного коммутатора, выполняют его переключение в заданное конечное состояние за счет снятия импульсов управления со всех тиристорных ключей одной переключаемой фазы тиристорного коммутатора, фиксируют нулевой ток в переключаемой фазе тиристорного коммутатора в течение временного интервала, длительность которого превышает время восстановления тиристорных ключей, подают импульсы управления на включение тиристорных ключей этой фазы в заданное конечное состояние тиристорного коммутатора, отличающийся тем, что начало процесса переключения тиристорного коммутатора инициируют как факт появления режима короткого замыкания в момент превышения током линии электропередач порогового значения, а заданное конечное состояние тиристорного коммутатора устанавливают таким, при котором тиристорный коммутатор отключается от линии электропередачи, а одна или несколько шунтовых обмоток трансформатора замыкаются накоротко.The method of controlling a phase shifter during a short circuit in the power line, carried out by switching the shunt windings of a transformer through a thyristor switch, leading to a boost voltage on its serial winding, which sets the end state of the thyristor switch, measures the currents of the thyristor switch, performs its switching to the specified final state state due to removal of control pulses from all thyristor switches of one switchable phase of the thyristor switch the torus, fix the zero current in the switchable phase of the thyristor switch for a time interval that is longer than the recovery time of the thyristor switches, serves the control pulses to turn on the thyristor switches of this phase to the specified final state of the thyristor switch, characterized in that the start of the switching process of the thyristor switch is initiated as the fact of the appearance of the short circuit mode at the moment when the current of the power line exceeds the threshold value, and the specified final state thyristor switch is set so that when the thyristor switch is disconnected from the power line and one or more shunt transformer windings are short-circuited.
RU2018109749A 2018-03-20 2018-03-20 Method of controlling phase-rotation device in case of short-circuit in power transmission line RU2686012C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018109749A RU2686012C1 (en) 2018-03-20 2018-03-20 Method of controlling phase-rotation device in case of short-circuit in power transmission line

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018109749A RU2686012C1 (en) 2018-03-20 2018-03-20 Method of controlling phase-rotation device in case of short-circuit in power transmission line

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2686012C1 true RU2686012C1 (en) 2019-04-23

Family

ID=66314562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018109749A RU2686012C1 (en) 2018-03-20 2018-03-20 Method of controlling phase-rotation device in case of short-circuit in power transmission line

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2686012C1 (en)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030137284A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-24 Tyco Electronics Corporation Switched reactance phase shifters
WO2007008269A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 U.S. Monolithics, L.L.C. Phase shifter with flexible control voltage
US20080012660A1 (en) * 2006-07-12 2008-01-17 Fujitsu Limited Phase shifter circuit with proper broadband performance
RU143195U1 (en) * 2014-04-10 2014-07-20 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" TYRISTOR CONTROLLED PHASE TURNING DEVICE
RU2577190C1 (en) * 2014-12-23 2016-03-10 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" Method of controlling phase-shift device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20030137284A1 (en) * 2002-01-23 2003-07-24 Tyco Electronics Corporation Switched reactance phase shifters
WO2007008269A1 (en) * 2005-07-12 2007-01-18 U.S. Monolithics, L.L.C. Phase shifter with flexible control voltage
US20080012660A1 (en) * 2006-07-12 2008-01-17 Fujitsu Limited Phase shifter circuit with proper broadband performance
RU143195U1 (en) * 2014-04-10 2014-07-20 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" TYRISTOR CONTROLLED PHASE TURNING DEVICE
RU2577190C1 (en) * 2014-12-23 2016-03-10 Открытое акционерное общество "Энергетический институт им. Г.М. Кржижановского" Method of controlling phase-shift device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Miao et al. A self-powered ultra-fast DC solid state circuit breaker using a normally-on SiC JFET
US6631064B2 (en) Apparatus and method for providing overcurrent protection for switch-mode power supplies
US3600664A (en) Overcurrent protection for solid-state voltage regulator
JP6342063B2 (en) Power converter
KR19990067046A (en) AC-DC power
JP2017523761A (en) Voltage balance of power switches connected in series
KR20200030581A (en) AC switch and uninterruptible power supply and pure low compensation device provided with the same
JP6685477B1 (en) Power conversion device and power conversion system
US8207716B2 (en) Useful improvements in the art of 3-phase electronic tap changer commutation device
GB2489262A (en) Testing apparatus for testing a switching valve in an HVDC power converter
US3458796A (en) Soft start circuit for power supply circuits
RU2577190C1 (en) Method of controlling phase-shift device
RU2686012C1 (en) Method of controlling phase-rotation device in case of short-circuit in power transmission line
RU2682852C1 (en) Method of controlling phase-shift device
RU2711587C1 (en) Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation
DE68924185T2 (en) Power control device.
RU154310U1 (en) STEP-BY-STEP SWITCH MANAGEMENT SYSTEM OF A PHASE-TURNING DEVICE SHUNT TRANSFORMER
US7737667B2 (en) 3-phase electronic tap changer commutation and device
RU2727929C1 (en) Control method of output voltage of ac sinusoidal voltage controller
RU2631973C1 (en) Method for controlling phase-shifting device
RU2579529C1 (en) Device for controlling thyristors of bridge circuit of device for testing electric meters
RU2804371C1 (en) Method for regulating sinusoidal voltage on load and device for its implementation
AU2013241675B2 (en) Current generator and method for generating current pulses
RU2609890C2 (en) Method and device for reducing power losses
AU2015365660B2 (en) A circuit for a voltage power optimiser

Legal Events

Date Code Title Description
QB4A Licence on use of patent

Free format text: LICENCE FORMERLY AGREED ON 20201005

Effective date: 20201005