SU871309A1 - Устройство зар да емкостного накопител энергии - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технике преобразовани  электрической энергии и может быть использовано дл  зар да емкостных накопителей средней мощности (до 100 кВА) при напр жении накопител  выше 2 кВ и частоте разр да накопит ел  ниже частоты питающей сети .

Известно устройство, состо щее из трансформатора, вторичные обмотки которого через выпр митель подключены к емкостному накопителю, а первичные обмотки первыми выводами подключены к питающей сети, вторыми выводами подключены к плечам выпр мител  на диодах, выход которого замкнут тиристором и схемой искусственной коммутации тиристора, а управл ющие входы тиристора и схемы коммутации подключены к накопителю через блок управлени  l.

Недостатком этого устройства  вл етс  неоптимальное использование трансформатора и сети из-за импульсного характера потребл емых токов. К тому же трансформатор работает в режиме циклического включени  выключени , что дополнительно загружает трансформатор и сеть пусковыми токами.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению  вл етс  устройство зар да емкостного накопител  энергии, содержащее тиристоры , трансформатор, вторичные обмотки которого через неуправл емый выпр митель подключены к емкостному накопителю энергии, и блок управлени , выходом подключенный к управл ющим электродам тиристоров, а входами - к накопителю и питающей сети 2 .

Недостатки устройства:

а)неоптимальное использование питающей сети и трансформатора из-за

импульсного характера токов и большой скважности их, что снижает удельные энергетические характеристики системы первичного питани  и трансформатора (увеличение числа обмоток трансформатора из-за высокого эффективного значени  тока) ;

б)трудность обеспечени  си 1етричного режима индукции, особенно

25 в многофазных схемах, чтобы избежать одностороннего подмагничивани  сердечника трансформатора, дл  уменьшени  вли ни  этого фактора рабоча  индукци  беретс  значительно ниже

Claims (2)

1. 30 ВОЗМОЖНОЙ, т.е. завынаетс  установленна  мощность трансформатора также по этой причинеJ в) пониженна  надежность, т.к. при кратковременном смещении фазы уп равлени  в начале зар да в диапазон .0-90° эл. или при замыкани х (пробо х ) на стороне высокого напр жени  потребл емый ток нарастает быстро , что приводит к повреждению устройства (тиристоров в первую очередь} до срабатывани  защиты. Цель изобретени  состоит в повыше НИИ надежности и удельных энергетиче ких характеристик устройства. Указанна  цель достигаетс  тем, что в устройство зар да емкостного накопител  энергии, содержащее тирис торы, трансформатор, вторичные обмот ки которого через неуправл емый выпр митель подключены к емкостному накопителю энергии и блок управлени , вы ходом, подключенный к управл ющим элект родам тиристоров, а входами - к нако пителю и питающей сети, введены дрос сель . и конденсаторы. При этом тиристоры соединены по двухполупериодной схеме выпр мител , выводы посто  нного тока которой подключены к дро селю, а выводы переменного тока - ко вторым выводам первичных обмоток трансформатора, конденсаторы подключ ны параллельно первичной обмотке каж дой фазы трансформатора. На фиг. 1 дана схема устройства в однолинейном исполнении; на фиг.2 в однофазном исполнений; на фиг.З приведены эпюры токов и напр жений устройства. Первичные обмотки трансформатора зашунтированнне конденсатором 2, подключены первыми выводами к питающей сети 3, а вторыми выводами - к плечам управл емого выпр мител  4, к полюсам которого подключен дроссель 5. Ко вторичной обмотке трансформатора подключены плечи неуправл емого . выпр мител  б, к полюсам которого подключен емкостной накопитель 7. Блок управлени  8 входами по ключен к накопителю 7 и сети 3, а выходом - к тиристорс1М выпр мител  4. Работа устройства на примере однофазной схемы (фиг.2) по сн етс  на фиг. 3, где обозначено: Ufi - напр жение питающей сети 3 и, сигналы управлени  тиристо рами выпр мител  4; и - напр жение на обмотках транс форматора 1, Uj - напр жение на дросселе 5, I - ток выпр мител  б) ij - ток конденсатора; - ток питающей сети 3. В начсше зар да (диапазон 1) фаза сигналов управлени  тиристорами умен шаетс , начина  от 90°эл. Поскольку дроссель 5 поддерживает ток неизменным по величине и направлению, а сет вое напр жение коммутирует тиристоры при подаче на них сигналор управлени , напр жение, токи трансформатора имеют форму, близкую к пр моугольной , с крутыми фронтами и пологой вершиной. В момент коммутации тиристоров первична  обмотка трансформатора переключаетс  на противоположное, по отношению к предьщущему направлению тока, и на обмотках трансформатора возникает напр жение (момент i; показанное пунктиром. Это происходит из-за того, что реальный трансформатор обладает индуктивностью рассе ни  . Подключение конденсатора 2 параллеЛпНО первичной обмотке уменьшает амплитуду перенапр жений за счет увеличени  времени переключени . По мере увеличени  напр жени  на емкостном накопителе энергии 7 блок управлени  8 уменьшает фазу управлени  (диапазон 11) . Теперь напр жение дроссел  5 должно после коммутации преодолевать не только индуктивность рассе ни , зашунтированную конденсатором 2, но и напр жение емкостного накопител  энергии 7, приведенное к первичной обмотке (этим напр жением заперты, диоды выпр мител  6) . По вл етс  пауза в токе накопител  7 (диапазон-ln .-LI, во врем  которого напр жение на дросселе 5, конденсаторе 2 и, значит, на трансформаторе 1, возрастает до напр жени  накопител  7. Искажаетс  вершина импульса тока (индуктивность дроссел  5 - минимально необходима ), т.к. возрастает энерги  дроссел  5, запасаема  и отдаваема  накопителю 7 в течение угла проводимости. В диапазоне 111 при углах управлени , близких к 0°эл., заканчиваетс  зар д накопител  7. Искажение вершины и пауза выходного тока в этом диапазоне максимальны, но входной ток 10, по-прежнему имеет форму , близкую к пр моугольной, благодар  аккумулирующему действию конденсаторов
2. 2. В устройстве происходит эффективное Симметрирование индукции трансформатора даже при значительной несимметрии управлени  тиристорами. При посто нной составл ющей в индукции трансформатора в одни из полупериодов ток трансформатора будет стремитьс  к возрастанию. В этом случае дроссель 5 .будет ограничивать ток в этом полупериоде, а во втором полупериоде прикладывать к обмотке повышенное напр жение, в результате чего происходит симметрирование рабочей петли гистерезиса (если остальные процессы и параметры симметричны по полупериодам) . Так как токи устройства имеют форму/ близкую к пр моугольной (в многофазной системе - ступенчатую) , коэффициент формы тока близок к , и элементы устройства и сети используютс  лучшим образом. В многофазной схеме потребл емый ток при необходимости легко фильтруетс  до синусоидального. При внутренних коротких замыкани х дроссель ограничивает скорость нарастани  аварийного тока, что позвол ет защите отключить устройство без повреждени . Формула изобретени  Устройство зар да емкостного накопител  энергии, содержащее тиристоры , трансформатор, вторичные обмотки которого через неуправл емый выпр  митель подключены к емкостному накопи телю энергии, и блок управлени , выхо дом подключенный к управл ющим электродам тиристоров, а входами - к наког .

   -

   Л7.

   I/J

   т

   т

   171

   1.

   т

   ДГ

   1

   I пителю и питающей сети, о т л и ч аю щ е е с   ,тем, что, с целью повышени  надежности и удельных энергетических характеристик, в него введены дроссель и конденсаторы, при этом тиристоры соединены по двухполупериодной схеме выпр мител , выводы постог  нного тока которой подключены к дросселю, а выводы переменного тока ко вторым выводам первичных обмоток трансформатора, при ( Конденсаторы подключены параллельно первичной обмотке каждой фазы трансформатора . Источники информации,, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 319031, кл. Н 02 Н 7/155, 1971. 2.Схема линейного зар да емкостного накопител , Приборы и техника эксперимента, № 3, 1974, с. 81-82 ( прототип) .

   111,

   Vci l/el

   f

   fff

   5

   A