SU922970A1

SU922970A1 - Двадцатичетырехфазный преобразовательный агрегат 1

Info

Publication number: SU922970A1
Application number: SU802955656A
Authority: SU
Inventors: Yurij I Khokhlov; Igor L Krasnogortsev; Yakov L Fishler; Lyudmila M Pestryaeva; Isaak A Zborovskij; Yurij F Kulkin; Grigorij B Fridman
Original assignee: Ch Polt I
Priority date: 1980-07-07
Filing date: 1980-07-07
Publication date: 1982-04-23

Description

Изобретение относится к силовой" преобразовательной технике и может быть использовано в любой отрасли народного хозяйства, где требуется как нереверсивное, так и реверсивное преобразование переменного тока в постоянный.

Известен двенадцатифаэный полукомпенсированный преобразователь, содержащий силовой трансформатор, со схемой соединения ο6μοτοκ(Λ(δ)/ΧΎδ ν) (первичная обмотка соединена в звезду с переключением на треугольник, а вторичные обмотки соединены в прямую и обратную звезды, в прямой и обратный треугольники), две пары реверсивных выпрямительных мостов, в каждой из которых с одной стороны мостов включен двухфазный уравнительный реактор, а с другой стороны - трехфазное компенсирующее устройство. Одна пара мостов подключена ко вторичным обмоткам, соединенным в звезды, а дру гая - к вторичным обмоткам, соединен2

ным в треугольники. Данный преобразователь имеет высокий коэффициент мощности и улучшенный по сравнению с симметричным двенадцатифазным преобразователем гармонический состав потребляемого из сети тока. Последнее имеет место за счет одностороннего включения компенсирующих устройств и несимметричного управления [1)

Недостатком данного преобразователя является то, что в установках электротехнологии, осуществляемой на низком напряжении и больших токах (электролиз ряда цветных металлов, процесс графитации, ферросплавное производство и др.), реакторы компенсирующих устройств и ошиновка, их подключающая, рассчитываются на весьма большие токи (десятки тысяч ампер) из-за установки их на вторичной стороне трансформатора. В результате реакторы и ошиновка имеют тяжелую и громоздкую конструкцию, создают значительные потери электрической

³ 922970 4

энергии, ухудшают компоновку преобра- Указанная цель достигается тем,

зователей и увеличивают строительную часть подстанций.

Кроме того, приближение гармонического сосуава сетевого тока к составу двадцатичетырехфазного преобразования имеет место лишь в ограниченном диапазоне тока нагрузки и углов управления тиристоров агрегата.

Наиболее близким к предлагаемому является двадцатичетырехфазный преобразовательный агрегат, содержащий два, соединенных по выходу параллельно, 'двенадцатифазных преобразовательных блока,'каждый из которых состоит из трансформатора с, по крайней мере, двумя вторичными трехфазнымй обмотками, соединенными одна в звезду, а другая в треугольник, к каждой из которых подключен выпрямительный мост, причем первичная обмотка трансформатора первого преобразовательного блока соединена по схеме "треугольник с продолженными сторонами", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжений на угол +7,5 эл,град., а первичная обмотка трансформатора второго преобразовательного блока соединена по схеме "треугольник с продолженными сторонами", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжений на угол -7,5 эл.град.

Данный преобразователь обеспечивает гармонический состав сетевого тока, соответствующий двадцатичетырехфазному режиму выпрямления в любом диапазоне тока нагрузки и углов управления тиристоров Г2 "I.

Однако его 1недостатком1, как у любого некомпенсированного преобразователя, является низкий коэффициент мощности.

Кроме того, из-за различия ошиновки возможна неравномерная загрузка преобразовательных блоков по току. Регулирование выпрямленного напряжения путем изменения коэффициента трансформации преобразовательных трансформаторов затруднено, ибо для сохранения фазности преобразователя требуется одновременное изменение витков у сторон треугольников первичных обмоток, а также их продолжений.

Цель изобретения - повышение коэффициента мощности, а также обеспечение равномерного деления тока между его преобразовательными блоками и ступенчатого регулирования выходного напряжения .

что в двадцатичетырехфазный преобразовательный агрегат, содержащий два соединенных по выходу параллельно

5 двенадцатифазных преобразовательных блока, каждый из которых состоит из трансформатора с, по крайней мере, двумя вторичными трехфазными обмотками, соединенными одна в звезду, а

,0 другая в треугольник, к каждой из которых подключен выпрямительный мост, причем первичная обмотка трансформатора первого преобразовательного блока соединена по схеме "треугольник

,5 .с продолженными сторонами", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напря жений на угол +7,5 эл.град., а первичная обмотка трансформатора второго преобразовательного блока соединена

₂₀ по схеме "треугольник с продолженными сторонами", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжений на угол -7,5 эл.град. введены трехфазный регулировочный трансформатор, конденса25 торы и трехфазный реактор, на магнито проводе которого расположены две трех фазные обмотки, выполненные в каждой фазе с отпайкой, соединенной с соответствующей фазой первичной обмотки

₃₀ трансформатора одного из преобразовательных блоков, причем в каждой фазе конец первой обмотки и начало второй обмотки реактора соединены и их общая точка соединения подключена к соответствующей фазе вторичной обмот³⁵ ки регулировочного трансформатора, первичная обмотка которого подключена к выводам для подключения трехфазного источника переменного напряжения, начало первой обмотки и конец второй обмотки соединены между собой через один из конденсаторов, а число витков от конца первой обмотки до ее отпайки равно числу витков от начала

второй обмотки до ее отпайки.

45

Кроме того, каждая трехфазная обмотка может быть выполнена в виде двух связанных только индуктивно обмоток с числами витков в каждой фазе

⁵⁰ Обмотки с числом витков

соединяются также, как описано выше, а фазные обмотки каждой фазы реактора с числом витков соединяются последовательно и замыкаются на кон55 денсатор.

При ЭТОМ ЧИСЛО ВИТКОВ И Μγ обмоток выбирают в зависимости от соотношения рабочего и номинального напря

922970

жений на конденсаторах. Если рабочее напряжение меньше номинального, выбирают вариант с ·> 1 .

Если рабочее напряжение больше номинального, выбирают вариант с

10

Если рабочее напряжение конденсаторов соответствует их номинальному напряжению, то принимают —* = 1.

Для обеспечения реверсирования тока в нагрузке, каждое вентильное плечо выпрямительных мостов выполнено в виде включенных встречно-параллельно управляемых вентильных групп.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема компенсированного двадцатичетырехфазного нереверсивного преобразовательного агрегата с трехфазным реактором, содержащим отпайки от фазных обмоток; на фиг. 2 - схема подобного реверсивного преобразовательного агрегата с трехфазным реактором, каждая фазная обмотка которого выполнена в виде двух индуктивно связанных обмоток.

Предлагаемый агрегат содержит регулировочный трансформатор 1, два двенадцатифазных преобразовательных блока 2 и 3, состоящих из преобразова тельных трансформаторов 4 и 5 и выпря мительных мостов 6 и 7, трехфазный реактор'8, фазная обмотка 9 которого содержит м_и виток, а фазная обмотка 10 содержит витков, и конденсаторную батарею 11 .

При работе выпрямительных мостов 6 и 7 на первичной стороне каждого из преобразовательных трансформаторов 4 и 5 блоков 2 и 3 протекают токи первой, одиннадцатой, тринадцатой и т.п. гармоник. Эти гармоники протекают и по фазным обмоткам 9 реактора 8. Магнитные потоки одиннадцатой и тринадцатой гармоник в каждом стержне складываются, а в узле магнит ной цепи реактора уничтожаются. Последнее имеет место в силу того, что одиннадцатая и тринадцатая гармоники образуют соответственно симметричные трехфазные системы обратного и прямого следования фаз.

В результате в обмотках 10, а следовательно, и на конденсаторах 11 возникают напряжения одиннадцатой и

»5

20

25

30

35

40

45

50

55

тринадцатой гармоник. Напряжения на конденсаторах, трансформируясь в контуры коммутации.вентилей, обеспечи вают искусственную коммутацию вентилей с опережением против их момента естественного включения. В результате токи вентилей, первичные токи преобразовательных блоков 2 и 3 и результирующий ток на входе регулировочного трансформатора 1 сдвигаются, в сторону опережения. Это и повышает коэффициент мощности преобразователя.

На входе регулировочного трансфор матора имеют место кроме первой лишь двадцать третья, двадцать пятая и более высокие гармоники, что отвечает режиму двадцатичетырехфазного -преобразования. Наличие разделительно—· го реактора в преобразователе жестко делит поровну ток между преобразовательными блоками 2 и 3. Ступенчатое изменение коэффициента трансформации регулировочного трансформатора 1 обеспечивает ступенчатое регулирование выпрямленного напряжения агрегата.

При реверсировании выпрямленного тока в реверсивных выпрямительных мостах поочередно работают прямой и обратный комплекты тиристоров.

Технико-экономический эффект от использования изобретения состоит в следующем:

- на 3-5% повышается коэффициент мощности. Причем последнее имеет место при эффективности использования конденсаторов компенсирующего устройства в десятки раз большей, чем при непосредственном включении их в питающую сеть. Это связано с тем, что напряжения на конденсаторах в предла^ гаемом преобразователе содержат одиннадцатую и тринадцатую гармоники.

Как известно в схемах с искусственной коммутацией эффективность использования конденсаторов с повышением частоты напряжения на них увеличивается;·

- с высокой эффективностью используется и реактор компенсирующего устройства, а ошиновка, подключающая ре-» актор, выполняется слаботочной, ибо компенейрующее устройство выполняется на первичной стороне преобразовательных трансформаторов;

- отпадает необходимость в установке дополнительных средств для деления тока между преобразовательными блоками;

922970 _; 8

- обеспечивается ступенчатое регулирование выпрямленного напряжения известного агрегата.

Claims

Формула изобретения

1. Двадцатичетырехфазный преобразовательный агрегат, содержащий два, соединенных по выходу параллельно, двенадцатифазных преобразовательных блока, каждый из которых состоит из трансформатора с, по крайней мере, двумя вторичными трехфазными обмотками, соединенными одна в звезду, а другая в треугольник, к каждой из которых подключен выпрямительный мост, причем первичная обмотка трансформатора первого преобразовательного блока соединена по схеме "треугольник с продолженными сторонами", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжений на угол..+7,5 эл.град., а первичная обмотка трансформатора второго преобразовательного блока соединена по схеме "треугольник с продолженными сторонами", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжёний на угол -7,5 эл.град., отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента мощности, обеспечения равномерного деления тока между преобразовательными блоками и ступенчатого регулирования выходного напряжения, введены трехфазный регулировочный трансформатор, конденсаторы и трехфазный реактор, на магнитопроводе которого расположены две трехфазные обмотки, выполненные в каждой фазе с отпайкой, соединенной с соответствующей фазой первичной обмотки трансформатора одного из преобразовательных блоков, причем в каждой фазе конец первой обмотки и начало второй обмотки реактора соединены и их общая точка соединения подключена к соответствующей фазе вторичной обмотки регулировочного трансформатора, первичная обмотка которого

подключена к выводам для подключения трехфазного источника переменного напряжения, начало первой обмотки и конец второй обмотки соединены меж₅ ду собой через один из конденсаторов а число витков от конца первой обмотки до ее отпайки равно числу витков от начала второй обмотки до ее отпайки.
2. Агрегат по п. 1, о т л и ч а

Ю ю щ'и й с я тем, что каждая трехфаз

ная обмотка реактора выполнена в виде двух связанных индуктивно обмоток с числами витков в каждой фазе и

причем фазные обмотки каждой фа15 зы реактора с числом витков νι^ соеди йены последовательно и замкнуты на конденсатор.
3. Агрегат по пп. 1 и 2, отличающийся тем, что, с целью

₂₀ повышения рабочего напряжения на

конденсаторах, по сравнению с коммутирующим напряжением, принято —? 1.
4. Агрегат по пп. 1 и 2, о т л. и'чающийся тем, что, с целью

²⁵ уменьшения рабочего напряжения на конденсаторах, по сравнению с коммутирующим напряжением, принято ”1 < 1.

₃₀ 5. Агрегат по пп. ι и 2, отличающийся тем, что, с целью обеспечения рабочего напряжения на конденсаторах, равного коммутирующему напряжению, принято —г = 1.

35 6. Агрегат поп. 1, отличающийся тем, что, с целью обеспечения реверсирования тока в нагрузке, каждое вентильное плечо выпрямительных мостов выполнено в виде

40 включенных встречно-параллельно управляемых вентильных групп.