2 @ -фазная преобразовательная система электропитания

 

1. 2т-ФАЗНАИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ, содержащая Трехфазный понижающий трансформатор , первичная Ьбмотка которого соединена с вьюодами для подключения питающей сети, два т-фазных преобразовательных блока, состоящих каждый из тфазного трансформатора с подключенными к его вторичньми обмотками вьтрямительньй«1и мостами, выходы которых соединены с выходными выводами, и компенсирующее усгвройство в виде трехфазного реактора и подключенной к нему трехфазной конденсаторной батареи , включенное между вторичной обмоткой-трехфазного понижающего трансформатора, первым и вторым преобразовательными блоками , о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения, реак.тор компенсирующего устройства выполнен с тремя трехфазными обмотками, а вторичная трехфаз-, нал обмотка понижающего, трансформатора выполнена со схемой соединения Треугсхпьнйк с продолженными началами, и концами фазных обмоток, причём выводы начал фазных обмоток этого трансформатора через первую трехфазную обмотку реактора компенсирующего ,устройстваподключены к первичной обмотке т-фазного трансформатора первого т-фазного преобразовательного блока, выводы концов фазных Ьбмрток через вторую трехфазную o6M6T Of .реактора ,. компенсирующего устройства подключены к первичной обмотке трансформатора второго т-фазного преобразовательного блока, а к третьей, соединенной в звезду, трехфазной обмотке реактора подключена соединенная в звезду трехфазная конденсаторная . батарея. 2. Система электропитания по п. 1, от л и ч ающа яс я тем, что первая трехфазная обмотка реактора компенсирующего устройства соединена по схеме Зигзаг, сдвигающей фазные напряжения на угол эл.град, а вторая трехфазная обмотка этого реактора соединена по схеме Зигзаг, (Л сдвигающей фазные напряжения на угол эл.град. 3. Система электропитания по п. 1 от л и ч ающая с я тем, что первая трехфазная обмотка реактора компенсирующего устройства соединена по схеме треугольник с продоп енны- Ми началами фазных обмоток ,сдвига10- , SP O1 Щей фазные напряжения на эл.грал а вторая обмотка этого реактора со-; единена по схеме треугольник с проч ф долженными концами фазных обмоток, 00 сдвигающей фазные напряжения на л эл. град. 2т 4. Система электропитания по п.1, отличающая с я тем, что, с целью ограничения тока короткого замыкания в т-фазных преобразовательных блоках, вторичная трехфазная обмотка понижающего трансформатора . выполнена расщепленной на две части, причем у одной части продолжены на|Чала фазных обмот.ок, а у другой : концы фазных обморок.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (19) (И) Н 02 М 9/06

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

llO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И.ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3400604/24-07 (22) 26.02 ° 82 (46) .23.05.83. Бюл. Р 19 (72) Ю. И. Хохлов (71) Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (53) 621,314.5(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР ,)1 797020, кл. Н 02 М 7/06, 1978. .2. Авторское свидетельство СССР по .заявке )) 2955656/24-07, кл. Н 02 М 7/12, 1980. (54)(57) 1 2m-ФАЗНАЯ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛ) НОЯ СНСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ., содержащая трехфазный-понижающий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения питающей сети, два m-фаэных преобразовательных блока, состоящих каждый иэ m-фазного трансформатора с подключенными к его вторичными обмотками выпрямительными мостами, выходы которых соединены с выходными выводами, и компенсирующее устройство в виде трехфазного реактора и подключенной к нему трехфазной конденсаторной батареи, включенное между вторичной обмоткбй -трехфазного понижающего трансформатора, первым и вторым преобразовательными блоками, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения, реактор компенсирующего устройства выполнен с тремя трехфазными обмотками, а вторичная трехфаз-, йая обмотка понижающего трансформатора выполнена со схемой соединения

"Треугольник с йродолженйыми началами, и концами фаэных обмоток", причем выводы начал фаэных обмоток этого трансформатора через первую трехфазную обмотку реактора компенсирующего, устройства подключены к первичной обмотке m-фазного трансформатора пер вого в-Фазного преобразовательного блока, выводы концов фазных обмотспс через вторую трехфазную обмотку :ре1 актора,, компенсирующего устройства подключены к первичной обмотке трансформатора второго m-фаэного преобразовательного блока, а к третьей, соединенной в звезду, трехфазной обмотке реактора подключена соединенная в звезду трехфазная конденсаторная . батарея.

2. Система электропитания по п. 1, отличающаяся тем, что первая трехфазная обмотка реактора компенсирующего устройства соединена по схеме "Зигзаг", сдвигающей фазные напряжения на угол 4 ф- эл.град, а м

Ф вторая трехфаэная обмотка этого ре- Щ актора соединена по схеме "Зигзаг", сдвигающей фазные напряжения на угол — эл.град. С3. Система электропитания по и. 1 а у ° Ю отличающаяся тем, что первая трехфазная обмотка реактора компенсирующего устройства соединена по схеме "треугольник с продолженными началами фазных обмоток", сдвигаю- . щей фазные напряжения на + - эл. град:

2m а вторая обмотка этого реактора со-: единена по схеме "треугольник с про-) долженными концами фазных обмоток", сдвигающей Фазные напряжения на — — эл. град.

Jt

2ю

4. Система электропитания по п.1 отличающаяся тем, что, с целью ограничения тока короткого замыкания в а-Фазных преобразовательных блоках, вторичная трехфазная обмотка понижающего трансформатора выполнена расщепленной на две части, причем у одной части продолжены на,,чала фазных обмоток, а у другой:концы фазных обмоток.

10195б8

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может бить использовано для питания мощных потребителей (например, электролизных серий, электропечных установок и др.) как стационарным, так и нестационарным выпрямленным током. Оно может быть использовано и для реверсивного питания. мощных потребителей.

Известна 2m-фаэная (m=12) некомпенсированная преобразовательная система электропитания, содержащая два соединенных по выходу параллельно двенадцатифаэных преобразовательных агрегата, каждый из которых состоит иэ трансформатора с, по крайней мере,15 двумя вторичными трехфазными обмотками, соединенными одна в звезду, а другая в треугольник, к каждой иэ которых подключен выпрямительный мост.

Первичная обмотка трансформатора пер-gp вого агрегата соединена по схеме

"Треугольник с продолженными началами фазных обмоток", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжений на угол +7„5 эл.град. Первичная обмотка трансформатора второго преобразовательного агрегата соединена по схеме

"Треугольник с продолженными концами фазных обмоток", обеспечивающей сдвиг вторичных фазных напряжений на угол

-7,5 эл.град. Данная система имеет хорошие гармонические составы сетевого тока и выпрямленного напряжения, отвечающие двадцатичетырехфазному режиму преобразования (1).

Однако эта система обладает и существенными недостатками, так как требует специальной схемы соединения первичных обмоток трансформаторов у всех преобразовательных агрегатов, входящих в ее состав. Кроме того, 40 она, как и любая некомненсированная система, имеет достаточно низкий коэффициент мощности иэ-за значительного потребления из питающей сети реактивной мощности. А i

НаибоЛее близкой пб технической сущности к изобретению является 2mфазная преобразовательная система электропитания, содержащая трехфазный понижающий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения питающей сети, два я-фазных преобразовательных блока, состоящих каждый из из m-фазного трансформатора с подключенными к его вторичным обмоткам. выпрямительными мостами, выходы которых соединены с выходйыми выводами, и компенсирующее устройство в виде трехфазного реактора и подключенной к нему 60 трехфазной конденсаторной батареи, включенное между вторичной обмоткой трехфазного понижающего трансформа» .тора, первым и вторым преобразовательными блоками (2 J. 65

Недостатком известной системы является сложность конструктивного исполнения, ибо все преобразовательные агрегаты имеют специальную схему соединения первичной обмотки трансформаторов "Треугольник с продолженными сторонами". Кроме того, в системе затруднено осуществляемое обычно регулирование выпрямленного напряжения каждого из преобразовательных агрегатов путем переключения отпаек от первичных обмоток трансформатора, ибо для сохранения.фазности системы необходимо одновременно изменять число витков как в треугольнике первичной обмотки, так и на его продолжениях. К недостаткам системы следует отнести и сложность его реализаций в существующих системах электропитания, так как для этого требуется модерниэация всех преобразовательных трансформаторов, Целью изобретения является упрощение 2m-фазной преобразовательной системы электропитания.

Поставленная цель достигается тем, что в 2m-фазной преобразовательной системе электропитания, содержащей. трехфазный понижающий трансформатор, первичная обмотка которого соединена с выводами для подключения питающей сети, два m-фаэных преобразовательных блока, состоящих каждый иэ m-фазного трансформатора с подключенными к его вторичным обмоткам выпрямительными мостами, выходы которых соединены с выходными выводами, и компенсирующее устройство в виде трехфазного реактора и подключенной к нему. трехфазной конденсаторной батареи, включенное между вторичной обмоткой трехфазного понижающего трансформатора, первым и вторым преобразовательными блоками, реактор компенсирующего устройства выполнен с тремя трехфаэными обмотками, а вторичная трехфаэная обмотка понижающего трансфор матора выполнена со схемой соединения "Треугольник с продолженными HBчалами и концами фазных обмоток, приМ чем выводы начал Фазных обмоток этого трансформатора через первую трехфазную обмотку реактора компенсирующего устройства подключены к первичной обмотке m-фазнаго трансформатора первого m-фазного преобразовательного блока, выводы концов фазных обмоток через вторую трехфазную обмотку реактора компенсирующего устройства подключены к первичной обмотке трансформатора второго m-фазного преобразовательного блока, а к третьей, соединенной в звезду, трехфазной обмотке реактора подключена ссФдиненная в звезду трехфаэная конденсаторная батарея.

С целью устранения в стержнях магнитопровода реактора квмпенсиФ

- -1019568

15 рующего устройства магнитного потока первой гармоники и, следовательно, устранения первой гармоники тока в конденсаторах, первая трехфазная обмотка реактора компенсирующего . устройства соединена либо по схеме

"Зигзаг", либо по схеме-"Треугольник с продолженными началами фазиых., обмоток",- сдвигающими фазные напряжения на + †. эл.град, а вторая

7f

2m 10 аналогичйая обмотка соединена либо по схеме "Зигзаг", либо по схеме "Треугольник с продолженными концами фазных обмоток", сдвигающими .фазные напряжения на — ч — эл.град.

jl

Для ограничения токов короткого замыкания в m-@asarax ггреоарааоаательных блоках вторичная трехфазная обмотка понижающего трансформатора может быть выполнена расщепленной на две части, причем у одной части продолжены начала фазных об« моток, а у другой — концы фазных обмоток.

Выпрямительные мосты m-фазных преобразовательных блоков по отно-шению к нагрузке соединены либо по- . следовательно, либо параллельно.

Выпрямительные мосты выполнены либо реверсивными, либо нереверсивными. ЗО

Все преобразовательные трансформаторы системы -типовые, без специальных схем соединениМ обмоток.

На чертеже представлена принципиальная схема 2m-фазной преобразо- 35 . вательной системы электропитания.

Система содержит понижающий трехфазный трансформатор 1, трехфазное компенсирующее устройство 2, первый

3 и второй 4 m-фазные преобразоватеяь40 ные. блоки.

При работе 2 m-фазной преобразова-. тельной системы электропитания за счет специальной схемы соединения вторичной обмотки трехфазного пони-. жающего трансформатора 1 обеспечивается сдвиг коммутационных процессов во времени второго m-фазного преоб.разовательного блока 4 по отношению к первому m-фазному преобразователь.—

50 ному блоку 3 на угол — эл.град, благодаря чему вся система электропитания работает s режиме 2m-фазио. го преобразования. При включенном компенсирующем устройстве 2 в основных его обмотках, подключенных к блокам 3 и 4, протекают сдвинутые на — эл.град гармоники тока порядка

Jl

Kmii(K - а,, г. ..- .). Поскольку . 60 первая основная обмотка реактора соединена по схеме, сцвигающей фазные напряжения на + - эл.град., X а вторая - по схеме, сдвигающей

I фазййе напряжения на - эл.град, то первые. гармоники магнитного потока в стержнях магнитопровода реактора компенсирующего устройства отсутствуют вследствие равенства нулю на каждом стержне суммарной магнитодвижущей силы первой и второй обмоток по первой гармонике. В стержнях магнитопровода реактора компен- сирующего устройства протекают лишь гармоники потока, отвечающие K - =1, 3, 5, ° так как на каждом стержне суммарная магнитодвижущая сила первой и второй обмоток реактора для укаэанных гармоник не равна нулю. Эти гармоники потока наводят напряжения тех же гармоник в компенсационных обмотках компенсирующего устройства, а следовательно, и на конденсаторах компенсирующего устройства 2. Напряжения на конденсаторах трансформируются в контуры коммутации вентилей блоков 3 и 4 и осущетсвляют их искусственную коммутацию, благодаря чему.вся система работает с высоким коэффициентом мощности. Регулирование выпрямленного напряжения осуществляется обычными преобразовательнйми трансформаторами системы. Дополнительно оно может регулироваться переключением отгаек от первичной обмотки понижающего трансформатора.

При отсутствиии необходимости повышения коэффициента мощности с помощью компенсирующего устройства выводы начал фазных вторичных обмоток понижающего трансформатора подключены непосредственно к входу первого 6-фазного преобразовательного блока, выводы концов фазных обмоток понижающего трансформатора - к входу второго m-фазного .преобразовательного блока.

Технико-экономический эффект от использования предлагаемого изобретения состоит в том, что все преобразовательные трансформаторы системы выполняются упрощенными за счет использования первичных обмоток с обычной схемой соединения (" Звезда" или ",Треугольник" ).

Предлагаемая система легко реализуется на существующих преобразовательных подстанциях,. например, электролиза в цветной меТаллургии и химической промышленности, без реконструкции большого числа преобразовательных трансформаторов. Для ее реализации необходима лишь конструкция вторичной обмотки понижающего трансформатора.

Кроме того:расширяются функциональные возможности системы, ибо появляется воэможность простого регулирования выпрямленного напряжения системы не только за счет пере- °

1019568

В В» / ю

Филиал ППП "Патент", гЪжгород, ул.Проектная,е ключающего устройства понижающего трансФорматора, но и за счет аналогичных устройств на преобразовательных трансФорматорах. За счет регулирования переключающими устройствами преобразовательных трансФорматоров появляется возможность перераспределения и выравнивания выпрямленного тока между выпрямительными агрегатами внутри каждого а-фазного блока.