Преобразовательный агрегат

 

1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ АГРЕГАТ , содержащий шкаф, в котором размещены преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из коммутационной аппаратуры, к которой подключена первичная обмотка силового трансформатора, к вторичной обмотке которого подключен вентильный блок с соответствукщим подключением к нему блока автомати-. ческого управления и блока защиты, причем к выходу вентильного блока подключен сглаживающий LC -фильтр, образованный реакторами и секциями конденсаторной батареи, и силовые токопроводы, оТличающийс я тем, что, с цепью снижения уровня пульсаций напряжений на выg ходных вьюрдах преобразовательного агрегата при разнесенных по шкафу (Л конденсаторных секциях, силовые токопроводы снабжены петлеобразными отводами, каждый из которых подключен к соответствующей секции конденсаторной батареи. со 00 4

ССМОЭ COBETCHHX

СО0}МЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСА ЛИК

4 А (19) (И) 3(д) Н 02 М 1/14 Н 02 М 9/06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ,, О А КООЪ»

1 к asccscíÎsas csssk ° llbctsv

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР пО дКЛАм иэОБРетений и ОтнРытий (21) 3577574/24-07 (22) 15.04.83 (46} 07.07.84. Бюл. Н- 25 (72) А.)0. Романовский, С.Г. Воропаев и В.Н. Филатов (71) Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт силовой полупроводниковой техники Завода "Электровыпрямитель" (53) 621.314.5 (088.8) (56) 1. Сглаживающие фильтры. Сборник статей АН Эстонской ССР. Под ред. П.И. Тамкиви. Таллин, 1973, с. 150.

2. Авторское свидетельство СССР

)) 720633, кл. M 02 М 1/14, 1973.

l (54)(57) 1. ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ АГРЕlAT, содержащий шкаф, в котором размещены преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из коммутационной аппаратуры, к которой подключена первичная обмотка силового трансформатора, к вторичной обмотке которого подключен вентильный блок с соответствующим подключением к нему блока автоматического управления и блока защиты, причем к выходу вентильного блока подключен сглаживающий .С -фильтр, образованный реакторами и секциями конденсаторной батареи, и силовые токопроводы, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью снижения уровня пульсаций напряжений на выходных выводах. преобразовательного агрегата при разнесенных по шкафу конденсаторных секциях, силовые токопроводы снабжены петлеобразными отводами, каждый из которых подключен к соответствующей секции конденсаторной батареи.

11

2. Агрегат по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что при выполнении . конденсаторных секций с собственными сборными шинами каждая из сборных шин включена в рассечку соответствующего петлеобразного отвода силового токопровода.

01984

3. Агрегат по пп.1 и 2,о т л ич а ю шийся тем, что,в качестве выходных выводов преобразовательного агрегата использованы сборные шины последней конденсаторной секции, размещенной в непосредственной близости к выходным зажимам. (1) и (2).

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике и может найти применение при конструктивной реализации сильноточных преобразователей переменного напряжения в пос-. тоянное со сглаживающим 1.1 -фильтром на выходе.

Известны преобразовательные агрегаты переменного напряжения в постоянное, содержащие коммутационную аппаратуру, силовой трансформатор, вентильный блок, блок автоматического управления и защиты и сглажи" вающий фильтр, которые отличаются конкретными схемами реализации трансформаторно-вентильного преобразователя переменного напряжения в постоянное и сглаживающего фильтра

Наиболее универсальным и широко применяемым является Г«образный

1,С-сглаживающий фильтр. Поскольку емкость конденсаторной батареи определяется допустимым уровнем пульсации выходного напряжения, величиной выходных токов и напряжений, диапазоном фазового регулирования вентилького блока и т.д., установленная мощность конденсаторной батареи мо" жет достигать десятков, килоджоулей, ° что при конструктивной реализации конденсаторной батареи выливается в необходимость использования в батарее нескольких тысяч злектролитичес ких конденсаторов, которые приходится соединять вначале в отдельные секции, размещать как менее ответственные элементы порознь в свободных местах шкафа и подключать их к сборным силовым шинопроводам агрегата с помощью дополнительных токоподводов.

При выходных токах в несколько тысяч ампер индуктивность дополнительных токоподводов начинает оказывать искажающее влияние на уровень пульсации выходного напряжения, поскольку указанные конденсаторные секции вместе с собственной индуктивностью токоподводов будут представлять собой параллельные Ы -звенья фильтра, настроенные на частоты,отличные от канонических гармоник выпрямленного напряжения.

Искусственное доведение их частот до резонансных каноническим гар15 моникам в целом ряде случаев нецелесообразно, поскольку требует уста,новки дополнительного реакторного оборудования. Кроме того, конденсаторы имеют допустимый паспортный

20 (вероятностный) разброс емкости от номинала до 20Х и температурный уход до 50-80Х при широком диапазоне допустимой рабочей температуры окружающей среды.

25 Следовательно, недостатком преобразовательных агрегатов с секцио,нированной конденсаторной батареей

LC-фильтра является неэффективное использование оборудования и пониженный

30 уровень пульсации выходного напряжения.

Наиболее близким к изобретению является преобразовательный агрегат, содержащий шкаф, в котором размещены преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий из коммутационной аппаратуры, к которой подключена первичная обмотка силового трансформатора, к вторичной обмотке которого подключен вентильный блок с соответствующим подключением к нему блока автоматического управления и блока защиты, причем к

3 11019 выходу вентильного блока подключен сглаживающий t,С -фильтр, образованный реакторами и секциями конденсаторной батареи, и силовые токопроводы. S

В связи с наличием требований повышения плотности заполнения шкафа с целью обеспечения минимума габаритов, соблюдения унифицированных (гостированных) размеров, размещения обору- 10 дования с обеспечением механической устойчивости, соблюдением температурного режима конденсаторные секции разнесены между собой и размещены отдельно от сглаживающих реакторов. и выходных зажимов агрегата, которые находятся внизу шкафа агрегата (23 .

Конденсаторные секции подключены к силовым шинопроводам агрегата с помощью токоподводящих проводов 20 рассчитанных только на ток секций конденсаторов, индуктивность которых оказывает искажающее влияние на выходное. напряжение агрегата и приходится дополнительно увеличивать 35 (по сравнению с расчетной) емкость конденсаторной батареи.

Таким образом, недостатком известного агрегата является искажающее влияние собственной индуктивности 30 токоподводящих проводов секций конденсаторной батареи, приводящей к повышению уровня пульсации выходного напряжения и к необходимости устаНоВКН дополнительной конденсаторной q 35 секции, что увеличивает габариты агрегата.

Цель изобретения — снижение уровня пульсаций нА выходных выводах преобразовательного агрегата при 40 разнесенных по шкафу конденсаторных

О секциях.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразовательном агрегате, содержащем шкаф, в котором размещены преобразователь переменного напряжения в постоянное, состоящий иэ коммутационной аппаратуры, к которой подключена первичная обмотка силового трансформатора, к вторичной 50 обмотке которого подключен вентильный блок с соответствующим подключением к нему блока автоматического управления и блока защиты, причем к выходу вентильного блока подключен SS сглаживающий LC -фильтр, образованный реакторами и секциями конденсатор ой батареи, и силовые токопроводы, 84 4 последние снабжены петлеобраэными отводами, каждый из которых подключен к соответствующей. секции конденсаторной батареи.

При выполнении конденсаторных секций с собственными сборными шинами каждая из сборных шин включена в рассечку соответствующего петлеобразного отвода силового токопровода.

Кроме того, в качестве выходных выводов преобразовательного агрегата использованы сборные шины последней конденсаторной секции, размещенной в непосредственной близости к выходным зажимам.

На фиг. 1 и 2 приведены блок-.схемы подключения основного силового оборущжания в шкафу преобразовательного агрегата.

Преббраэовательнйй агрегат содержит -коммутирующее устройство силовой трансформатор 2, вентильный блок 3, бпок 4 автоматического управления и защиты, сглаживающие реакторы 5 и 6, еекции 7-9 конденсаторной батареи, силовые шинопроводы 10.

Силовой трансформатор 2 с вентильным блоком 3 и блоком 4 автоматического управления и защиты образуют собственно преобразователь переменного напряжения в постоянное, на выходе которого установлен сглаживающий ЬС -фильтр, образованный реакторами 5 и 6 и конденсаторными секциями 7-9.

С учетом конкретных требований все силовое оборудование преобразовательного агрегата размещено в его ,шкафу определенным образом. Входные и выходные клеммы преобразователя размещены внизу шкафа, трансформатор

2 с реакторами 5 и 6 - на нижней раме каркаса шкафа, исходя иэ обеспечения требований устойчивости.Вен;тильный блок 3 и блок 4 автоматического управления и защиты находятся в нижней части шкафа как наиболее критичные к перегреву блоки. Все остальное оборудование, включая,коммутирующее устройство 1 и конденсаторные секции 7-9 разнесены, исходя as оставшегося свободного объема шкафа.

Силовой токопровод 10 в цепи постоянного тока преобразовательного агрегата снабжен петлеобразными отводами, к которым подсоединены разне1101984 сенные конденсаторные секции 7-9 (фиг ° 1).

Собственная индуктивность петлеобразных отводов силового токопровода 10 представляет собой дополнительную индуктивность, включенную не в цепь конденсаторной секции (представляющей собой часть параллельного емкостного звена LC -фильтра), а последовательно со сглаживающими реакторами 5 и 6 фильтра, увеличивая дополнительно их собственную индуктивность и способствуя повышению эффективности сглаживания выпрямленного тока фильтром.

Поскольку собственной индуктивностью электролитических конденсаторов можно пренебречь, конденсаторные секции 7-9 представляют собой чисто емкостные звенья, обеспечивая пропускание всего диапазона высокочастотных составляющих выходного тока преобразователя. Следовательно, они не приводят к дополнительному искажающему влиянию на уровень пульсации выходного тока и напряжения.

Каждая конденсаторная секция

7-9 представляет собой набор параллельно соединенных " -конденсаторов (десятки-сотни штук). Их параллельное соединение между собой при И >) 1 всегда обеспечивается с помощью собственных сборных шин, собственная индуктивность которых оказывается много большей собственной индуктивности самих электролитических конденсаторов, тем более, что сборные шины могут иметь сложную конфигурацию. Для исключения собственной индуктивности сборных шин из цепи параллельных конденсаторных секций сборные шинопроводы включают в рассечку петлеобразных отводов силового токопровода преобразовательного агрегата. Тем самым их индуктивность оказывается последовательно включенной с индуктивностью сглаживающих реакторови оказывает снижающее, а не искажающее, влияние на уровень пульсации выпрямленного выходного напряжения преобразователя (фиг.2).

Поскольку уровень пульсации выходного напряжения преобразователя замеряется непосредственно на его выходных зажимах, целесообразно

10 последнюю секцию конденсаторной

1 батареи располагать поближе к ним и испольэовать в качестве токоподводящих к ним шин сборные шины конденсаторной секции батареи.

15 Положительный эффект изобретения определяется исключением паразитных индуктивностей из цепи параллельного емкостного звена сглаживающего . С-фильтра агрегата, а также включе20 нием дополнительных индуктивностей в последовательную индуктивную цепь сглаживающего t C-фильтра.

В известных преобразовательных

25 агрегатах конденсаторные секции сглаживающего 4С -фильтра параллелят между собой и подсоединяют к силовым токоведущим шинам преобразователя с помощью собственных токоподводящих проводов, принимая во внимание только конструктивные факторы: значительно меньшее сечение собственных токоподводящих проводов, упрощение внутренней ошиновки преобразовательного 5 агрегата. При этом эа счет того, что собственная (паразитная) индуктивность конденсаторной батареи оказывается соизмеримой даже с индуктивностью сглаживающего реактора, уро40 Вень пульсации выходного напряжения возрастает в 1,3-1,5 раза по сравнению с расчетным и приходится закладывать заведомо большую емкость конденсаторной батареи (соответственно

45 на 30-50X), что приводит к дополнительному усложнению и увеличению массогабаритных и стоимостных показателей агрегата.

1101984

ВНИИПИ Заказ 4779/41 Тираж бб7 Подписное

Филиал IIIIO "Цатемт",, г.Ужгород, ул.Проектная, 4