Устройство для питания контактной сети постоянного тока

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА , содержащее тяговый трансформатор, сетевые обмотки которого имеют выпрямительные и инверторные выводы, трехфазный управляемый реактор, выполненный на дросселях насыщения, неуправляемый трехфазный выпрямительный мост, подключенный к контактной сети через быстродействующий выключатель и разъединители, трехфазный управляемый мостовой инвертор, соединенный с контактной сетью через реакторы, дополнительный быстродействующий выключатель и разъединители, блоки импульснофазового управления трехфазным управляемым мостовым инвертором и трехфазным управляемым реактором, подключенные к их управляющим выводам, отличающееся тем, что, с целью повыщения эффективности и надежности, сетевые обмотки тягового трансформатора соединены в звезду, трехфазный управляемый мостовой инвертор подсоединен к выпрямительным обмоткам тягового трансформатора, а неуправляемый трехфазный выпрямительный мост подключен к выпрямительным выводам обмоток тягового трансформатора через управляемый трехфазный реактор. (Л С71 со 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК за В 60 М 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВйДЕТЕЛЬСТВУ

l5 i тrv, т

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3470044/24-11 (22) 03.06.82 (46) 30.09.84. Бюл. № 36 (72) С. А. Юденко, В. Е. Щербаков и Э. Н. Чухраев (53) 621.33 (088.8) (56) 1. Соколов С. Д., Гуральник Л. Д. и Чаусов О. Т. Полупроводниковые преобразовательные агрегаты тяговых подстанций

М., «Транспорт», 1979, с. 222 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ

КОНТАКТНОЙ СЕТИ ПОСТОЯННОГО ТОКА, содержащее тяговый трансформатор, сетевые обмотки которого имеют выпрямительные и инверторные выводы, трехфазный управляемый реактор, выполненный на дросселях насыщения, неуправляемый трехфазный выпрямительный мост, подключенный к контактной сети через быстродействующий

G„SU„, 1115939 A выключатель и разъединители, трехфазный управляемый мостовой инвертор, соединенный с контактной сетью через реакторы, дополнительный быстродействующий выключатель и разъединители, блоки импульснофазового управления трехфазным управляемым мостовым инвертором и трехфазным управляемым реактором, подключенные к их управляющим выводам, отпичающееся тем, что, с целью повышения эффективности и надежности, сетевые обмотки тягового трансформатора соединены в звезду, трехфазный управляемый мостовой инвертор подсоединен к выпрямительным обмоткам тягового трансформатора, а неуправляемый трехфазный выпрямительный мост подключен к выпрямительным выводам обмоток тягового трансформатора через управляемый трех- З фазный реактор.

1!15939

Изобр(тепие относится к полупроводниковым BhiHpHMHT(ëüíî-инверторным преобразователям и может быть применено преимущественно в качестве преобразовательных агрегатов тяговых подстанций электрических железных дорог постоянного тока.

Известно устройство для питания контактной сети постоянного тока, содержащее тяговый трансформ атор, сетевые обмотки которого имеют выпрямительные и инверторные выводы, трехфазный управляемый реактор, выполненный на дросселях насыщения, неуправляемый трехфазный выпрямительный мост, подключенный к контактной сети через быстродействующий выключатель и разъединители, трехфазный управляемый мостовой инвертор, соединенный с контактной сетью через реакторы, дополнительный быстродействующий выключатель и разъединители, блоки импульсно-фазового управления трехфазным управляемым мостовым инвертором и трехфазным управляемым реактором, подключенные к их управляющим выводам (1).

Однако данное устройство имеет низкие эксплуатационные показатели: циркуляционные токи внутри агрегата, низкие COS u

КПД.

Цель изобретения — повышение эффективности и надежности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем тяговый транс- 3() форматор, сетевые обмотки которого имеют выпрямительные и инверторпые выводы, трехфазный управляемый реактор, выполненный на дросселях насыщения, неуправ.!яемы!> трехфазный вьшрямительный мост, подключенный к контактной сети через быстродействующий выключатель и разьединитсли, трехфазный управляемый мостовой ипвсртор, соединенный с контактной сстьк) через реакторы, дополнительный быстродействук)щий выключатель и разъе.!!пп)тес!и, блоки импульсно-фазового управления трехфазным управляемым мостовым инвертором и трехфазным управляемым реактором, подключенные к их управляк>!ци м выводам. сетевые обмотки тягового трансформатора соединены в звезду, трехфаз!!ый управляемый мостовой инвертор подсоединен к выпрямительным обмоткам тягового трансформатора, а 1!еуправляемый трсхфаз>lый BhllipHмительный мост подключен к выпрямительным выводам обмоток тягового трансформатора чере3 управ)!яе>!ь!и трсхфаз>1ый реактор.

1111 фиг 1 предо (;!взч па принципиальная э.!сктричс(" >я схема устройства; на фиг. 2-—

BIIeèIikI(;а;;,>кт рчстики.

Устройство содержит тя (>I>!>>й "!)(!>:((!!)о1)матор 1, управляемый трехфазный рс(!к; .;!! .!. состоящий из шести дросселсй нысы !гс1,1 я с рабочими обмотками 3 и обмоткой 4 управI(!!ич для I!Одмагничиваннkl п()с ((>>!1!ii!1 i током, трехфазный управляемый мостовой выпрямитель 5, используемый в качестве инвертора, трехфазный мостовой выпрямитель 6, помехозащитный реактор 7, быстродействующий автомат 8 постоянного тока для защиты инвертора от токов короткого замыкания при опрокидывании, быстродействующий автомат 9 постоянного тока для защиты от токов короткого замыкания выпрямителя, шинный разъединитель 1О, сборные шины 11, реактор 12 инвертора, блок 13 для импульсно-фазового управления инверторным мостом с основным параметром управления углом 3, блок 14 источника постоянного тока с основным параметром управления углом с(, позволяющим изменять ток

1 для насыщения реактора 2, и источник 15 энергии.

Устройство работает следую>цим образом.

Сетевая обмотка трансформатора 1 имеет выпрямительные и инверторные выводы.

К источнику 15 энергии трансформатор 1 подключается инверторными выводами, соединенными в звезду. Тем самым на стороне обмотки трансформатора оказывается максимальное напряжение холостог(> хода.

Оно является одним и тем же как для выпрямительного, так и для инверторного режимов.

Ток 1> управления трехфазного реактора 2 подается от блока 14 одновременно на три фазы xpo«ceлей по одному каналу.

Величина тока управления изменяется в пределах 0--1у,)„„при IIB лирования сс!3 блоке 14 соответственно в пределах !80 -0 .

При максимальном угле (х(дроссели реакт(>ра 2 размагничсны, их реактанс больа>ой тем самым обеспечивается режим холостого хода выпрямителя 5, а выпрямитель 6, подключенный непосредственно к вьшрямительным обмоткам трансформатора 1, может быть введен в работу, если при этом от блока !8 будут поданы импульсы управления (опережан)щим углом,>э.

Стабилизация внепгней характеристики инвсртора поддерживается автоматически изменением угла р в пределах 30---60 .

Переход устройства из инвертсрного режима в вьшрямительный осуществляется посредством подмагничивания дросселей насыщения рсактора 2. При уM(- Hüøeнии тока инвертирования до значений, соответствующих; рсрывистому току, угол опережения в блоке 18 автоматически устанавливается равнымр в прс,(елах 0 — -!6". Прп этом Ilpo r k l l3 O- 3 Д С в ы ! р я м и Т е I H 6 (: T H I I O B Yi T (H O O.l b Lkl C I()I напря>ке!!пе ii(> шипах !1. Это соответстiI > (. ò заll,:-!) то 31(с(>(тояни к> Irk>I (IpH 31k(Te;1 я о. ! 11)ll па .hilt HII м 3 м(!>,1!!е нии Hc>llpH)k(e>lllH па Hillli:Bх !! >ол о. ч ол»ке 14 начинает изменяться от зная tiltit !80 в сторону ),3 .BI!I. !

i!(klH H.

lll5939

Фиг. 2

Составитель 3. Кондратенко

Рслактор IO. Ковач Техред И. Верес Корректор В. Синицкая

Заказ 6639, 14 Тираж 656 11одписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР цо делам изобретений,и открытий! 13035, Москва, )К вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород; ул. Проектная, 4

Ток в обмотке 4 управления дросселей реактора увеличивается, дроссели намагничиваются и выпрямитель способен обеспечить режим тяги. Стабилизация внешней характеристики в этом режиме осуществляется автоматически изменением угла cL в блоке 14 в пределах 180 — 0 .

При коротком замыкании на шинах 11 в контур цепи короткого замыкания вводится реактанс рабочих обмоток 3 насыщенных дросселей реактора 2, который существенно увеличивает суммарный реактанс устройства, приведенный к выпрямительной обмотке трансформатора I.

Тем самым значительно уменьшаются токи короткого замыкания на шинах 11.

Для выпрямительного режима стабилизированная характеристика установлена опытным путем. Ограничительная -характеристика инвертора (кривая 5 на фиг. 2) представляет собой зеркальное изображение внешней естественной характеристики выпрямителя (кривая I на фиг. 2) с напряжением U холостого хода, наклон которой определяется эквивалентным сопротивлением Кэи инвертора.

Для горизонтальной характеристики инвертора на уровне напряжения 1)ст (кривая 4 на фиг. 2) угол/ опережения находят из уравнения сов 6 =- cosp, + — " — — ", „1 а.

ГДЕ 18о — НаЧаЛЬНЫй УГОЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИМпульсно-фазового управления инвертора.

Устойчивая параллельная работа выпрямителя 5 и выпрямителя 6 в режиме тяги достигается автоматической установкой минимального значения начального угла фо опережения в блоке 13 при напряжении

Ug„(Ug, автоматической установкой угла

N=0 — 180 в блоке 14 при токах тяги 1А==1g, — 1 „,а, включением импульсов при

1 (1 „и отключением импульсов прн 1 < (1х„, где 11 — ток установки переключения режймов.

Следовательно, взаимосвязь трех признаков: стабилизации напряжения, существенного уменьшения циркуляционных токов и переключения режимов, обусловлена усло15 Виями

Ц, » Ug., 1 у» 1 4, 1 — — 11у.

Устойчивая йараллельная работа выпрямителя и инвертора в режиме инвертирования достигается: мгновенной установкой угла а =180 в блоке 14 при Б,1, » Up, за20 медленной установкой угла р в блоке 13, когда имеют место прерывистые токи 11, =

=1, а Р находится в промежутке p6(p» (11т1„, гдето„=0 — 16,,6,„1„=30, компаУндированием в блоке 13, когда имеют место непрерывные токи инвертирования I „, а )В находится в промежутке/„„„(ф<8,„, где

P >< — — 60, установкой уставки напряжения

14т > Ug, с инвертированием непрерывного тока 1а„в промежутке 1 „- 1, „(11„, где

1 „— предельный ток инвертирования (кри30 вая 6 на фиг. 2).

Применение изобретения позволяет увеличить надежность вследствие уменьшения токов короткого замыкания.