Полупроводниковый преобразователь

 

Обяасть использования: для частотного пуска газотурбинных установок с турбогенератором , турбогенераторов в режиме статического компенсатора, синхронных гидроагрегатов , высоковольтных синхронных электроприводов . Сущность изобретения: преобразователь выполнен в виде трех силовых модулей, каждый из которых включает в себя блок реакторов, блок тиристоров с цепями управления и блок демпфирующих цепей. При этом блоки модуля объединены по горизонтали силовой ошиновкой и системой жидкостного охлаждения и расположены поэтапно друг над другом, образуя три вертикальные секции, причем в одной секции собраны блоки реакторов, в средней - блоки тиристоров, в третьей - блоки демпфирующих цепей. Полюсные шины выве,- дены на вертикальную ошиновку для подсоединения сглаживающего реактора снизу или сверху. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (si)s Н 01 1 25/00, 23/46

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4833657/07 (22) 31.05,90 (46) 07,01.93. Бюл, N 1 (71) Специальное проектно-конструкторское и технологическое бюро по трансформаторам Средневолжского производственного объединения "Трансформатор" (72) В,А.Ярыш (56) Авторское свидетельство СССР

N 959188, кл. Н 01 1 25/02, 1980, Авторское свидетельство СССР

¹ 1492399, кл. Н 01 (25/02, 1987. (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ (57) Обкасть использования: для частотного пуска газотурбинных установок с турбогенератором, турбогенераторов в режиме статиИзобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано для частотного пуска газотурбинных установок с турбогенератором, турбогенераторов в режиме статического компенсатора, синхронных гидроагрегатов ГАЭС и высоковольтных синхронных электроприводов.

Наиболее близким к предлагаемому является полупроводниковый преобразователь, содержащий шкаф, установленные в нем блоки тиристоров, а в другом известном устройстве — реакторы, демпфирующие цепи, охлаждаемые жидкостью и цепи управления тиристорами, Недостатки устройств — громоздкость, заключающаяся том, что использование второй конструкции применительно к первой не позволяет выполнить преобразователь в виде компактного шкафа, так как взаимное расположение элементов конст„„5U„„1786544 А1 ческого компенсатора, синхронных гидроагрегатов, высоковольтных синхронных электроприводов. Сущность изобретения: преобразователь выполнен в виде трех силовых модулей, каждый из которых включает в себя блок реакторов, блок тиристоров с цепями управления и блок демпфирующих цепей. При этом блоки модуля объединены по горизонтали силовой ошиновкой и системой жидкостного охлаждения и расположены поэтапно друг над другом, образуя три вертикальные секции, причем в одной секции собраны блоки реакторов, в средней— блоки тиристоров, в третьей — блоки демпфирующих цепей. Полюсные шины выведены на вертикальную ошиновку для подсоединения сглаживающего реактора снизу или сверху. 4 ил. рукции предопределяет обслуживание, накладку, эксплуатацию преобразователя в конструкциях каркасного типа, которые имеют объемные габаритные показатели в

1,3 раза хуже, чем, в конструкциях шкафного типа, Кроме того, элементы силовых модулей устройства размещены в объеме каркаса горизонтальными я русами, что обуславливает большие габариты преобразователя в плане, а значит многостороннее обслуживание, и поэтому неприемлемо в ограниченном пространстве вентильного зала.

Цель изобретения — повышение компактности устройства.

Эффективность конструкции достигается возможностью создания мощных полупроводниковых преобразователей шкафного типа с высокими энергоемкостными показателями.

1786544

Цель достигается тем, что преобразователь выполнен в виде трех силовых модулей, каждый из которых включает в себя блок реакторов, блок тиристоров с цепями управления и блок демпфирующих цепей, Блоки 5 модуля объединены по горизонтали силовой ошиновкой и системой жидкостного охлаждеййя и-расположены поэтажно друг над дРугом, образуя при этом три вертикальные секции, причем в одной секции со- 10 браны блоки реакторов, в средней — блоки тиристоров, в третьей — блоки демпфирующих цепей. Внешние разноименные полюса блоков тиристоров через крайние внешние реакторы блока реакторов модуля связаны 15 общими полюсными шинами через одноименные крайние реакторы других блоков реакторов секции реакторов с одноименными внешними разнопотенциальными полюсами блоков тиристоров двух других модулей, Внутренние разноименные полюса блоков тиристоров изолированы друг от друга и через другие внутренние реакторы блока реакторов модуля, образуя общий вывод, выведены на клеммы для внешнего подключения модуля, На фиг. 1 изображен преобразователь, план; на фиг. 2 — электрическая схема соединений полупроводникового преобразователя; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1; на фиг, 4— конструкция условного модуля предлагаемого устройства.

Полупроводниковый преобразователь содержит шкаф 1 и установленные в нем блоки тиристоров 2, соединенные с цепями управления 3 тиристорами 2.1...2.8, охлаждаемые жидкостью реакторы 4 и демпфирующие цепи 5, и силовую ошиновку 6, Преобразователь имеет три силовых модуля 7.1 - 7.3, каждый из которых включает в себя блок реакторов 4, блок тиристоров

2 с цепями управления 3 и блок демпфиру.ющих цепей 5. Блоки модуля 7 обьединены по горизонтали силовой ошиновкой 6 и системой жидкостного охлаждения 8 и расположены поэтажно друг над другом, образуя .при этом три вертикальные секции 9 - 11, причем в одной секции, например 9, собраны блоки реакторов 4, в средней секции

10 — блоки тиристоров 2 и в третьей секции

11 — блоки демпфирующих цепей 5, Внешние разноименные полюса 12, 13 блоков тиристоров 2 через крайние внешние 4.1 и

4.4 реакторы блока реакторов 4 модуля 7.1 связаны общими полюсными шинами 14, 15 через одноименные крайние реакторы других блоков реакторов 4 секции реакторов 9 с одноименными внешними разнопотенциальными полюсами 12, 13 блоков тиристоров 2 двух других модулей 7,2 и 7.3.

Внутренние разноименные полюса 16, 17 блоков тиристоров 2 изолированы друг от друга изоляторами 18 и через другие 4,2 и

4.3 реакторы блока реакторов 4 модулей 7.1

- 7,3, образуя общие выводы, выведены на клеммы А, В, С для внешнего подключения модулей 7. Кроме того, преобразователь имеет световоды управления 19, напорные

20 и сливной 21 трубопроводы системы охлаждения 8. В предложенном примере конкретного выполнения преобразователя его полюса 14, 15 выведены вниз под подключения кабеля через кабельный канал вентильного зала.

Преобразователь работает следующим образом.

Являясь составной частью, например, тиристорного пускоостановочного устройства для турбогенераторов полупроводниковый преобразователь может быть использован в качестве выпрямителя и инвертора, выполненных отдельно либо объединенных конструктивно в одном шкафу.

Управление выпрямителем и (или) инвертором осуществляется из шкафа управления, регулирования, защиты и автоматики (ШУРЗА) при помощи цепей управления 3, которые -питаются. от анодного напряжения тиристоров 2, при наличии которого, при помощи световодов 19 от лазерного излучателя, размещенного в ШУРЗА, подаются световые импульсы, формирующие управляющие импульсы для открытия тиристоров

2, Кроме того, при помощи световодов 19 осуществляется контроль работоспособности цепей управления 3 тиристорами

2.1...2.8. Реакторы блока реакторов 4 исключают многократные переходы тока через нуль при включении, а также ограничивают амплитуду и скорость нарастания разрядного тока через тиристоры блока тиристоров 2, а также снижают выбросы напряжения на тиристорах с большим временем включения. Таким образом, при помощи ШУРЗА и питающего напряжения на клеммах А, В, С предлагаемое устройство в выпрямителе преобразует переменный ток в постоянный, а в инверторе — из постоянного в переменный.

Каждый силовой модуль 7 электрически и по охлаждению функционально образуют условную конструкцию. Условную — как не имеющую единые общие для узлов 2, 4, 5 несущие, образующие отдельную конструкцию элементы. При этом каждый узел 2, 4, 5 имеет блочную конструкцию.

Реакторы 4.1 - 4.4 собраны в единый блок 4, тиристоры 2.1...2.8 собраны в блок тиристоров 2, в котором они зажаты между охладителями с циркулирующей в них ох1786544 лаждающей жидкость, а RC-цепи 5 в данном примере конкретного выполнения устройства собраны попарно на четырех панелях для обслуживания восьми тиристоров

2.1. „2.8 блока тиристоров 2 каждого модуля

7.

Система охлаждения модуля работает таким образом, что поток охлаждающей жидкости проходит через все реакторы блока реакторов 4, охладители блока тиристоров 2 и резисторы RC-цепей 5 каждого модуля.

Подключенные питания А, В, С выпрямителя и съем напряжения А, В, C инвертора производится с торцовой стороны шкафа

1.

Обслуживание преобразователя производится со стороны вида Б на фиг. 1.

Формула изобретения

Полупроводниковый преобразователь, . содержащий шкаф и установленные в нем блоки тиристоров, соединенные с цепями управления тиристорами, охлаждаемые жидкостью реакторы и демпфирующие цепи, силовую ошиновку, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью повышения комйакт1 ности, преобразователь выполнен в виде трех силовых модулей, каждый из которых включает в себя блок реакторов, блок тиристоров с цепями управления и блок демпфи5 рующих цепей, блоки модуля объединены по горизонтали силовой ошиновкой и системой жидкостного охлаждения и расположены поэтажно друг над другом, образуя при этом три вертикальные секции, причем в

10 одной секции собраны блоки реакторов, в средней — блоки тиристоров, s третьей— блоки демпфирующих цепей, при этом внешние разноименные полюса блоков тиристоров через крайние внешние реакторы

15 блока реакторов модуля связаны общими полюсными шинами через одноименные крайние реакторы других блоков реакторов секции реакторов с одноименными внешними разнопотенциальными полюсами блоков

20 тиристоров двух других модулей, а внутренние разноименные полюса блоков тиристоров изолированы друг от друга и через другие внутренние реакторы блока реакторов модуля, образуя общий вывод, выведе25 ны на клеммы для внешнего подключения модуля.

1786544

Составитель В. Ярыш

Техред M.Ìîðãåíòàë

Редактор Б. Федотов

Корректор Э. Лончакова

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина 101

Заказ 251 Тираж . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5