Трехфазное устройство для коммутации и ограничения переменного тока

 

684740

Союз Советских

Соцмалистичесиин

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 24.07.74 (21) 2050578/24-07 с присоединением заявки И— (23) Приоритет— (5 I ) M. Кл.

H 03 К 17/56

Гасудэрстввнный нвинтет

СССР вв двлви нзобретвннй н втнритнй

Опубликовано 05.09.79, Бюллетень Мв 33

Дата опубликования описания 15 09.79 (53) УДК621314, .632 (088.8) (72) Авторы изобретения

Л. А. Кучумов и Н. И. Утегулов

Ленинградский политехнический институт им. M. И. Калинина (7I ) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОММУТАЦИИ

И ОГРАНИЧЕНИЯ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

Изобретение относится к электротехнике, а именно к области бесконтактных коммутирующих ycrpoAcra переменного тока.

Известно коммутирующее устройство с естественной коммутацией вентилей, функции токоограничения в которых выполняют реакторы 111.

Недостатком известного устройства является сложность, Известно также устройство для коммутации ю и ограничения переменнсго тока, содержащее управляемый мостовой выпрямитель, нагруженный на реактор 12). В устройстве по условиям ограничения ударных токов короткого замыкания и зашиты полупроводниковых вентилей (тиристо35 ров) от опасных для ннх перегрузок по току при коротком замыкании применяются реакторы, имеющие значительную величину индуктивного сопротивления хр= (0,2-0,5) z„, где z„=

= Офн1, номинальное сопротивление цепи, в рас.

20 сечку фаз которой включено устройство.

Недостатком известного устройства являются большая габаритная мощность, активные потери и большие искажения тока.

Целью изобретения являются повышение надежности и уменьшение искажений тока.

Для этого трехфазное устройство для коммутации н ограничения переменного тока, содержащее в каждой фазе управляемый мостовой выпрямитель, снабжено трехобмоточным трансформатором, каждая обмотка которого подключена к зажимам постоянного тока выпрямителей, токоограничивающим элементом, а трансформатор дополнительно снабжен обмоткой, замкнутой через токоограиичнвающий элемент.

На фиг. 1 и 2 — предлагаемое устройство, принципиальные электрические схемы.

Устройство содержит выпрямители 1 — 3 и трех обмоточный трансформатор 4 (фиг. 1) .

В нормальном симметричном режиме работы устройства (фиг. 1) импульсы управления на вентили выпрямителей 1 — 3 подаются в моменты, появления на них положительного напряжения (диодный режим работы вентилей). За счет тесной электромагнитной связи между обмотками фаз трансформатора 4 и вылрямлеиия переменного тока в каждой фазе с помощью выпрямителей

1 — 3 результирующий поток трансформатора, сцеп684740 и ограничения в качестве шиносоединительного выключателя — ограничителя на подстанциях пеок, ременного тока. яв- Для устранения указанного недостатка на траиз- 5 сформаторе 2 включают дополнительную обмотк ку 5 (см. фиг, 2), замкнутую через токоограничивающий элемент 6. Злемент 6 в нормальном режиме работы схемы имеет близкое к нулю сопротивление, т. е. обмотка 5 является корот.

10 козамкнутой, н пульсации потока трансформатора 4 устраняются. При коротком замыкании в обмотке 5 ньпается нарасти ток, но токоограиичивающий элемент 6 параметрически вводит дополнительное сопротивление в цепь обмотки 5

15 уже на первом полупериоде тока короткого замыкания. Тем самым, практически, исключается влияние короткоэамкнутой обмотки 5 на переходные процессы в устройстве и ток короткого замыкания эффективно ограничивается. и _#_ Таким образом, изобретение снижает габаритную мощность элементов устройства и уменыпает активные потери.

3 ленный с тремя его обмотками, является практи чески постоянным. Следовательно, в нормальном режиме индуктивные сопротивления х;„обмот каждой из фаз трансформатора 4 (i = А, В, С), ляющиеся нагрузками выпрямителей 1, 2, 3 бли ки к величине сопротивления рассеяния обмото трансформатора. В результате мостовые выпрямители работают и режиме, близком к режиму короткого замыкания. Формы токов, протекающих через обмотки трансформатора в этом случае, приближаются к форме тока при двухполупериодиом выпрямлении: i = i /Ыпт/, где /з пг/ модуль синусоиды промьппленной частоты, а пад ние напряжения на зажимах устройства в нормал ном режиме становится несущественным.

Формы токов в вентилях известного устройст ва аналогичны формам тока в тиристорах тирис торного выключателя {пропускание полуволны тока длительностью 0,01 сек, бестоковая пауза

0ÄO1 сек и т. д.) . Среднее значение тока вентиле при этом равно (21н/я.

При возникновении в цепи короткого замыкания ток в одной из обмоток трансформатора за счет электромагнитной связи проходит, через нулевое значение в начале первого полупериода с момента возникновения короткого замьпсаиия, и при блокировании импульсов управления мостовой управляемый выпрямитель в данной фазе отключается, т. е. трехфазное короткое замыкание переходит в двухфазное, при этом, если дан- M ное устройство включено в сеть с изолироваиной нейтралью, обмотки двух фаэ трансформатора включаются последовательно, что приводит к значительному увеличению их индуктивного сопротивления, так как результирующее число вит- З5 ков W, включенных в цепь короткого эамьпсания обмоток, удваивается (х; = — W ) . .После прохода ограниченного по величине тока короткого замыкания через нуль в оставшихся фазах процесс отключения тока короткого замыкания завершается.

3а счет пульсации результирующего потока трансформатора, обусловленной работой. мостовых выпрямителей и некоторой несбалансированностью мд,с. трех обмоток трансформатора, появляются гармонические искажения тока цепи. Последние практически не заметны при работе устройства в целях нагрузок и возрастают при включении трехфазного устройства для коммутации

Формула изобретения

1, Трехфазиое устройство для коммутации и ограничении переменного тока, содержащее в каж« дой фазе управлемый мостовой выпряьппель, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности, оно снабжено трехобмоточпым трансформатором, каждая обмотка которого подключена к зюкимам постоянного тока вьптрямит елей.

2. Трехфаэиое устройство по и. 1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения искаже шй тока, оно снабжено токоограничивающим элементом, трансформатор дополнительио снабжен обмоткой, замкнутой через токоограничивающий элемент.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Кучуьеоя Л. А., Особенности и нерспекгивы применения бесконтактных коммутирующих и токоограиичивающих аппаратов в схемах переменного тока, Труды ЛПИ, "Злектроэнергетика", выл. Р 330, 1973.

2, Авторское свидетельство СССР И 353349, кл. Н 03 К 17/59, 1967.

4 с

Составитель О. Парфенова

Редактор Ю. Челюканов Техред М.Келемещ . Корректор O. илак

Заказ 5306/54 Тираж 1060 . Подписное

БНИИПИ Государственного комитета СССР но делам изобретений и открьпяй

1.13035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4