Вид РИД
Изобретение
Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам коммутации, преобразования и передачи электроэнергии на дальние и сверхдальние расстояния
Известен блок трансформатор-выключатель, в котором применены две трехфазные обмотки с нейтральными и фазными выводами и четыре группы полупроводниковых вентилей, которые соединены последовательно и замкнуты в кольцо, причем нейтральные выводы подключены между группами вентилей в очередности: фаза A, две фазы B, фаза A, две фазы C соответствующих обмоток трансформатора, см. патент RU №2375777, кл. H01H 9/30, 2006.
В таком поставленном под напряжение блоке трансформатор-выключатель работа каждого полупроводникового вентиля отображена в таблице 1.
|
На фиг.1 приведена принципиальная схема блока трансформатор(ы) - выключатель трехфазного тока.
Схема фиг.1 содержит трехфазный трехобмоточный трансформатор 1 с обмотками 2 и 3, имеющими фазные и нейтральные выводы и полупроводниковые вентили 9-12, причем вентили выполнены управляемыми.
Полупроводниковые вентили 9-12 соединены последовательно и замкнуты в кольцо, а между вентилями подсоединены нейтральные выводы трехфазных обмоток 2 и 3 в очередности: фаза A первой и фаза C второй; фаза B первой; фаза C первой и фаза A второй; фаза B второй трехфазных обмоток.
Работа блока трансформатор(ы)-выключатель иллюстрируется таблицей 2 на примере предлагаемой ниже трехфазной электрической сети переменного тока, фиг.2.
В скобках указаны тождественные номера полупроводниковых вентилей предлагаемого блока трансформатор(ы)-выключатель.
Сравнение относительных величин нагрузок полупроводниковых вентилей известного блока трансформатор-выключатель (таблица 1) с нагрузкой полупроводниковых вентилей предлагаемого (таблицы 2 и 3) показывает очевидное преимущество последнего по надежности и экономичности.
Известна электрическая сеть переменного тока, содержащая m-фазные цепи линий электропередачи, подключенной на передающей и приемной стороне к одним выводам разъединителей, трансформаторы с обмотками, имеющими нейтральные и фазные выводы на каждой из этих сторон, в которой применены четыре m-фазные группы диодов, подсоединенных одними концами к нейтральным выводам обмоток трансформатора, а другими - к земле, причем фазные выводы обмоток трансформаторов присоединены к другим выводам разъединителей, диоды с обеих сторон каждой цепи и в обеих цепях с одной стороны включены встречно, а каждый диод с каждой из сторон одной цепи соединен с одним диодом с той же стороны другой цепи через коммутационный аппарат (см. авт. свид. СССР №2375803, кл. H02J 3/00, 1983).
Недостатками такой электрической сети переменного тока являются наличие выключателей с механическими контактами, большее количество полупроводниковых вентилей, высокое обратное напряжение на этих вентилях и их недостаточное использование, что снижает экономичность и надежность электрической сети и усложняет ее схему.
Наиболее близкой к изобретению является электрическая сеть переменного тока, выполненная из трех параллельных линий электропередач, подключенных через разъединители и линейные фазные обмотки нейтральными выводами к общим точкам, соединенных последовательно и замкнутых в кольцо из шести групп управляемых полупроводниковых вентилей на передающей и приемной сторонах, см. патент РФ №2375803, кл. H02J 3/00, бюл.34, 2009.
Такая электрическая сеть переменного тока обладает недостаточной надежностью и экономичностью.
Задачей предлагамого технического решения является устранение указанных недостатков.
Поставленная задача достигается тем, что в электрической сети переменного тока с двумя ЛЭП провода через разъединители подключены к фазным выводам линейных обмоток трансформатора(ов) передающей и приемной сторон, нейтральные выводы вторых фаз линейных обмоток подключены к общим точкам между полупроводниковыми вентилями колец со сдвигом по фазе приемной стороны по отношению к передающей.
На фиг.2 приведена принципиальная схема электрической сети переменного тока, где приняты следующие обозначения: трансформатор 1 передающей стороны с линейными обмотками 2, 3, трансформатор 4 приемной стороны с линейными обмотками 5, 6, разъединители 7, провода 8 ЛЭП и полупродниковые вентили 9-16, причем вентили 9-16 выполнены управляемыми.
Линейные обмотки 2,3 соединены пофазно через разъединители 7 и провода 8 ЛЭП с линейными обмотками 5, 6.
На приемной и передающей стороне по четыре группы полупроводниковых вентилей 9-12 и 13-16 замкнуты в кольцо.
К общим точкам между полупроводниковыми вентилями 9, 10 и 11, 12, на одном диаметре кольца, подключены нейтральные выводы фаз B линейных обмоток 2,3, а к общим точкам между полупроводниковыми вентилями 9, 12 и 10, 11, на другом диаметре кольца, по нейтральному выводу: фазы A обмотки 2, фазы C обмотки 3 и фазы C обмотки 2, фазы A обмотки 3.
К общим точкам между полупроводниковыми вентилями 13, 14 и 15, 16, на одном диаметре кольца подключены: нейтральные выводы фаз C линейных обмоток 5, 6, а к общим точкам между полупроводниковыми вентилями 13, 16 и 14, 15, на другом диаметре кольца, по нейтральному выводу: фазы A обмотки 5, фазы B обмотки 6 и фазы B обмотки 5 и фазы A обмотки 6 соответственно, причем общие точки между группами вентилей 9, 12 и 14, 15 заземлены.
При поставленном под напряжение трансформаторе 1 передающей стороны и полностью открытых вентилях 9-16 электрическая сеть работает в режиме передачи электрической энергии.
В таблице 2 приведен алгоритм работы полупроводниковых вентилей 9-12 передающей стороны электрической сети переменного тока.
|
В таблице 3 приведен алгоритм работы полупроводниковых вентилей 13-16 приемной стороны электрической сети переменного тока.
|
Анализ таблиц 2 и 3 показывает, что каждый вентиль в рабочем режиме пропускает полусинусоиду переменного тока со сдвигом по фазе между конвыми подстанциями в 60 эл. град.
Такая электрическая сеть переменного тока при реальной длине ЛЭП в 1500 км способна, в частности, работать в режиме полуволны.
В таблице 4 приведен алгоритм работы полупроводниковых вентилей 11-16 при полностью закрытых вентилях 9-12.
|
Анализ таблицы 4 показывает, что при закрытых вентилях 9-12 в электрической сети через протекают импульсы тока с амплитудой в продолжительностью в 120 эл. град. с паузой в 240 эл. град., которые дополнительно коммутируются разъединителями 7.
Такое выполнение электрической сети переменного тока повышает ее надежность и экономичность.