SU1764093A1 - Device for inductive power storage charging - Google Patents

Abstract

Использование: дл  питани  посто нным током, например, индуктивных накопителей энергии. Сущность изобретени : устройство содержит трехфазный источник переменного тока, три однофазных транс- Форматора с многосекционными вторичными обмотками, пакет токоведущих шин, установленный на крышке бака, многофазный мостовой выпр митель, размещенный в непосредственной близости от трансфорИзобретение относитс  к области электропреобразовательной техники и может быть использовано в преобразовательных устройствах физических и электротехнических испытательных установок дл  питани  посто нным током в 100-500 кА и более, например, индуктивных накопителей энергии . Известно устройство дл  зар да индуктивного накопител  энергии, содержащее матора, сборный токопровод посто нного тока, к выводам которого подключаетс  индуктивна  нагрузка. Первичные обмотки соединены в треугольник. Секции вторичных обмоток электрически изолированы одна от другой и соединены пр мыми и обратными тоховедущими шинами, которые выполнены геометрически подобными, максимально приближенными и собраны в пакет с чередующимис  направлени ми токов, с вводами индивидуальных блоков выпр мител . Каждый блок выпр мител  имеет две выпр мительные  чейки, которые содержат катодную и анодную группы параллельно включенных полупроводниковых вентилей, один ввод переменного и два вывода посто нного тока, расположенных на противоположных концах. Выпр мительные  чейки установлены  русами в продольные вырезы изол ционных направл ющих, прикрепленных к несущей раме, и соединены в блоке по однофазной мостовой схеме, причем центральные  чейки каждой фазы трансформатора выводами присоединены к ближним шинам сборного токопровода. а периферийные  чейки присоединены к дальним токо- ведущим шинам. 3 ил. преобразовательный трансформатор, установленный в баке с крышкой, с магнитопро- водом, анодные и катодные группы мостового выпр мител , соединенный входами с многофазной вторичной обмоткой трансформатора, а выходами - с выходными выводами дл  подключени  индуктивного накопител  энергии, причем первичные и вторичные обмотки трансформатора соединены по схеме звезда-звезда (1). W Ё NJ Os О Ю СО Use: for supplying direct current, for example, inductive energy storage devices. SUMMARY OF THE INVENTION: The device contains a three-phase AC source, three single-phase transformers with multi-section secondary windings, a busbar package mounted on the tank lid, a multi-phase bridge rectifier located in the immediate vicinity of the transformer. The invention is in the field of electrical conversion equipment and can be used converter devices for physical and electrical test installations for DC supply of 100-500 kA and more, for example p, inductive energy storage. A device for charging an inductive energy storage device is known, which contains a mater, a collector conductor of direct current, to the terminals of which an inductive load is connected. The primary windings are connected in a triangle. Secondary winding sections are electrically isolated from one another and connected by straight and reverse driving tires, which are made geometrically similar, as close as possible and assembled into a package with alternating current directions, with inputs of individual rectifier units. Each rectifier unit has two rectifying cells that contain cathode and anode groups of parallel-connected semiconductor valves, one AC input and two DC terminals located at opposite ends. The rectifier cells are installed in longitudinal notches of insulating guides attached to the carrier frame and connected to the unit using a single-phase bridge circuit, with the central cells of each phase of the transformer connected to the near busbars of the busbar. and peripheral cells are connected to long-distance busbars. 3 il. a converter transformer installed in a tank with a lid with a magnetic conductor, anodic and cathodic groups of a bridge rectifier connected by inputs to a multiphase secondary winding of the transformer, and outputs to output terminals for connecting an inductive energy storage device, the primary and secondary windings of the transformer being connected along star-star pattern (1). W N NJ Os O S SO

Description

Существенный недостаток такого устройства заключаетс  в ограниченных испытательных возможност х из-за больших падений напр жени  на фазных шинопро- водах, которые соедин ют вторичные обмотки трансформаторов с мостовым выпр мителем и имеют при схеме соединени  обмоток звезда большое индуктивное сопротивление. Кроме того, при повреждении одного из полупроводниковых вентилей мостового выпр мител  подпитка места короткого замыкани  осуществл етс  от рабочих фаз и, таким образом, создаетс  большой аварийный ток короткого замыкани , что снижает надежность устройства.A significant disadvantage of such a device lies in the limited test capabilities due to the large voltage drops in the phase busbars, which connect the secondary windings of transformers with a bridge rectifier and have a large inductive resistance in the winding connection circuit. In addition, if one of the bridge rectifier semiconductor valves is damaged, the short circuit is recharged from the working phases and, thus, a large emergency short circuit current is created, which reduces the reliability of the device.

Известно также устройство дл  зар да индуктивного накопител  энергии, содержащее трехфазный преобразовательный трансформатор, установленный в баке с крышкой, с общим магнитопроводом, размещенные в непосредственной близости от него три выпр мительных блока, включающие токоведущие шины, на которых расположены параллельно соединенные вентили выпр мительных блоков, соединенных входами со вторичными обмотками трансформатора , а выходами - с выходными выводами дл  подключени  индуктивного накопител  энергии, причем кажда  фазна  вторична  обмотка питает отдельный выпр мительный блок, пр ма  и обратна  шины которого геометрически подобны и максимально сближены на всем прот жении выпр мительного блока (2).It is also known a device for charging an inductive energy storage device comprising a three-phase converter transformer installed in a tank with a lid with a common magnetic circuit, three rectifying units located in the immediate vicinity of it, including current-carrying buses, on which parallel-connected rectifier valves are located, connected by inputs with the secondary windings of the transformer, and outputs with output outputs for connecting an inductive energy storage device, each phase second The coil feeds a separate rectifier unit, the right and reverse busbars of which are geometrically similar and as close as possible throughout the rectification unit (2).

Существенный недостаток этого устройства заключаетс  в том, что при токах зар да 50-100 кА и более в одном выпр мительном бло ке выпр мител  параллельно включаетс  большое количество вентилей (несколько дес тков). Это обсто тельство требует применени  специальных мер защиты от аварийных токов короткого замыкани , что приводит к усложнению конструкции выпр мительных блоков и увеличению их размеров. Значительным недостатком  вл етс  также то, что при трехфазной схеме выпр млени  с общей точкой аварийный ток короткого замыкани  в случае повреждени  одного из вентилей создаетс  всеми фазами трансформатора.A significant disadvantage of this device is that with charging currents of 50-100 kA and more in one rectifier unit, the rectifier in parallel turns on a large number of valves (several tens). This circumstance requires the use of special measures of protection against accidental short-circuit currents, which leads to the complication of the design of the rectifying units and the increase in their size. A significant disadvantage is that with a three-phase rectifying circuit with a common point, an emergency short-circuit current in the event of damage to one of the valves is generated by all phases of the transformer.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению  вл етс  известное устройство дл  зар да индуктивного накопител  энергии, содержащее преобразовательный трансформатор , установленный в баке с крышкой, с параллельно расположенными секци ми вторичной обмотки и магнитопроводом, размещенные в непосредственной близости от него мостовые выпр мительные блоки , включающие токоведущие шины, на которых расположены параллельно соединенные вентили выпр мительных блоков, образующие анодные и катодные группыThe closest to the technical essence of the present invention is a known device for charging an inductive energy storage device, comprising a converter transformer installed in a tank with a lid, with parallel secondary sections and a magnetic core, placed in close proximity to it bridge rectifying blocks, including current-carrying buses, on which parallel-connected valves of rectifying units are located, forming anodic and cathodic groups

выпр мительных мостов, соединенных входами с многофазной вторичной обмоткой трансформатора, а выходами - с выходными выводами дл  подключени  индуктивного накопител  энергии, пр мые и обратныеrectifying bridges connected by inputs to the multiphase secondary winding of a transformer, and outputs to output terminals for connecting an inductive energy storage device, direct and reverse

0 шины, соедин ющие выводы секций вторичной обмотки с вводами мостовых выпр мительных блоков, сборные шины посто нного тока, анодные и катодные группы выпр мительных мостов разнесены в0 busbars connecting the terminals of the secondary winding sections to the inputs of bridge rectifying units, busbars of direct current, anodic and cathodic groups of rectifying bridges are separated in

5 разные выпр мительные  чейки, расположенные с противоположных сторон трансформатора (3).5 different rectifier cells located on opposite sides of the transformer (3).

Недостатком такого устройства  вл ютс  его ограниченные испытательные воз0 можности: во-первых, из-за увеличенного индуктивного сопротивлени  первичных обмоток трансформатора, соединенных по схеме звезда ; во-вторых, из-за больших индуктивных сопротивлений токоведущихThe disadvantage of such a device is its limited test capabilities: firstly, due to the increased inductive resistance of the primary windings of the transformer, connected according to the star circuit; secondly, due to the large inductive resistances of the current-carrying

5 шин, соедин ющих выводы многофазной вторичной обмотки трансформатора с соответствующими вводами анодных и катодных выпр мительных  чеек, магнитные потоки, возникающие при протекании тока5 buses connecting the outputs of the multiphase secondary winding of the transformer with the corresponding inputs of the anodic and cathodic rectifying cells, magnetic fluxes arising during the flow of current

0 одного направлени , которых не компенсируютс , а величины индуктивности которых определ ютс  междуфазным рассто нием. При коэффициентах трансформации 10-20 и более сопротивлени  этих шин составл 5 ют существенную долю суммарного сопро-.0 in one direction, which are not compensated, and the inductances of which are determined by the phase-to-phase distance. With transformation ratios of 10–20 or more, these tires are 5 percent of the total resistance.

тивлени  схемы замещени , что приводит кof the replacement circuit, which leads to

значительному уменьшению рабочего токаsignificant reduction in operating current

зар да индуктивного накопител  энергии.charge inductive energy storage.

Существенным недостатком известногоSignificant disadvantage of the known

0 устройства  вл етс  также наличие электрических св зей между фазами вторичных обмоток , что при повреждении вентил  в одном из плечей выпр мител  вызывает увеличенный аварийный ток короткого за5 мыкани , который создаетс  всеми фазами данного выпр мительного моста. При наличии предохранителей это обсто тельство требует увеличени  номинального тока предохранител , а, следовательно, веса, габа0 рита и т.д. Кроме того, возможно каскадное отключение предохранителей всего плеча выпр мител . При отсутствии предохранителей большой ток короткого замыкани  через поврежденный полупроводниковый0 device is also the presence of electrical connections between the phases of the secondary windings, which, if the valve is damaged in one of the straightener arms, causes an increased emergency short-circuit current, which is generated by all phases of this rectifier bridge. With fuses, this circumstance requires an increase in the rated current of the fuse, and, consequently, weight, size, etc. In addition, it is possible to cascade off the fuses of the entire shoulder rectifier. In the absence of fuses high current short circuit through a damaged semiconductor

5 вентиль может вызвать взрыв этого вентил  и вывести из стро  выпр митель.5 A valve can cause an explosion of this valve and disable the rectifier.

Другим недостатком известного устройства  вл етс  также то, что при повреждении полупроводникового вентил  вывод тс  из работы сразу две одноименные секции питающего трансформатора. Недостатком известного устройства  вл етс  также то, что кажда  выпр ШтелШа   чейка имеет четыре токоведущие шины, два ввода и два вывода. Данное обсто - тельство увеличивает вес, усложн ет конструкцию .Another disadvantage of the known device is that when the semiconductor valve is damaged, two of the same section of the supply transformer are taken out of operation. A disadvantage of the known device is that each cell that is straightened has four busbars, two inputs and two leads. This circumstance increases the weight, complicates the design.

Целью изобретени   вл етс  увеличение тока зар да накопител  путем снижени  индуктивного сопротивлени  рабочему току и повышение надежности работы устройства за счет уменьшени  аварийного тока короткого замыкани .The aim of the invention is to increase the storage current of the storage device by reducing the inductive resistance to the operating current and improving the reliability of the device by reducing the emergency short circuit current.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что в устройстве дл  зар да индуктивного н ако- пител  энергии, содержащем преобразовательный трансформатор, установленный в баке с крышкой, с параллельно расположенными секци ми вторичной обмотки и магни- топроводом,размещенныев This goal is achieved by the fact that in the device for charging inductive on the power supply, containing a converter transformer installed in a tank with a lid, with parallel sections of the secondary winding and a magnetic conductor, are placed

непосредственной близости от него мостовые выпр мительные блоки, включающие токоведущие шины, на которых расположены параллельно соединенные вентили выпр мительных блоков, образующие анодные и катодные группы выпр митель- ных мостов, соединенных входами сТиного- фазнойвторичнойобмоткойin close proximity to it, bridge rectifying blocks, including current-carrying buses, on which parallel-connected gates of rectifying blocks are located, which form anode and cathode groups of rectifier bridges connected by inputs of a Sine Phase secondary winding

трансформатора, а выходами - с выходными выводами дл  подключени  индуктивно- го накопител  энергии, пр мые и обратные шины, соедин ющие выводы секций вторичной обмотки с вводами мостовых выпр мительных блоков, сборные шины посто нного тока, первична  обмотка пита- ющего трансформатора выполнена в виде трех соединенных по схеме треугольника секций, расположенных на трех магнито- прбводах, на каждом из которых расположено одинаковое количество секций вторичной обмотки, причем все секции электрически изолированы друг от друга и соединены кажда  с соответствующим однофазным мостовым выпр мительным блоком , выполненным в виде двух  чеек с анодными и катодными группами вентилей в каждой  чейке и установленными  русами в продольные вырезы вновь введеннУх изол ционных направл ющих, прикрепленных к введенной несущей раме, причем вводы переменного и выводы посто нного тока выполнены на противоположных сторонах  чеек, центральные  чейки каждой фазы трансформатора выводами посто нного тока присоединены к ближней шине сборных шин посто нного тока, причем одноименные  чейки трех фаз трансформатора соеди- нены выводами посто нного тока с одноименными сборными шинами параллельно .transformers, and outputs with output terminals for connecting an inductive energy storage device, forward and reverse busbars connecting the outputs of secondary winding sections with inputs of bridge rectifying units, DC busbars, the primary winding of the power transformer is made in the form of three triangle-connected sections, located on three magneto-leads, each of which has the same number of secondary winding sections, all sections being electrically isolated from each other and connected each with a corresponding single-phase bridge rectifier unit, made in the form of two cells with anodic and cathodic valve groups in each cell and installed rusa in the longitudinal notches of the newly introduced insulating guides attached to the inserted carrier frame, and the inputs of the variable and the outputs of the constant current are made on opposite sides of the cells, the central cells of each phase of the transformer are connected by DC terminals to the nearest bus of DC busbars, the same The terminals of the three phases of the transformer are connected in parallel with the DC terminals with the same name busbars.

Новым в предлагаемом техническом решении  вл ютс : отсутствие электрической св зи М1§жду все ми секци ми вторичных фазных обмоток питающего трансформатора , что позвол ет значительно уменьшить аварийный ток короткого замыкани , а следовательно , повысить надежность работы устройства; кажда  секци  обмотки имеет свою пр мую и обратную токоведущие шины , соедин ющие ее с отдельным выпр мительным блоком, что полностью изолирует данную секцию от вли ни  всех остальных секций; пр ма  и обратна  токоведущие шины каждой секции обмотки выполнены геометрически одинаковыми и максимально приближенными друг к другу, что позвол ет значительно (самое меньшее - в несколько раз) уменьшить их индуктивное сопротивление переменному току при больших коэффициентах трансформации, что, в свою- очередь, увеличивает рабочий ток зар да индуктивного накопител  энергии; пр мые и обратные шины секций собраны в пакет шин с чередующимис  направлени ми токов на крышке бака трансформатора, а за ее пределами разведены по  чейкам выпр мительных блоков, что, во-первых, уменьшает общее индуктивное сопротивление шин, а во-вторых, позвол ет выравнивать сопротивлени  протеканию тока по выпр мительным блокам; каждый выпр мительный блок выполнен в виде двух  чеек, кажда  из которых состоит из анодных и катодных групп параллельно соединенных вентилей и имеет один ввод переменного тока и два вывода посто нного тока, что позвол ет предельно уменьшить габариты и сократить длины то- коведущих шин, т.е. уменьшить сопротивлёнйе рабочему току зар да; кажда  пара выпр мительных  чеек образует однофаз- ную мостовую схему выпр млени , что обес- печивает при повреждении одного из вентилей локализацию аварии в данном блоке, все остальные блоки работают в нормальном режиме;  чейки выпр мительных блоков установлены  русами в продольном вырезе изол ционных направл ющих, прикрепленных к несущей раме, что позвол ет одновременно решить два вопроса - крепление выпр мительных блоков и изолирование блоков друг от друга и от несущей рамы, т.е. дополнительные меры локализации аварии; центральные  чейки каждой фазы трансформатора выводами посто нного тока присоединены к ближней шине сборных шин посто нного тока, а периферийные  чейки - к дальней шине, причем одноименные  чейки трех фаз трансформатора соеди- нены выводами посто нного тока с одноименными шинами сборных шин пааллельно , что позвол ет выравнивать инуктивные сопротивлени  контурной комутации вентилей и, таким образом, пособствует равномерному распределению тока между одновременно коммутирущими выпр мительными блоками.New in the proposed technical solution are: the absence of electrical communication M1g by all sections of the secondary phase windings of the supply transformer, which allows to significantly reduce the emergency short circuit current and, consequently, increase the reliability of the device; each winding section has its own forward and reverse current-carrying busbars connecting it with a separate rectifier unit, which completely isolates this section from the influence of all other sections; The forward and reverse busbars of each winding section are made geometrically identical and as close as possible to each other, which allows significantly (at least several times) to reduce their inductive resistance to alternating current with large transformation ratios, which, in turn, increases operating current of charge of inductive energy storage; the forward and reverse sections busbars are assembled into a busbar package with alternating current directions on the cover of the transformer tank, and beyond it are spread over the cells of the rectifier units, which, firstly, reduces the total inductive resistance of the tires, and secondly, allows equalize the flow resistance of the rectifier units; Each rectifier unit is made in the form of two cells, each of which consists of anodic and cathodic groups of parallel-connected gates and has one AC input and two DC outputs, which allows to reduce the overall dimensions and reduce the lengths of busbars, t . reduce the resistance to the charging current; each pair of rectifier cells forms a single-phase rectifier bridge circuit, which ensures that if one of the valves is damaged, the accident is localized in this unit, all other units work in normal mode; The cells of the rectifying units are installed by Rusa in the longitudinal cut-out of the insulating guides attached to the carrier frame, which allows to solve two problems simultaneously - the fixing of the rectifier blocks and the insulation of the blocks from each other and from the carrier frame additional measures to localize the accident; The central cells of each phase of the transformer are connected to the near bus of the busbars of the direct current by the DC terminals, and the peripheral cells to the far bus, and the cells of the three phases of the transformer of the same name are connected to the buses of the same busbar parallel to align the injective resistances of the contour commutation of the valves and, thus, help to evenly distribute the current between simultaneously switching rectifying units.

На фиг. 1 представлена схема устройства; на фиг. 2 - одна фаза устройства, вид сверху; на фиг, 3 - то же, вид сбоку.FIG. 1 shows a diagram of the device; in fig. 2 - one phase of the device, top view; Fig, 3 - the same, side view.

Устройство дл  зар да индуктивного накопител  энергии содержит трехфазный источник 1 переменного тока, три однофазных понижающих трансформатора 2, 3 и 4 с первичными обмотками 5, 6, 7 и многосекционными вторичными обмотками 8, 9 и 10, пакет 11 токоведущих шмн, многофазный мостовой выпр митель 12 и выводы 13 и 14 дл  подключени  индуктивного накопител  энергии. Первичные обмотки 5, 6, 7 трансформаторов 2, 3, 4 соединены по схеме треугольника , дл  создани  минимального сопротивлени  первичных обмоток протекающего переменного тока от источника 1. Вторичные обмотки 8, 9, 10 выполнены в виде электрически изолированных друг от друга секций 8-1, 8-2..., 8-п, 9-1, 9-2..., 9-п и 10-1, 10-2..., 10-п, Пакет 11 токоведущих шин состоит из пр мых 15,17,19 и обратных 16, 18, 20 токопровод щих шин, которые соедин ют секции вторичных обмоток 8, 9, 10 трансформаторов 2, 3, 4 с соответствующими блоками 21-1,21-2,.., 21-п; 22-1, 22- 2..., 22-п; 23-1. 23-2..., 23-п выпр мител  12. Каждый блок выпр мител  12 выполнен из двух выпр мительных  чеек соответственно 24 и 25, 26 и 27, 28 и 29. Кажда  выпр мительна   чейка 24-29 содержит катодную 30 и анодную 31 группы параллельно включенных полупроводниковых вентилей, один ввод 32 переменного тока и два вывода 33 и 34 посто нного тока. выпол- ненных на противоположных концах  чейки . Выпр мительные  чейки выводами 33 и 34 посто нного тока соединены с чередующимис  шинами положительной и отрицательной пол рност ми сборных шин 35 посто нного тока, подключенных к выводам 13 и 14.A device for charging an inductive energy storage device contains a three-phase AC source 1, three single-phase step-down transformers 2, 3 and 4 with primary windings 5, 6, 7 and multi-section secondary windings 8, 9 and 10, current-carrying current-voltage wmn package 11, multi-phase bridge rectifier 12 and terminals 13 and 14 for connecting an inductive energy storage device. The primary windings 5, 6, 7 of transformers 2, 3, 4 are connected in a triangle pattern to create the minimum resistance of the primary windings of the flowing alternating current from source 1. The secondary windings 8, 9, 10 are made in the form of sections 8-1 electrically isolated from each other , 8-2 ..., 8-p, 9-1, 9-2 ..., 9-p and 10-1, 10-2 ..., 10-p, Package 11 busbars consists of straight lines 15,17,19 and return busbars 16, 18, 20 that connect the sections of the secondary windings 8, 9, 10 of transformers 2, 3, 4 with the corresponding blocks 21-1.21-2, .., 21-p ; 22-1, 22-2 ..., 22-p; 23-1. 23-2 ..., 23-p rectifier 12. Each block of rectifier 12 is made of two rectifier cells, respectively 24 and 25, 26 and 27, 28 and 29. Each rectifier cell 24-29 contains a cathode cell and an anode cell. There are 31 groups of parallel-connected semiconductor valves, one input 32 of alternating current and two outputs 33 and 34 of direct current. performed at opposite ends of the cell. The rectifier cells of the DC terminals 33 and 34 are connected to alternating buses of the positive and negative DC busbars 35, connected to terminals 13 and 14.

Пр мые 15, 17, 19 и обратные 16, 18, 20 токоведущие шины, соедин ющие выводы ai и XI (,2,... п) секций вторичных обмоток, расположенных на крышке 36 бака трансформатора 2 вдоль боковых сторо н, с вводами 32 выпр мительных 24-1 -29-п, выполнены попарно геометрически подобными , максимально приближены друг к другу, собраны в пакет 11 шин с чередующимис  направлени ми токов на крышке 36 бака трансформатора, а за ее пределами разведены по выпр мительным  чейкам.The forward 15, 17, 19 and reverse 16, 18, 20 busbars connecting the ai and XI pins (, 2, ... n) of the secondary winding sections located on the cover 36 of the transformer tank 2 along the side, with the inputs 32 rectifying 24-1 -29-p, are made in pairs geometrically similar, as close as possible to each other, 11 tires are assembled into a package with alternating current directions on the cover 36 of the transformer tank, and outside it are separated by rectifying cells.

Крепление токоведущих шин в пакете 11 осуществл етс  с помощью клиц 37, а на участке разводки по  чейкам - клицами 38 (клицы выполн ютс  из древесного слоистого пластика типа ДСП-Б-Э или стеклотекстолита эпоксидофенольного типа СТЭФ).The busbars in the package 11 are fastened with the aid of the clits 37, and at the cell wiring section by the claws 38 (the clamps are made of DSP-B-E wood laminate or STEF-type epoxy-phenol fiberglass laminate).

Выпр мительные блоки 21-1-23-п размещены в непосредственной близости от трансформаторов 2, 3, 4 по одну сторону отRectification blocks 21-1-23-p are located in the immediate vicinity of transformers 2, 3, 4 on one side of

0 них и  вл ютс  продолжением токоведущих шин пакета 11. Выпр мительные  чейки, например 24-1 и 25-1 блока 21-1, установлены  русами друг на друга в продольные вырезы 39 изол ционных направл ющих 40,0 of them are a continuation of the current-carrying tires of the package 11. Rectifying cells, for example 24-1 and 25-1 of block 21-1, are installed with each other in longitudinal cuts 39 of insulating rails 40,

5 прикрепленных внизу к несущей раме 41 болтами 42, а вверху попарно ст нутых продольными ст жками 43. Одноименные выводы посто нноготЪка выпр мительных  чеек объединены вертикальными шинами 44, ко0 торые соединены со сборными шинами 35 посто нного тока. Такое подключение выпр мительных  чеек образует однофазные мостовые схемы выпр млени  переменного тока секций вторичных обмоток трансфор5 маторов.5 attached to the carrier frame 41 by bolts 42, and at the top pairwise mounted with longitudinal straps 43. The same conclusions of the constant rectifier cells are connected by vertical tires 44, which are connected to the busbars 35 of the direct current. Such a connection of the rectifier cells forms single-phase ac circuits for rectifying the alternating current of the sections of the secondary windings of the transformers.

Центральные  чейки каждого однофазного трансформатора, например блоков 21- 6 и 21-7, вводами 33 и 34 посто нного тока присоединены г ближним шинам сборныхThe central cells of each single-phase transformer, for example, blocks 21-6 and 21-7, are connected by gates 33 and 34 of the direct current to the nearest bus bars

0 шин 35, а периферийные выпр мительные  чейки, например блоков 21-1 и 21-12, при-. соединены к дальним шинам. Одноименные выпр мительные  чейки трех однофазных трансформаторов соединены выводами 33 и0 tires 35, and peripheral rectification cells, for example, blocks 21-1 and 21-12, with-. connected to the far tires. The same-name rectifier cells of the three single-phase transformers are connected by terminals 33 and

5 34 посто нного тока с одноименными шинами сборных шин параллельно. При этом обеспечиваютс  равные индуктивные сопротивлени  контуров коммутации выпр мительных блоков, а следовательно, и5 34 dc with busbars of the same name in parallel. In this case, equal inductive resistances of the switching circuits of the rectifying units are provided, and, consequently,

0 равные углы коммутации блоков в процессе зар да индуктивного накопител  энергии, подключенного к выводам 13 и 14.0 equal angles of commutation of blocks in the process of charging an inductive energy storage device connected to terminals 13 and 14.

Крепление выводов посто нного тока выпр мительных блоков производитс  кли5 цами 45, а сборных шин 35 посто нного тока - клицами 46.The fastening of the DC terminals of the rectifying units is made by wiring 45, and the busbars 35 of direct current - by the clips 46.

Количество секций вторичных обмоток (п) и блоков определ етс  предполагаемым рабочим током установки, конструктивнымиThe number of sections of secondary windings (p) and blocks is determined by the expected operating current of the installation, constructive

0 возможност ми и безопасной величиной аварийного тока короткого замыкани  через полупроводниковый вентиль (опытно установлено , например, что вентили типа В-800 выдерживают ток короткого замыкани 0 possibilities and safe magnitude of the emergency short-circuit current through the semiconductor valve (it is experimentally established, for example, that B-800 valves withstand short-circuit current

5 30 кВ в течение 1 с, а при токе 120 кА взрываютс  через 0.03 с после начала короткого замыкани ).5 30 kV for 1 s, and at a current of 120 kA explode 0.03 s after the start of the short circuit).

Рассто ние между пр мыми 15,17,19 и обратными 16,18,20 токоведущими шинами определ етс  напр жением вторичных обмоток и системой креплени  между собой и к несущим конструкци м. Длина этих шин зависит от конструктивного выполнени  выпр мительных  чеек. Применение выпр мительных  чеек по авт. св. СССР № 1385159 позвол ет до предела сократить длину токо- ведущих шин.The distance between the straight 15,17,19 and the reverse 16,18,20 current-carrying tires is determined by the voltage of the secondary windings and the fastening system between themselves and to the supporting structures. The length of these tires depends on the construction of the rectifier cells. The use of rectification cells according to ed. St. USSR No. 1385159 makes it possible to shorten the length of the busbar tires to the limit.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

После подведени  напр жени  трех- фазного источника 1 переменного тока к первичным обмоткам 5,6,7 в них протекают токи, которые создают в магнитопровода магнитные потоки. В свою очередь переменные магнитные потоки навод т пере- менные токи в секци х вторичных обмоток 8, 9, 10. Ток секции, например 10-п проходит по пр мому токопроводу 19-п, через катодную группу вентилей  чейки 28-п, индуктивный накопитель энергии, подключен- ный к выводам 13 и 14 и возвращаетс  через анодную группу вентилей выпр мительной  чейки 29-п и обратный токопровод 20-п. В случае простого секционировани  вторичных обмоток токи секций одноименных фаз суммируютс  на нагрузке. Токи различных фаз сдвинуты во времени. В результате получаетс  шестифазна  преобразовательна  установка.After applying the voltage of a three-phase AC source 1 to the primary windings 5, 6, 7, currents flow in them, which create magnetic fluxes in the magnetic circuit. In turn, the variable magnetic fluxes induce alternating currents in the secondary winding sections 8, 9, 10. The section current, for example, 10-n, passes through the forward conductor 19-n, through the cathode group of cell valves 28-n, the inductive drive energy connected to pins 13 and 14 and returned through the anode group of the rectifier cells 29-n and the return conductor 20-n. In the case of simple sectioning of the secondary windings, the currents of the sections of the same phase are summed over the load. Currents of different phases are shifted in time. The result is a six-phase converter installation.

Так как пр мой и обратный ток каждой секции вторичной обмотки трансформатора проходит по геометрически подобным и максимально приближенным пут м, в результате чего внешнее магнитное пенсируетс , то преп тствовать изменению тока в контуре будет только магнитное поле между парой проводников, например, между шинами 19-п и 20-п. Величина запасаемой энергии в этом поле мала, поэтому индуктивное сопротивление протеканию переменного тока секции минимально. Следует отметить, что рассто ние между токо- ведущими шинами различных секций вли ет на суммарную величину сопротивлени  пакета 11 шин в значительно меньшей степени (примерно на пор док).Since the forward and reverse current of each section of the secondary winding of the transformer passes through geometrically similar and as close as possible ways, as a result of which the external magnetic is retired, only the magnetic field between the pair of conductors, for example, tires 19, prevents the current in the circuit from changing. p and 20-p. The amount of stored energy in this field is small, so the inductive resistance to the flow of alternating current section is minimal. It should be noted that the distance between the busbars of different sections affects the total resistance value of the tire package 11 to a much lesser degree (by about an order of magnitude).

Различие индуктивных сопротивлений секций вторичных обмоток, возникающее в результате различных длин токоведущих шин секций вторичных обмоток, располага- емых на крышке 36 бака трансформатора, компенсируетс  различи ми индуктивных сопротивлений токоведущих шин на участке разводки по выпр мительным блокам и на участке подключени  выводов 33 и 34 посто-  нного тока выпр мительных  чеек к сборным шинам 35 посто нного тока. Таким образом, сопротивление шин обеспечиваетс  одинаковым дл  всех секций вторичных обмоток, что создает услови  дл  равномерного распределени  тока нагрузки по всем секци м и выпр мительным блокам.The difference in the inductive resistances of the secondary winding sections resulting from the different lengths of the busbars of the secondary windings sections located on the lid 36 of the transformer tank is compensated for by the differences in the inductive resistances of the busbars in the wiring section of the rectifier units and in the connection section of the terminals 33 and 34 - the current of the rectifier cells to the busbars 35 of the direct current. Thus, the tire resistance is provided to be the same for all sections of the secondary windings, which creates conditions for uniform distribution of the load current over all sections and the rectifier units.

Если пренебречь активными сопротивлени ми элементов переменного и посто нного токов, то суммарное фазное сопротивление рабочему току установки, приведенное к напр жению источника питани , равно:If we neglect the active resistances of the elements of alternating and direct currents, then the total phase resistance of the operating current of the installation, reduced to the voltage of the power source, is:

2 Кп , ХщКт + 2 Кп, ХщКт +

Z +Z +

(Хс+Хш)-, ол (Hs + Hsh) -, ol

где Xi - индуктивное сопротивление первичной обмотки трансформатора;where Xi is the inductive resistance of the primary winding of the transformer;

Хс - индуктивное сопротивление секции вторичной обмотки трансформатора;Хс - inductive resistance of the secondary section of the transformer;

Хш-индуктивное сопротивление пр мой и обратной токоведущих шин;HS-inductive resistance of forward and reverse busbar;

Кт - коэффициент трансформации;CT - transformation ratio;

п - количество секций вторичной обмотки трансформатора, имеющие свои выпр мительные блоки;n is the number of sections of the transformer secondary winding, which have their own rectifying units;

Хп - внутреннее индуктивное сопротивление источника питани .Хп - internal inductive resistance of the power source.

Уменьша  индуктивное сопротивление шин и увеличива  количество секций можно существенно увеличить возможности установки .Reducing the inductive resistance of the tires and increasing the number of sections can significantly increase the installation capacity.

В случае повреждени  одного из полупроводниковых вентилей, например, анодной группы 31 выпр мительной  чейки 28-п, ток короткого замыкани  проходит через поврежденный вентиль, анодную группу  чейки 29-п и возвращаетс  в секцию обмотки 10. Протеканию тока короткого замыкани  от других секций через поврежден- ный полупроводниковый вентиль преп тствует катодна  группа вентилей выпр мительной  чейки 28-п. Таким образом короткое замыкание локализуетс , и все остальные выпр мительные блоки продолжают работать в нормальном режиме, т.е. на зар д накопител .If one of the semiconductor valves is damaged, for example, the anode group 31 of the rectifying cell 28-n, the short-circuit current passes through the damaged valve, the anode group of the 29-n cell and returns to the winding section 10. The short-circuit current from the other sections passes through the damaged - The semiconductor valve prevents the cathode valve group of the rectifier cell 28-p. Thus, the short circuit is localized, and all the other rectifying units continue to operate in normal mode, i.e. on charge of the accumulator.

Ток короткого замыкани  ограничиваетс  сопротивлением:The short-circuit current is limited by the resistance:

Хкз Хи|у + ХсКт2+ХшКт2XKZ Hee | y + XcKt2 + HshKt2

при Кт 10 ХКЗЈй1 Кт2(Хс+Хш).at Ct 10 HKZЈy1 Ct 2 (Xc + Xy).

Следовательно, с одной стороны достигаетс  увеличение рабочего тока зар да, а с другой стороны, уменьшение аварийного тока короткого замыкани . Кроме того, в аварийном режиме из стро  выход т толькоConsequently, on the one hand, an increase in the operating charge current is achieved, and on the other hand, a reduction in the emergency short circuit current. In addition, in emergency mode, only

--- часть устройства. Поэтому при --- part of the device. Therefore, when

о Пabout P

достаточно отсоединить поврежденный блок и продолжать работать дальше. Потерю тока в большинстве случаев (когда режим не предельный) можно компенсироватьjust unplug the damaged unit and continue to work on. Loss of current in most cases (when the mode is not the limit) can be compensated

либо увеличением напр жени  источника тока (в качестве которых часто используютс  ударные генераторы типа ТИ 100-2 или другие автономные генераторы аналогичного типа), либо уменьшением индуктивности регулируемых реакторов (1).either by increasing the voltage of the current source (which often uses TI 100-2 type shock generators or other autonomous generators of the same type), or by decreasing the inductance of controlled reactors (1).

Дл  контрол  нормальной работы выпр мительных блоков можно использовать термодатчики, которые устанавливаютс , например, на вводы 32 выпр мительных  чеек, соединенных, например, с пр мыми токоведущими шинами. При коротком замыкании шины нагреваютс  значительно сильнее . В случае превышени  определенного уровн  нагрева подаетс  сигнал на пульт управлени  установкой.чThermal sensors can be used to control the normal operation of the rectifier units, for example, they are installed on the leads 32 of the rectifier cells connected, for example, to direct current busbars. In the event of a short circuit, the tires heat up considerably more. In case of exceeding a certain level of heating, a signal is sent to the installation control panel.

Устройство может быть использовано в испытательных стендах дл  создани  мощных испытательных установок на токи 100- 500 кА и выше, например, дл  испытаний генераторных выключателей, индукционных аппаратов (силовых трансформаторов, реакторов, измерительных трансформаторов ), шинопроводов посто нного тока токами короткого замыкани .The device can be used in test benches for creating high-power test equipment for currents of 100-500 kA and above, for example, for testing generator switches, induction apparatuses (power transformers, reactors, instrument transformers), DC bus circuits by short-circuit currents.

Claims (1)

Формула изобретени Invention Formula Устройство дл  зар да индуктивного накопител  энергии, содержащее преобразовательный трансформатор, установленный в баке с крыщкой, с параллельно расположенными секци ми вторичной обмотки и магнитопроводом, размещенные в непосредственной близости от него мостовые выпр мительные блоки, включающие токоеедущие шины, на которых расположены параллельно соединенные вентили выпр мительных блоков, образующие анодные и катодные группы выпр мительных мостов, соединенных входами с многофазнойвторичной обмоткойA device for charging an inductive energy storage device containing a converter transformer installed in a tank with a lid, with parallel sections of the secondary winding and a magnetic circuit, bridged rectifying blocks located in the immediate vicinity of it, including current-carrying buses, on which parallel-connected rectifier valves are located milling blocks forming anodic and cathodic groups of rectifying bridges connected by inputs with a multi-phase secondary winding трансформатора, а выходами - с выходными выводами дл  подключени  индуктивного накопител  энергии, пр мые и обратные шины, соедин ющие выводы секций вторичной обмотки с вводами мостовых выпр мительных блоков, сборные шины посто нного тока, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  тока зар да накопител  путем снижени  индуктивного сопротивлени  рабочему току и повышени  надежности в работе устройстве за счет уменьшени  аварийного тока короткого замыкани , первична  обмотка питающего трансформатора выполнена в виде трех соединенных в треугольник секций, располо- женйых на трех отдельных магнитопроводах, на каждом из которых расположено одинаковое количество секций вторичной обмотки, причем все секцииtransformers and outputs with output terminals for connecting an inductive energy storage device, forward and reverse buses connecting the outputs of the secondary winding sections to the inputs of bridge rectifying units, DC busbars, in order to increase the charging current the storage device by reducing the inductive resistance to the operating current and increasing the reliability of the device by reducing the emergency short circuit current, the primary winding of the supply transformer is made in the form of three connected a triangle of sections located on three separate magnetic cores, each of which has the same number of sections of the secondary winding, and all sections электрически изолированы одна от другой и соединены кажда  с соответствующим однофазным мостовым выпр мительным блоком , выполненным в виде двух  чеек с анодными и катодными группами вентилейelectrically isolated from each other and connected to each corresponding single-phase bridge rectifier unit made in the form of two cells with anodic and cathodic groups of valves в каждой  чейке и установленными  русами в продольные вырезы введенных изол ционных направл ющих, прикрепленных к введенной несущей раме, причем вводы переменного и выводы посто нного тока выполнены на противоположных сторонах  чеек, центральные  чейки каждой фазы трансформатора выводами посто нного тока присоединены к ближним сборным шинам посто нного тока, а периферийныеin each cell and installed rusy in the longitudinal cuts of the inserted insulating guides attached to the inserted carrier frame, the AC inputs and the DC outputs are made on opposite sides of the cells, the central cells of each phase of the transformer are connected to the DC busbars current and peripheral  чейки присоединены к дальним сборным шинам посто нного тока, причем одноименные  чейки трех фаз трансформатора соеди- нены выводами посто нного тока с одноименными сборными шинами параллельно .The cells are connected to long-distance busbars of direct current, the same cells of the three phases of the transformer are connected in parallel with the terminals of the same current to the buses of the same name.