Регулятор углов отключения вентилей инвертора

Регулятор углов отключения вентилей инвертора

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 03.0180 (21) 2861797/24-07 (S l ) NL

H 02 P 13/18 с присоединением заявкн Йо(23) Прмормтет—

Государственный комитет

СССР но делам изобретений н открытий

Опубликовано 30.0981, Бюллетень N9 3б (53) УДК б21. 31б. .787(088.8) Дата опубликования описания 3 0.09.81 (72) Авторы изобретения

И.Б.Набутовский, А.И.Боярский, A.È.Ñòóïåëü, Ã.È.Öôàñìàé — -и В.И.Юсин

/: ; ., - l

1

1 (71) Эаявитель (54 ) РЕГУЛЯТОР УГЛОВ ОТКЛЮЧЕНИЯ ВЕНТИЛЕИ HHBEPTOPA ч =Ю+(уи).

Изобретение относится к электротехнике. в частности к системам управления инверторными подстанциями электропередач и вставок постоянно5 го тока.

Инверторные подстанции электропередач и вставок постоячного тока в установившихся режимах регулируются обычно на постоянство углов отключения вентилей, что обеспечивает требуемый запас вольтсекундной площади коммутирующего напряжения после отключения вентиля, необходимый для восстановления вентилем запирающей способности в прямом направлении.

Известны регуляторы углов отключения вентилей, осуществляющие поддерживание среднего илк минима тьного из углов отключения вентилей инвертора по принципу обратной связи по рассогласованию между заданным и текущим значениями угла отключения 1 ).

Однако такие регуляторы не надежны.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является регулятор углов отключения вентилей

:;инвертора, содержащий измеритель углов отключения и блок формирования ЗО заданного значения углов отключения, выходы которых подключены к блоку сравнения, к выходу которого подключен усилитель с ограничителем его выходного сигнала. Такие регулятс ры, например,, при пропорционально-интегральном законе регулирования, обеспечивают. поддержание углов отключения вентилей в установившемся режиме с высокой точностью(2).

Однако для всех регуляторов такого типа характерен сущестйенный недостаток, проявляющийся при параллельной работе нескольких инверторов с подобными регуляторами на общие шины переменного тока, заключающийся в повыненном взаимном влияник инверторов.

Как известно, потребляемая инвертором реактивная мощность, пропорциональна величине 1g s in%, где — инвертируемый ток, 4 — угол сдвига между первой гармоникой фазиого тока инвертора и коммутирующим напряжением в соответствуяхцей фазе.

Угол т приближенно выражается через угол Д отключения и угол ф коммутации соотношением

868972

На фиг, приведена предл

Н ф, 1 на предлагаемая активной мощности (макси схема регулятора углов отключения вен-. можный и нв ерт ируемый ток в большинстве практическ тилей инвертора, на фиг. — схема

40 имеется избыток реактивн параллельной работы инверторов на что позволяет поддержива общие шины переменного тока.

Углы отключения вентилей инверто- ключения вентилей инверт ко выме их минимально до значений. Это очень поле входы которого постунаэт сигнал с yg вышения устойчивости раб ров при внешних возмущен трансформатора 4 напряжения, подключенного к шинам перемени

5 п еменного тока обеспечивается больший з инвертора, и с датчиков 6 токов фаз. секундной площади коммут пряжения на н ерв е- от п,яжения на интервале- от ет на блок сравнения, где емой инвертором реактнвн ется из сигнала блока ия углов бтклю- будет минимально иеобход ния заданного значения углов обеспечения требуемого з чения. тации.

Сигнал рассогласования с выхода

За счет избыточного з усилителя 9, с ощ можно прддерживать посто об аз ется в сигнал управления, образуется в с У Р рых переходных процессах ключения, а угол опереже управления вентилями. чения вентилей ф) глов включения вентилей выход- 60 Так как угол р опере ния углов включения вентиле выходотключения связаны ме пом ью какого-либо ог- соотношением Р =о + д ничивается с помощь можно записать в в е раничителя 11.

Второй блок 12 сравнения вхоДами фхpi-(p2). (2.) подключен к блоку 8 формирования-.-.эд- Я

Из этого соотношения очевидно, ч о при нарастании инвертируемого тока, сопровождакхцемся увеличением угла 4 коммутации, и неизменном значении Г угол ч также увеличивается. В результате реактивная мощность изменяется при изменении тока очень резко. Это в свою очередь приводит к существенному изменению амплитуды и фазы напряжений на общих шинах переменного тока за счет падения напряжения на реактансе энергосистем и распространению возмущения на другие инверторы, подключенные к этим шинам. В ряде случаев это может послужить причиной нарушения нормальных 15 коммутаций в других инверторах и серьезному утяжелению аварий вплоть до полного отключения передаваемой инверторами мощности.

Цель изобретения — повышение ус- Щ тойчивости работы инвертора и уменьшение влияния параллельно работающих инверторов.

Указанная цель достигается тем, что регулятор углов отключения вен-.èëåé инвертора снабжен инерционным усилителем, источником постоянного смещения и вторым блоком сравнения, входы которого подключены к блоку формирования заданного значения углов отключения, измерителю углов отключения и источнику постоянного смещения, а выход через .инерционный усилитель — к ограничителю выходного сигнала первого усилителя.

При этом инерционный усилитель вы- З5 полнен в виде интегратора. данного значения углов отключения, измерителю 3 углов отключения и источнику 13 постоянного смещения, а выходом через инерционный усилитель

14 подключен к ограничителю 11 выходного сигнала первого усилителя, причем инерционный усилитель воздействует на ограничитель 11 в сторону изменения уровня ограничения, соответствующую увеличению углов опережения включения вентилей инвертора.

Усилитель 14 может быть выполнен, например, в виде интегратора с большой постоянной времени.

Инверторная подстанция часто снабжается регулятором 15 реактивной мощности, воздействующим, в частности, на величину поддерживаемого угла отключения вентилей. Выходной сигнал этого регулятора может быть также подан на вход блока 12 сравнения.

При параллельной работе инверторов (фиг. 2 ) инверторы 1 и 1 через

/ и свои реактансы коммутации 16 и 16

If подключены к сборным шинам 5, соединенным с источником ЭДС 17 через эквивалентную индуктивность 18 связи.

Для фильтрации высших гармоник тока и напряжения и компенсации реактивной мощности к сборным шинам обычно подключают батарею 19 фильтров и синхронные или статические компенсаторы 20 реактивной мощности.

Максимальная реактивная мощность, которую могут выдавать фильтрокомпенсирующие устройства, выбирается обычно для режима работы инверторов с максимальным потреблением ремально воз). Поэтому их режимов ой мощности, ть углы оторов нескольпустимых зно для посты инвертоиях, так как апас вольтирующего наключения вение потребляой мощности имым для апаса коммуапаса вольтрежимах янным в быстне угол отния вклюжения и угол жду собой выражение (1) 868972

Отсюда следует, что при неизменном значении Pj увеличение угла " коммутации инвертируемого тока приводит к снижению угла Ч сдвига, чем достигается существенное снижение изменения перетока реактивной мощности и определяемого им изменения амплитуды и фазы напряжений на шинах примыкания. . Таким образом, существенно снижается взаимное влияние параллельно ра- 0 ботающих инверторов, т.е. достигается поставленная цель.

В переходных процессах, сопровождающихся снижением углов отключения ниже заданного безопасного. значения, можно снова перейти к поддержанию углов отключения на этом безопасном уровне.

Предлагаемая схема регулятора позволяет реализовать этот алгоритм.

Устройство работает следующим 20 образом.

В установившемся режиме с,избытком реактивной мощности регулятор 15 реактивной мощности выдает сигнал, который вместе с сигналом постоянного смещения суммируется с сигналом заданного значения угла отключения.

Рассогласование между полученным сумматорным сигналом и сигналом измерителя 3 усиливается инерционным усили- З телем 14, выходной сигнал которого увеличивает уровень нижнего ограничения выходного сигнала усилителя 9 до тех пор, пока за счет ограничения выходной сигнал не изменится настолько, что углы отключения вентилей увеличатся до значений, соответствующих отсутствию рассогласования на выходе блока 12 сравнения.

Таким образом, за счет принудительного ограничения выходного сигна- 40 ла усилителя 9 размыкается контур регулирования углов отключения по блоку 7 сравнения и усилителю 9 и образуется новый контур регулирования через блок 12 сравнения и усили- 4 тель 14. При этом инвертор работает с завышенными углами отключения вентилей, определяемыми уровнями постоянного смещения и регулятора реактивной мощности, а вследствие существенной инерционности усилителя 14 в быстрых переходных процессах уровень сигнала и, следовательно, углы f5 опережения будут практически неизменными.

В переходных процессах, сопровождающихся снижением углов отключения ниже значения, задаваемого блоком 8, под воздействием возникающего на выходе блока 7 сравнения рассогласования выходной сигнал усилителя 9 становит- g0 ся выше уровня нижнего ограничения, ограничитель 11 выходит иэ работы и контур регулирования через блок 7 сравнения поддерживает углы отключения вентилей на заданном блоком 8 безопасном уровне. Такой же .режим возникает при появлении сигнала с выхода регулятора реактивной мощности соответствующего по знаку уменьшению углов отключения вентилей и по уровню превышающему сигнал смещения. При отключении регулятор реактивной мощности смещения обеспечивает режим с инерционным изменением угла при величине углов отключения вентилей, несколько превышающей заданное блоком 8 минимально допустимое значение.

Запас по углу отключения может в этом случае регулироваться вручную соответствующим изменением сигнала смещения в зависимости от условий по балансу реактивной мощности, Использование изобретения позволяет уменьшить сбросы мощности ППТ, связанные с возмущениями в приемной энергосистеме и вызванные распространением аварий на параллельно работающие инверторы. Экономический эффект от использования изобретения учитывается по передаче постоянного тока в целом.

Формула изобретения

1. Регулятор углов отключения вентилей инвертора, содержащий измеритель углов отключения и блок формирования заданного значения углов отключения, выходы которых подключены к волоку сравнения, к выходу которого подключен усилитель с ограничителем его выходного сигнала, о тл и ч а ю щ и .й с я тем, что, с целью повышения устойчивости работы инвертора и уменьшения взаимного влияния инверторов при их параллельной работе, он снабжен инерционным усилителем, Источником постоянного смещения и вторым блоком сравнения, входы которого подключЕны к блоку формирования заданного значения углов отключения, измерителю углов отключения.и источнику постоянного смещения, а выход через инерционный усилитель подключен к ограничителю выходного сигнала первого усилителя.

2. Регулятор по п.1, о т л и ч а юшийся тем, что, инерционный усилитель выполнен в виде интегратора.

Источники информации принятые во внимание при экспертизе

1 ° Патент Великобритании 91171953 кл. Н 2 Р, 1967.

2.Foerst Я "Эег ЬозсИчииФеЬ.еде90.84э

fur HGl3atq Abfgstswstevn FTL-А, Н-16у 2/8, 1968.

868972

Составитель О.Наказная

Техред A.A÷ Корректор Н Швыдкая

Редактор 10.Ковач

Заказ 8352/В2 Тираж 733 Подписное

ВНИИПИ Росударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113935, Москва Ж-35, Раузюкая наб., д. 4/5 т

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