Схемы инверторов, применяемых на тяговых подстанциях

Для приема избыточной энергии при рекуперативном торможении элект- роподвижного состава в системе электроснабжения применяют шестипульсовые нулевую и мостовую схемы, а также двенадцатипульсовую двухмостовую схему последовательного типа. На начальном этапе применения инвертирования на тяговых подстанциях применялись ртутные выпрямительно-инверторные агрегаты, которые использовались в выпрямительном и инверторном режимах. Для перевода из выпрямительного в инверторный режим и обратно использовались контактные аппараты для переключения числа витков вторичной обмотки и быстродействующие выключатели для изменения полярности присоединения к сборным шинам постоянного тока (рис. 12.11).

В выпрямительном режиме замкнуты контакты 1 и 3, а в инверторном — 2 и 4. Недостатком такой схемы является низкая надеж-

+ -

Схема ртутного выпрямительно-инверторного преобразователя с контактными переключающими аппаратами ность коммутационной аппаратуры

Рис. 12.11. Схема ртутного выпрямительно-инверторного преобразователя с контактными переключающими аппаратами ность коммутационной аппаратуры. Такую схему не стали применять при переходе к тиристорным выпрямительно-инверторным преобразователям (ВИП). Было применено тиристорное переключение числа витков вторичной обмотки, например, тиристорный выпрямительно-инверторный преобразователь ВИПЭ-1, выполненный по трехфазной нулевой схеме (рис. 12.12). Переключение числа витков вторичной обмотки трансформатора при смене режимов осуществляется тиристорами. Для этого в каждом плече схемы имеются три группы тиристоров: общая VS1—VS6, выпрямительная 1 и инверторная 2. Общее число тиристоров в преобразователе 900. В режиме выпрямления включены тиристоры общей и выпрямительной, а в режиме инвертирования — общей и инверторной групп.

Схема преобразователя ВИПЭ-1

Рис. 12.12. Схема преобразователя ВИПЭ-1:

Т — преобразовательный трансформатор типа ТДРУ-20000/10И; VSI—VS6 — тиристоры ТЛ150-8 (а = 6, s = 6) общей группы; 1 — тиристоры ТЛ150-8 = 6, 5=6) инверторной группы; Ьн дроссели насыщения ограничения скорости нарастания тока тиристоров; 4—7 — быстродействующие выключатели; 3 — реакторы помехозащитные РОСВ-2000; LH реактор инверторный РБФАУ- 6500/3250; FUI — разрядник анодного типа РВК-3; FU1 — разрядник цепи постоянного тока РВВК-3

Переключение на шины постоянного тока осуществляется быстродействующими выключателями 4—7. Переключение режимов происходит по сигналам датчиков напряжения постоянного тока и датчиков тока вторичной обмотки трансформатора.

Преобразователь ВИПЭ-1 — внутренней установки с принудительным охлаждением. Этот преобразователь имеет ряд недостатков, связанных с применением нулевой схемы и многоэлементнос- тью тиристорной схемы.

Вместо ВИПЭ-1 был разработан выпрямительно-инверторный преобразователь ВИПЭ-2УЗ по трехфазной мостовой схеме (рис. 12.13), который имеет отдельные мостовые схемы выпрямите -

Схема преобразователя ВИПЭ-2

Рис. 12.13. Схема преобразователя ВИПЭ-2:

Т — преобразовательный трансформатор типа ТДП-12500/10Ж; UV1 {VD — VD6) — шкаф диодов ВЛ2-200-8 = 10, s = 9); UV2 (VT—VTS) — шкафы тиристоров ТД320В-12 = 6, s = 10); LI — помехозащитный реактор РООВ-2000; L2 — реактор инверторный сглаживающий РБФАУ-6500/3250; QF — выключатель на напряжение 10 кВ; QF2 — быстродействующие выключатели АБ 2/4; QF3 — быстродействующий выключатель; QS, QS2 — разъединители; FU — разрядник напряжением 10 кВ; FU2, FU3 — разрядники РВК-3,3; RC — шкаф /?С-цепей с предохранителями; ШУ — шкаф управления; ДН — датчик напряжения; ДПР — датчик переключения; ТН — трансформатор напряжения;

ТТ — трансформатор тока ля на диодах ВЛ2-200-8 (всего 540) и схемы инвертора на тиристорах ТД 320-12 (всего 360). Каждый из мостов подключается к соответствующим выводам вторичной обмотки трансформатора с отпайками. Это исключает необходимость переключений при смене режимов. При смене режимов могут переключаться только быстродействующие выключатели. Схема автоматического регулирования (САР) преобразователя позволяет осуществлять компаундирование инвертора, обеспечивая получение заданных внешних характеристик.

Дальнейшим развитием инверторов для тяговых подстанций явилось использование полностью управляемых выпрямителей по двухмостовой двенадцатипульсовой схеме последовательного типа, например, выпрямительно-инверторного преобразователя, собранного на основе тиристорной секции (СТП) и серийного выпрямителя ТПЕД-315-3,3 (рис. 12.14). Тиристорная секция представляет собой

Схема выпрямительно-инверторного преобразователя на основе унифицированных тиристорных секций СТП

Рис. 12.14. Схема выпрямительно-инверторного преобразователя на основе унифицированных тиристорных секций СТП:

Т — преобразовательный трансформатор ТРДП-20000/10ИУ1; QF — выключатель ВКЭ-10-20-1000-УЗ; ТТ — трансформаторы тока ТЛМ-10-1УЗ, 800/5; UV — выпрямитель ТПЕД-3150-З,3к-У1; UV2 — инвертор И-ПТП-2,4к-4к-3/ 12-УЗ; FU, FU1 — разрядники РВКУ-1,65; LH — реактор сглаживающий РВФА-У; QF1, QF3 — быстродействующие выключатели ВАБ 43; QS, QS1 — разъединители

Схема выпрямительно-инверторного преобразователя В-ПТЕ-3,32к- 4,0к-12-УЗ для тяговых подстанций с одинарной трансформацией

Рис. 12.15. Схема выпрямительно-инверторного преобразователя В-ПТЕ-3,32к- 4,0к-12-УЗ для тяговых подстанций с одинарной трансформацией:

Т — преобразовательный трансформатор ТРДНГ -20000/1,3-1,3/10,5 кВ; QF — выключатель ВМТ-110; QS — разъединитель РЛНЗ-110; UV — UV6 — тиристорные шкафы инвертора; UV4—UV9 — тиристорные шкафы регулируемой части управляемого выпрямителя; UV—UV2 — тиристорные шкафы нере-

гулируемой части управляемого выпрямителя; QS1, QS2 — разъединители РВВЗ. 1-10/4000 МУЗ; QF2, QF3 — быстродействующие выключатели ВАБ 49- 4000/30к-УХЛ4; LI, L2 — помехозащитные реакторы РОВС-2000-0,88 мГн; L3 — реактор токоограничивающий РБФАУ-1600А, 18 мГн; ДТ — датчик тока ДТМ- 4/30; ДН — датчики напряжения ДН-4

шкаф тиристоров с воздушным принудительным охлаждением. Тиристоры могут быть соединены по трехфазной шестипульсовой мостовой схеме или двенадцатипульсовой двухмостовой схеме последовательного типа. На основе этих схем может быть смонтирован инвертор по шестипульсовой или двенадцатипульсовой схемам.

Система управления инвертором построена на базе программируемого контроллера. Назначение всех узлов преобразователя, приведенного на рис. 12.14, аналогично преобразователю ВПИЭ-2.

Для реконструируемой под скоростное движение до 200 км/ч магистрали Санкт-Петербург—Москва в 1998 г. разработан выпрямительно-инверторный преобразователь (рис. 12.15). Преобразователь имеет трансформатор с первичным напряжением 110 кВ, двенадцатипульсовые схемы управляемого и ведомого сетью инвертора. Он выполнен на современных тиристорах Т173-2000-18, собранных в силовые блоки с охладителями на основе тепловых труб Т341, предназначен для внутренней установки и имеет естественное охлаждение.

Условное обозначение инверторов имеет структуру, приведенную на рис. 12.16.

Структурная схема условного обозначения инвертора

Рис. 12.16. Структурная схема условного обозначения инвертора

Основные технические данные выпрямительно-инверторных преобразователей для тяговых подстанций постоянного тока приведены в табл. 12.1.

Таблица 12.1

Параметр

ВИПЭ-1

ВИПЭ-2

ТПЕД-

3150-3,Зк-У1, И-ПТП-2,4к- 4к-3/12-43

В-ПТЕ-

  • 3,15к-4,0к-
  • 12-УЗ

Номинальный ток, А:

при выпрямлении

2000

2500

3150

3150

при инвертировании

2000

1600

2400

1400

Допускаемая перегрузка по току в течение 15 мин, %:

при выпрямлении

75

25

Данные

при инвертировании

75

25

33

уточняются при испытаниях

Номинальное напряжение, В, в режиме:

выпрямленном

3300

3300

3300

3300

инверторном

3300—

3300—

4000

4000

3600

3800

Максимальное допустимое напряжение, В

4000

4000

4000

4000

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ     След >