ВСТАВКА ДЛЯ СВЯЗИ ЭНЕРГОСИСТЕМ НА ПОСТОЯННОМ ТОКЕ
INSERT FOR POWER SYSTEMS CONNECTION USING DIRECT CURRENT

Предложение относится к электротехнике и используется в электроэнергетических системах.
Широко известная [1] вставка постоянного тока содержит два инвертора напряжения (так называемый статком), энергосистемы и параллельно им включенный конденсатор. Недостаток такого устройства состоит в низкой маневренности. Из-за наличия общего конденсатора инверторы не могут быть раздельно испытаны и подготовлены к работе.
Наиболее близкой по технической сути и достигаемым результатам является [2] вставка для связи энергосистем на постоянном токе, содержащая с каждой стороны инверторы напряжения, входы которых через трансформаторы и выключатели связаны с шинами энергосистем и параллельно полюсам инверторов присоединены цепи последовательно включенных конденсаторов. Недостаток такого устройства заключается в относительно больших потерях энергии и низкой надежности.
Техническим результатом предложения является повышение надежности и снижение потерь электроэнергии.
Технический результат достигается за счет того, что эквивалентные точки конденсаторов с разных сторон вставки соединены между собой.
На чертеже приведена схема вставки для связи шин 1 и 2 разных энергосистем, к которым через выключатели 3, 4 подключены согласующие трансформаторы 5, 6 питания инверторов 7, 8 напряжения. Инверторы составлены из полностью управляемых вентилей, шунтированных во встречном направлении диодами. К полюсам инверторов 7, 8 подключены цепи последовательно соединенных конденсаторов 9 и 10. Эквивалентные точки цепей конденсаторов 9 и 10 соединены между собой перемычками 11.
Вставка работает следующим образом. В рабочем положении выключатели 3 и 4 включены. Трансформаторы 5, 6 подают напряжение на инверторы 7, 8. Благодаря диодам, входящим в состав инверторов 7, 8, конденсаторы 9 и 10 заряжены. Это постоянное напряжение с одной стороны вставки, известным образом, постоянно подпитывает конденсаторы 9, 10, а с другой стороны преобразуется транзисторами (или запираемыми тиристорами), входящими в состав инверторов 7, 8, так что энергия передается в сеть переменного тока от конденсаторов 9, 10. Этим обеспечивается передача энергии с одной системы шин 1(2) к другой 2(1) или наоборот.
В процессе работы по цепям 9 и 10 конденсаторов протекает знакопеременный ток. Из-за того что цепи конденсаторов соединены перемычками 11 происходит более равномерное распределение напряжений по последовательно включенным конденсаторам, так как разброс суммарных значений емкостей и их токов утечек может быть снижен разумным подбором пар. Например, в первой цепи 9 величина емкости конденсаторов с учетом разброса может идти (сверху вниз) по нарастающей, а в цепи 10-наоборот. В ряде случае параллельно конденсаторам включают выравнивающие резисторы или транзисторы. При параллельном соединении конденсаторов с двух сторон потери в таких элементах могут быть снижены за счет увеличения сопротивления шунтирующих элементов. Таким образом, снижаются потери энергии и повышается надежность.
Источники информации
1. Вставка постоянного тока. Авторское свидетельство СССР №826496, БИ 1981, №6.
2. Журнал «Силовая электроника», 2008, №1, стр.46, рис.4б.