УСТРОЙСТВО ЗАВИСИМЫХ ИНВЕРТОРОВ ТЯГОВЫХ ПОДСТАНЦИЙ

Полезная модель относится к электротехнике, а более конкретно - к инверторным агрегатам тяговых подстанций железнодорожного и городского электрического транспорта, и может быть использовано для обучения обслуживающего персонала и студентов электротехнических специальностей.
Известно описание схем трехфазных зависимых инверторов тяговых подстанций: схема две обратные звезды с уравнительным реактором и шестипульсовая мостовая схема. Схемы содержат трехфазный трансформатор и тиристоры, подключенные к вторичным обмоткам трехфазных трансформаторов. Тиристоры соединены в соответствии с видом схемы: шесть тиристоров с общим катодом для схемы «две обратные звезды с уравнительным реактором», шесть тиристоров по трехфазной мостовой схеме [Засорин С.Н., Мицкевич В.А., Кучма К.Г. Электронная и преобразовательная техника: Учеб. для вузов ж.- д. трансп.Под ред. С.Н. Засорина. - М.: Транспорт, 1981. - 319 с.].
Недостатком данного описания является отсутствие практических рекомендаций по наблюдению осциллограмм напряжений и токов в характерных точках схем выпрямителей.
Известно также устройство зависимого инвертора тяговой подстанции И-ПТП-2,4к-4к-3/12-УЗ, содержащее трехфазную сеть, контроллер управления тиристорами, трехфазный трансформатор ТРДП-20000/1 ОИУ1, включенный по схеме звезда/звезда-треугольник, и шесть шкафов с тиристорами, которое может быть использовано для
двенадцатипульсовой мостовой схемы. Входное напряжение составляет 3300 - 4000 В, входной ток - 2400 А [Бурков А.Т. Электронная техника и преобразователи: Учеб. для вузов ж. - д. трансп. - М.: Транспорт, 1999. -464 с.].
Недостатками данного устройства являются невозможность использования в других схемах зависимых инверторов и опасные величины напряжений и токов, исключающие возможность наблюдения осциллограмм в характерных точках схем.
Данное устройство выбрано в качестве прототипа.
Техническим результатом, на достижение которого направлена данная полезная модель является создание устройства для безопасного исследования всех схем зависимых инверторов, используемых на тяговых подстанциях.
Техническая цель достигается тем, что в известное устройство, содержащее трехфазную сеть, контроллер управления тиристорами, трехфазный трансформатор, включенный по схеме «звезда/звезда-треугольник» и двенадцать тиристоров, включенных по шесть штук в две трехфазные мостовые схемы, дополнительно введены еще две группы вторичных обмоток трехфазного трансформатора, одна из которых включена по схеме «звезда», а другая - по схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором», двенадцать тиристоров, первые шесть из которых включены по трехфазной мостовой схеме и подключены к дополнительным вторичным обмоткам, включенным по схеме «звезда», вторые шесть тиристоров включены по схеме с общим катодом и подключены к дополнительным вторичным обмоткам, включенным по схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором», источник постоянного тока с регулируемым выходным напряжением, коммутатор, позволяющий подключать источник постоянного тока и контроллер управления тиристорами к входам инвертора и к управляющим электродам
тиристоров исследуемой в данный момент схемы, амперметр и вольтметр постоянного тока, с помощью которых измеряется ток и напряжение на входе инвертора, а также резисторы сопротивлением 0,1 Ом, включенные последовательно с тиристорами и обмотками трансформатора и контрольные точки для подключения измерительных приборов и наблюдения осциллограмм напряжений и токов. Для обеспечения безопасных условий исследования схем напряжение всех вторичных обмоток выбирается в 100 раз меньше, а ток - в 1000 раз меньше, чем в известном устройстве.
Схема предлагаемого устройства для исследования зависимых инверторов тяговых подстанций представлена на фиг.1.
Устройство содержит источник постоянного тока с регулируемым выходным напряжением 1, к выходу которого подключены вольтметр постоянного тока 2 и амперметр постоянного тока 3, контроллер управления тиристорами 4, коммутатор 5, трехфазный трансформатор 6 с первичной обмоткой 7, включенной по схеме «звезда» и подключенной к трехфазной сети 8, с вторичными обмотками 9 и 10, включенными по схеме «звезда-треугольник», к которым подключены последовательно соединенные трехфазные мостовые схемы 11 и 12, образующие схему двенадцатипульсового зависимого инвертора, с вторичной обмоткой 13, включенной по схеме «звезда», к которой подключена трехфазная мостовая схема 14, образующие схему шестипульсового мостового зависимого инвертора, с вторичной обмоткой 15, включенной по схеме «две обратные звезды с уравнительным реактором», к которой подключена схема на тиристорах с общим катодом 16, образующие схему шестипульсового зависимого инвертора с общим проводом, контрольные точки 17 и 18, 20 и 21, 23 и 24, 26 и 27, на которых с помощью внешнего вольтметра переменного тока или осциллографа измеряется напряжение вторичных обмоток трансформатора 9, 10, 13 и 15 соответственно,
контрольные точки 19, 22, 25 и 28, резисторы сопротивлением 0,1 Ом 29, 30, 31 и 32, на которых с помощью осциллографа между контрольными точками 18 и 19, 21 и 22, 24 и 25, 27 и 28 наблюдается ток вторичных обмоток трансформатора 9, 10, 13 и 15 соответственно и ток в одном из тиристоров инвертора 16, контрольные точки 33, 34, 35, 36, 37 и 38 и резисторы сопротивлением 0,1 Ом 39, 40 и 41, на которых с помощью осциллографа между контрольными точками 33 и 34, 35 и 36, 37 и 38 наблюдается ток в одном из тиристоров инверторов 11, 12 и 14 соответственно.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Источник питания с регулируемым выходным напряжением 1 вырабатывает напряжение, изменяющееся в интервале 30...40 В. Величина этого напряжения измеряется вольтметром 2, а ток, потребляемый схемой исследуемого инвертора, измеряется амперметром 3. Контроллер управления тиристорами 4 вырабатывает импульсы тока управления. С помощью коммутатора 5 к исследуемой схеме инвертора подключается источник постоянного тока и контроллер управления тиристорами. Две другие схемы инверторов отключены и не влияют на работу исследуемой схемы. На первичную обмотку 7 трансформатора 6 поступает трехфазное напряжение питающей сети 8. Все три схемы инверторов -двенадцатипульсовый с мостовыми схемами 11 и 12, шестипульсовый с мостовой схемой 14 и «две обратные звезды с уравнительным реактором» со схемой с общим катодом 16 постоянно находятся под напряжением соответствующих вторичных обмоток 9, 10, 13 и 15, чем обеспечивается возможность закрывания тиристоров инверторов и создается нагрузка при инвертировании постоянного тока. На контрольных точках с помощью осциллографа наблюдают графики токов и напряжений в характерных точках схем инверторов, позволяющие наглядно представить процесс
преобразования постоянного тока в переменный, рассчитать и сравнить энергетические характеристики различных схем.
Использование предлагаемого устройства обеспечивает безопасные условия исследования схем зависимых инверторов в учебных стендах.