ГИБРИДНОЕ ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Область техники
Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть применена для компенсации реактивной мощности и подавления высших гармоник, например, в комплектных вентильных преобразовательных установках передач постоянного тока, размещаемых на преобразовательных подстанциях.
Уровень техники
Известно трехфазное гибридное фильтрокомпенсирующее устройство (ФКУ), содержащее пассивный фильтр, по меньшей мере, с одной конденсаторной батареей и токоограничивающим реактором в каждой фазе, активный элемент в виде трехфазного ШИМ-конвертора с заземленной нейтралью, фазные выходы которого подключены к пассивному фильтру через трехфазный разделительный трансформатор и сглаживающие фильтры из шунтирующего конденсатора и проходной индуктивности, в качестве которой используется индуктивность рассеяния фазной обмотки разделительного трансформатора [патент US №5548165 публ. 20.08.1996]. Обмотки фаз разделительного трансформатора соединены в звезду и заземлены в центральных точках. Это устройство принято в качестве прототипа.
Кроме вышеуказанного, прототип содержит в каждой фазе пассивного фильтра заземляющую индуктивность. Это увеличивает число единиц оборудования, устанавливаемого на преобразовательной подстанции.
Раскрытие существа полезной модели
Технический результат полезной модели - сокращение числа единиц высоковольтного оборудования, устанавливаемого на подстанции, и соответствующее уменьшение площади, занимаемой гибридным ФКУ.
Предметом полезной модели является трехфазное фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее пассивный фильтр, по меньшей мере, с одной конденсаторной батареей и токоограничивающим реактором в каждой фазе, активный элемент в виде трехфазного ШИМ-конвертора с заземленной нейтралью, фазные выходы которого подключены к пассивному фильтру через трехфазный разделительный трансформатор, и конденсаторы сглаживающих фильтров, шунтирующие выходные обмотки трехфазного разделительного трансформатора, при этом обмотки фаз разделительного трансформатора соединены в звезду и заземлены в центральных точках, а его магнитопровод выполнен броневым, по меньшей мере, с одним немагнитным зазором в каждом стержне, с возможностью использования индуктивности холостого хода и индуктивности рассеяния фазных обмоток разделительного трансформатора в качестве заземляющих индуктивностей пассивного фильтра и проходных индуктивностей сглаживающего фильтра соответственно.
Это позволяет получить указанный технический результат.
Краткое описание фигур
На фиг.1 представлена принципиальная схема предлагаемого трехфазного ФКУ, на фиг.2 - конструкция разделительного трансформатора, на фиг.3 - однолинейная схема замещения трехфазного ФКУ.
Осуществление полезной модели
На фиг.1 показаны конденсаторные батареи 1 и токоограничивающие реакторы 2 пассивного фильтра, входящего в состав гибридного ФКУ, активный элемент 3 в виде трехфазного ШИМ-конвертора с заземленной нейтралью, фазные выходы которого подключены к пассивному фильтру через трехфазный разделительный трансформатор 4. Первичные и вторичные фазные обмотки трансформатора 4 соединены в звезду и заземлены в центральных точках. Выходные обмотки трансформатора 4 шунтированы конденсаторами 5 сглаживающих фильтров.
На фиг.2 показан броневой магнитопровод трансформатора 4, имеющий стержни 6 с немагнитными зазорами 7, торцевые 8 и боковые 9 ярма. На стержнях 6 размещены фазные обмотки.
µ
s
На фиг.3 показаны элементы 1, 2, 3 и 5 схемы, представленной на фиг.1, а также индуктивность L холостого хода и индуктивность L рассеяния трансформатора 4, которые используются в качестве заземляющих индуктивностей пассивного фильтра и проходных индуктивностей сглаживающего фильтра соответственно.
Работает полезная модель следующим образом.
µ
Конденсаторные батареи 1 и индуктивность L образуют пассивную фильтрокомпенсирующую цепь, включенную между фазой сети переменного тока и землей (см. фиг.3). Реактивное сопротивление реактора 2 относительно невелико и в рабочем режиме практически не оказывает влияния на ток фильтрокомпенсирующей цепи.
s
Конденсаторы 5 относительно малой емкости и индуктивность L образуют фильтр, обеспечивающий сглаживание высокочастотного ШИМ-сигнала на выходе активного элемента 3 (см. фиг.3).
Активный элемент 3 обеспечивает подавление высших гармоник, основным источником которых является преобразовательная установка передачи постоянного тока, а также осуществляет демпфирование переходных процессов. Для этого замкнутая система управления ШИМ-конвертора использует сигналы соответствующих датчиков тока и напряжения (на фигурах не показаны).
µ
s
µ
s
Заземляющая индуктивность фильтрокомпенсирующей цепи и проходная индуктивность сглаживающего фильтра исключены из схемы благодаря тому, что их функции дополнительно возложены на обмотки трансформатора 4. Для этого значения L и L скорректированы (L уменьшено, a L увеличено) за счет использования броневой конструкции трансформатора 4 (с боковыми ярмами 9) и немагнитных зазоров 7 в стержнях 6.