статический преобразователь

Формула изобретения

СТАТИЧЕСКИЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ, содержащий шкаф с передней и задней дверями, выдвижные силовые блоки с блочными каркасами и направляющими элементами, в том числе блоки тиристоров инвертора и компенсатора, сглаживающие реакторы инвертора и обратного выпрямителя, компенсирующий реактор и силовой трансформатор, блок автоматического управления с установленными на нем элементами системы управления, отличающийся тем, что блок автоматического управления выполнен в виде цельной панели, непосредственно закрепленной на внутренней стороне передней двери, все силовые тиристоры инвертора и компенсатора установлены в едином блочном корпусе, выполненном на основе перфорированных рамок, и соединены между собой электрически возможно кратчайшим путем, шкаф выполнен в виде одной секции с тремя горизонтальными ярусами, причем в нижнем горизонтальном ярусе установлены силовой трансформатор и компенсирующий реактор, в среднем горизонтальном ярусе установлены сглаживающие реакторы инвертора и обратного выпрямителя и единый блочный корпус с тиристорами инвертора и компенсатора, соединенные между собой электрически возможно кратчайшим путем, а в верхнем горизонтальном ярусе - выдвижные силовые блоки с блочными каркасами.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к преобразовательной технике.

Известны статические преобразователи, содержащие шкафы из секций с передними и задними щитами, силовые блоки, блоки управления, трансформаторно-реакторное оборудование и коммутирующие конденсаторы.

Недостатки известных преобразователей - повышенные массогабариты, сложность конструкции шкафа из-за того, что блок САУ находится вместе с силовыми блоками и с трансформаторным оборудованием, в силовых блоках применены сварные каркасы с дополнительными направляющими элементами.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является статический преобразователь, содержащий шкаф из секций с передними и задними дверями, выдвижные силовые блоки с блочными каркасами на основе перфорированных рамок из композиционного материала, блок автоматического управления в виде плоской вращающейся рамы с установленными на ней платами системы управления и размещенного между лицевыми панелями выдвижных силовых блоков и внутренней стороной передней двери с элементами вращения на ней плоской рамы, трансформаторно-реакторное оборудование и коммутирующие конденсаторы.

Однако указанный преобразователь имеет ряд существенных недостатков: усложнена конструкция и увеличена материалоемкость шкафа, нетехнологичен в изготовлении и сборке из-за сложной конструкции вращающейся рамы блока управления, большого количества блоков тиристоров инвертора и компенсатора, которые распределены в шести отдельных блочных корпусах и неоптимально размещены в части электрического соединения относительно сглаживающего и компенсирующего реакторов инвертора, неудобен в сборке и обслуживании, так как тяжелое силовое трансформаторно-реакторное оборудование размещено в верхней части секции, а выдвижные силовые блоки - в нижней части секции шкафа.

Целью изобретения является упрощение конструкции с одновременным уменьшением материалоемкости, повышение технологичности и удобства обслуживания.

Цель достигается тем, что в статическом преобразователе, содержащем шкаф с передней и задней дверями, выдвижные силовые блоки на основе блочных корпусов с перфорированными рамками, силовые тиристоры инвертора и компенсатора, сглаживающие реакторы инвертора и обратного выпрямителя, компенсирующий реактор и силовой трансформатор, блок автоматического управления с установленными на нем элементами системы управления, размещенного между лицевыми панелями выдвижных силовых блоков и внутренней стороной передней двери, блок автоматического управления выполнен в виде цельной панели, непосредственно закрепленной на внутренней стороне передней двери, все силовые тиристоры инвертора и компенсатора с возможностью их кратчайшего электрического соединения установлены в едином блочном корпусе с перфорированными рамками, а шкаф выполнен в виде одной секции с тремя горизонтальными ярусами, причем в нижнем горизонтальном ярусе установлены силовой трансформатор и компенсирующий реактор как составные части с наибольшими массами в среднем горизонтальном ярусе - сглаживающие реакторы инвертора и обратного выпрямителя и единый блочный корпус с тиристорами инвертора и компенсатора с возможностью кратчайшего электрического соединения реакторов друг с другом и блочного корпуса с тиристорами со сглаживающим и компенсирующим реакторами инвертора, а в верхнем горизонтальном ярусе - силовые выдвижные блоки на основе блочных корпусов как составные части с наименьшими массами.

Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый преобразователь отличается тем, что блок автоматического управления выполнен в виде цельной панели, непосредственно закрепленной на внутренней стороне передней двери, все силовые тиристоры инвертора и компенсатора с возможностью их кратчайшего электрического соединения установлены в едином блочном корпусе с перфорированными рамками, а шкаф выполнен в виде одной секции с тремя горизонтальными ярусами. Таким образом, заявляемый преобразователь соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение заявляемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 показан статический преобразователь, вид спереди с открытой передней дверью, на которой закреплен блок автоматического управления в виде цельной панели с зоной размещения элементов управления; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - узел I на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение Б-Б на фиг. 1; на фиг. 5 - статический преобразователь, вид сбоку на единый блочный корпус, в котором установлены тиристоры инвертора и компенсатора; на фиг. 6 - электрическая схема.

Статический преобразователь содержит шкаф 1, переднюю 2 и заднюю 3 двери, выдвижные силовые блоки: блок 4 инвертора напряжения, блок 5 обратного выпрямителя, блок 6 коммутирующих конденсаторов, блок автоматического управления, выполненный в виде цельной панели 7, непосредственно закрепленной на внутренней стороне передней двери 2 с помощью запрессованных в дверь специальных шпилек 8 с гайками 9 и с шайбами 10. На блоке автоматического управления, выполненного в виде цельной панели 7, пунктирными линиями 11 показана зона установки элементов или плат (платы) управления, силовые тиристоры 12 инвертора 13 и тиристоры 14 конденсатора 15, объединенные в единую группу 16 (фиг. 6), установлены в едином блочном корпусе 17 (фиг. 5) с перфорированными рамками 18 с возможностью кратчайшего их электрического соедиения (элементы соединения не показаны).

Шкаф 1 (фиг. 1) выполнен в виде одной секции с тремя горизонтальными ярусами 19, 20, 21. В нижнем горизонтальном ярусе 19 установлены силовой трансформатор 22 и компенсирующий реактор 23 (фиг. 2) как составные части преобразователя с наибольшими массами. В среднем горизонтальном ярусе 20 установлены сглаживающие реакторы 24 и 25 соответственно инвертора и обратного выпрямителя и единый блочный корпус 17 с тиристорами 12 и 14 инвертора 13 и компенсатора 15 с возможностью кратчайшего электрического соединения реакторов 24 и 25 друг с другом с помощью шин (проводов) 26, соединяющие выводы 27 и 28 реакторов и блочного корпуса 17 со сглаживающим 24 и компенсирующим 23 реакторами инвертора с помощью шин (проводов) 29, 30, соединяющие выводы 31, 32 соответственно сглаживающего 24 и компенсирующего 23 реакторов с разъемом 33 блочного корпуса 17 с тиристорами. В верхнем горизонтальном ярусе 21 установлены силовые выдвижные блоки на основе блочных корпусов с перфорированными рамками: блок 4 инвертора напряжения, блок 5 обратного выпрямителя и блок 6 коммутирующих конденсаторов как частообслуживаемые составные части с наименьшими массами. В нижнем ярусе 19 с левой стороны трансформатора 22 может быть установлена выходная клеммная панель преобразователя.

Выполнение блока автоматического управления в виде цельной панели 7 и непосредственное закрепление панели 7 на внутренней стороне передней двери 2 с помощью запрессованных в дверь специальных шпилек 8 и гаек 9 с шайбами 10, размещение всех тиристоров 12 и 14 инвертора 13 и компенсатора 15 в едином блочном корпусе 17, выполнение шкафа в виде одной секции с тремя горизонтальными ярусами 19, 20, 21, размещение конкретных составных частей в строго определенных ярусах по высоте шкафа, в частности размещение в среднем ярусе 20 сглаживающих реакторов 24 и 25 и единого блочного корпуса 17 с тиристорами инвертора и компенсатора, размещение компенсирующего реактора 23 в нижнем ярусе под единым блочным корпусом 17 позволило упростить конструкцию преобразователя, одновременно уменьшить его материалоемкость, повысить технологичность, так как упростилась конструкция блока автоматического управления в виде цельной панели и передней двери, на которой непосредственно закреплена панель 7 из-за исключения вращающейся рамы и элементов вращения на блоке автоматического управления и двери, упростилась конструкция каркаса шкафа из-за исключения лишних секций с дверьми, лишних пяти незаполненных тиристорных блоков, уменьшения электрических связей между тиристорами инвертора и компенсатора (которые находились в разных блоках) и между сглаживающим, компенсирующим реакторами инвертора и тиристорами в едином блочном корпусе.

Размещение в верхнем 21 и нижнем 19 ярусах шкафа соответственно силовых выдвижных блоков 4, 5, 6 на основе блочных корпусов и силового трансформатора 22 с компенсирующим реактором 23 позволило повысить технологичность сборки и удобство обслуживания, так как нечастообслуживаемые части с большими массами (трансформатор, компенсирующий реактор) установлены в нижней части шкафа, а выдвижные частообслуживаемые силовые блоки с меньшими массами - в верхней части шкафа.

Размещение силового трансформатора 22 и компенсирующего реактора 23 рядом друг с другом в нижнем ярусе 19 и над ним силового блочного корпуса 17 позволит обеспечить также минимальные электрические связи между выводом трансформатора и реактора, а также между выводом трансформатора и разъемом 33 блочного корпуса 17.

Предлагаемый статический преобразователь является базовой конструкцией для проектирования серии преобразователей для ветроэнергетических установок.