2. Сверхпроводящие трансформаторы постоянного напряжения.
Назначением СПТ такого типа является преобразование постоянного напряжения одной величины в постоянное напряжение другой величины (большей или меньшей).
На рис. 62 приведена схема СПТ постоянного напряжения при выполнении первичной 1 и вторичной 2 силовых обмоток из шести последовательно соединенных между собой секций Ν. К каждой секции обмоток присоединены управляемые полупроводниковые коммутаторы (УПК I и УПК II), что делает такой СПТ постоянного напряжения регулируемым [226]. Силовые первичные и вторичные обмотки трансформатора являются замкнутыми обмотками.
УПК I и УПК II состоят из прямо или обратно включенных полупроводниковых переключателей.
В качестве ПП используются GTO - запираемые тиристоры. В коммутаторе УПК II, вместо GTO - запираемых тиристоров, могут быть использованы мощные обычные тиристоры или мощные диоды.
В последнем случае, полупроводниковые коммутаторы вторичной обмотки СПТ становятся неуправляемыми. Коммутаторы первичной обмотки СПТ состоят из Ν=6 прямо (1-6) и Ν=6 обратно (1-6) включенных ПП. Аноды, прямо включенных тиристоров присоединены к токопроводящему шинообразному кольцу К1, и через него к положительному зажиму на входе коммутаторов, а катоды этих же тиристоров через секции первичной обмотки подключены к анодам обратно включенных тиристоров и через них к токопроводящему шинообразному кольцу К‘2 через которое соединены с отрицательном зажимом. К шинообразным кольцам подводится первичное постоянное напряжение СП трансформатора - U1. Аналогичным образом, устроены коммутаторы вторичной обмотки СПТ, выходные зажимы которых подсоединены к токопроводящим шинообразным кольцам К" и К" соединенным с выходными зажимами трансформатора, с которых снимается постоянное выходное напряжение U2.
Рис. 62. СПТ постоянного напряжения с вращающимся магнитным полем возбуждения
Вращающееся магнитное поле в СП трансформаторе создается с первичной стороны, при подаче постоянного напряжения U1, за счет переключения прямых и обратных тиристоров УПК I, при подаче токовых импульсов на их управляемые электроды. В первом интервале времени положительные токовые импульсы подаются на диаметрально расположенные прямой и обратный тиристоры I и 4, все остальные тиристоры УПК I при этом закрыты. Первичный ток СПТ проходит от положительного зажима через точку А (рис.62), разветвляется на параллельные ветви АА, далее через анод обратного тиристора 4 достигает отрицательного зажима СПТ. Точки А и А определяют
Напряжение на один виток:
Величина напряжения на один виток пропорциональна ωн. Выбирая ωи≥314 рад/сек можно получить значительное снижение массогабаритных показателей сверхпроводящих трансформаторов постоянного тока по сравнению со сверхпроводящими трансформаторами, рассчитанными на работу при частоте f=50 Гц.
Из уравнений (5.6) следует, что с изменением угла регулирования α меняется величина напряжения СП трансформатора.
Применение бесконтактных регулируемых СП трансформаторов для преобразования постоянного напряжение одной величины в постоянное напряжение другой величины открывает широкие перспективы для использования их в электроэнергетических системах постоянного тока.
На рис. 63 показана схема применения СП трансформаторов постоянного напряжения для передачи электрической энергии в ЛЭП постоянного тока.
Напряжение генератора постоянного тока ГПТ повышается при помощи СП трансформатора Τι и передается в высоковольтную ЛЭП постоянного тока. СП трансформатор Т2 понижает передаваемое напряжение на другом конце ЛЭП. Трансформатор Т3 служит для отбора мощности. Такая система передачи электрической энергии на постоянном напряжении работает устойчиво без реактивных мощностей, при минимальных падениях напряжений и потерях мощности.
Рис. 63. Схема применения СПТ постоянного напряжения
В этой схеме использованы традиционные виды электрооборудования, функционирующие при обычной (300 К) температуре.
