Преобразователь переменного напряжения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки

 

Ж Жа

С.А. АГИааа, Л.П. ЖДаНОВа, А.Р/. ЗаогИЦаНИС,;, и А.А. филиппов г

i а

А оь t

;,- Г

Специальное конструкторско-т нолвгическое бюро в по высоковольтной и криогенной т ке и Научно-исследовательский институт посто тбка (72) Авторы изобретения (7! ) Заявители (54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

В ВЫСОКОЕ ПЕРЕИЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ

ДЛЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для высоковольтных испытаний изоляции энергетического оборудования на месте изготовления, монтажа и эксплуатации.

Известен каскадный преобразователь переменного напряжения в высокое переменное напряжение, состоящий из и трехобмоточных трансформаторов. В этом 1О преобразователе в каждом каскаде одна из вторичных обмоток трансформатора соединена с общей точкой соединения другой вторичной обмоткой этого трансформатора и первичной обмоткой трансфор-. матора следующего каскада t lg.

Недостаток данного преобразователя - необходимость наличия третьей дополнительной обмотки на стороне высокого напряжения, а также возможность выхода из строя изоляции обмоток трансформаторов.

Наиболее близок к предлагаемому преобразователь переменного напряжения в: высокое переменное для реактивной нагрузки, содержащий A трансформаторов, каждый из которых включает низковольтh ную и высоковольтную обмотки, причем низковольтная обмотка первого трансформатора соединена с выводами для подключения источника питающего напряжения, а высоковольтные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно и подклочены к выводам для подключения нагрузки 2).

Недостатком известного устройства является наличие дополнительных обмоток, так как для возбуждения трансформатора следующего каскада используется промежуточный трансформатор, который возбуждается со стороны высокого напряжения, а низковольтная обмотка нагружена на обмотку возбужде" ния трансформатора следующего каскада. Кроме того, высока возможность

3 100 выхода из строя изоляции обмоток трансформаторов, а также в аварийных ситуациях на высоковольтных элементах устройства величины токов и напряжений могут превысить номинальные значения.

Цель изобретения — упрощение, повышение надежности и безопасности ра" боты.

Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного íà- to пряжения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки, содержащий и трансформаторов,,каждый иэ которых включает низковольтную и высоковольтную обмотки, причем низковольт- 1з ная обмотка первого трансформатора соединена с вь1водами для подключения источника питающего напряжения, а высоковольтные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно и щ подключены к выводам для подключения нагрузки, введены по числу трансформаторов реактивные элементы, один из которых включен последовательно в цепь низковольтной обмотки перво- и го трансформатора, а каждый из остальных включен параллельно низковольтной обмотке соответствующего из оставшихся трансформаторов, образуя контур, настроенный в резонанс с на- Зо грузкой.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя переменного напряжения в высокое переменное для реактивной нагрузки; на фиг. 2 и 3 — схемы замещения преобразователя.

Преобразователь состоит из и двухобмоточных трансформаторов высокоt ю вольтные обмотки 1 которых соединены последовательно и подключены к нагрузке 2, и реактивных элементов 3 (емкостных или индуктивных), в зависимости от характера нагрузки) . Первичные обмотки 4 всех трансформаторов, кроме первого, замкнуты на реактивные элементы 3.

Реактивный элемент 3 первого каскада, на который подается регулируемое напряжение, включен последовательно в цепь первичной обмотки трансформатора. Преобразователь напряжения подключен к питающей сети через регулировочный трансформатор 5, с помощью которого осуществляется плавная подстройка в резонанс и регулировка выходного напряжения..

1370 4

Преобразователь может работать только на нагрузку, представляющую собой емкостное июм индуктивное сопротивление.

Устройство работает следующим образом.

Напряжение от сети через регулировочный трансформатор 5 поступает на трансформатор первого каскада и возбуждает его с низкой стороны. В цепи нагрузки 2 через обмотки 1 высокой стороны трансформаторов последующих каскадов течет ток нагрузки

1 . Поскольку обмотки 4, образующие цепи низкой стороны последующих трансформаторов замкнуты на реактивные элементы 3, то эти трансформаторы возбуждены с высокой стороны. На нагрузке 2 оказывается напряжение nU где U - напряжение одного из каска1 дов.

Необходимо следить, чтобы ток нагрузки l> - е превышал ноьв нального тока трайсформаторов данного типа

Ном ! 1 нем, е Й-с ((1) н, /Z „ ном, где U — номинальное напряжение исиом пользуемых в схеме трансформаторов;

l H t модуль импеданса нагрузки.

Необходимо также, ч тобы кор пусы трансформаторов последующих каскадов, начиная со второго, были надежно изолированы от земли.

Напряжение на выходе преобразователя необходимо распределить равномерно по каскадам, поэтому величины сопротивления реактивных элементов 3 должны быть одинаковыми.

В случае использования разнотипных трансформаторов в соответствии с классом изоляции и параметрами трансформаторов следует ввести поправочные коэффициенты К„.

Для расчета величин Z можно вос1 пользоваться схемой замещения (без регули ровочного трансформатора), записать выражение входного сопротивления

2 причем все вторичные величины, в том числе величина нагрузки, приводятся к числу витков пероичйой обмотки При резонансе мнимая часть входного сопротивления обращается в нуль l, Z > = О..„

Для определения 2„ o T»To Ho еиполнить приближенный расчет, так к»к погрешности в определении величин 2 ч

S 1001 можно компенсировать индуктивностью рабочей части регулировочного трансформатора, с помощью которого схема плавно настраивается в резонанс.

Для приближенного расчета можно воспользоваться упрощенной схемой замещения двухобмоточного трансфор" матора (фиг. 2) и упрощенной схемой замещения сборки в целом (фиг. 3), где 2 <1,...., 2 и - сопротивление к.з. 1в каждого каскада, а Zy<,..., Z> - сопротивление .холостого хода.

Величины 2 и Z< определяют экспериментально иэ опытов холостого хода и короткого замыкания. 15

Величина нагрузки приводится к числу витков первичной обмотки

I Я

Z H = ZH 14Э где К„ - коэффициент транссюрмации.

Предлагаемое устройство не подвер- 20 гается перегрузке при пробое испытываемой изоляции, так как в этом случае следует автоматическое ограниче" ние тока нагрузки из-за выхода из резонанса. Ограничение тока является 25 существенным признаком, так как в рабочем режиме даже при максимальной величине получаемого напряжения с источника снимается напряжение, которое значительно ниже номинального, необ- зф ходимого для питания отдельного трансформатора, и при выходе из резонанса в аварийной ситуации напряжение на всех элементах автоматически снижается., 35

Таким образом, повышаются функциональная надежность и безопасность работы, а также обеспечивается увеличение ресурсов оборудования и предотвращение разрушений испытуемого объекта . в

Блочное исполнение преобразователя облегчает его транспортировку и сборку на месте испытаний, особенно при ограничениях в производственных площадях, 370 6 механизации сборочных работ и транспортировки.

Преобразователь может заменить крупногабаритные, с большим собственным весом мсхцные испытательные трансформаторы, что может обеспечить значи" тельный эконолвческий эффект. формула изобретения

Преобразователь переменного напря" жения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки, содержащий

И трансформаторов, каждый из которых включает низковольтную и высоковольт" ную обмотки, причем низковольтная обмотка первого трансформатора соединена с выводами для подключения источника питающего напряжения, а высоковольтные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно и подключены к выводам для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и безопасности работы, введены по числу трансформаторов реактианые элементы, оДин из которых вклочен последо вательно в цепь низковольтной обмотки первого трансформатора, а каждый из остальных вкиючен параллельно низковольтной обмотке соответствующего из оставшихся трансформаторов, образуя контур, настроенный в резонанс с нагрузкой.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1, Глазанов В.Н; и Иванов Е.А.

Силовые трансформаторы высокого напряжения. Л,, Иед-во АН СССР, 1934, с„ 182.

2. Высоковольтное испытательное оборудование и измерения. Под ред.

А.А. Воробьева, 19601 с, 17, 1001370

«uwod

7w о о о

Составитель Л. Устинкина

Редактор Л. Пчелинская Техред А.Бабинец Корректор Е. Рошко

Заказ 1136/69 Тираж 685 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11)0Я Москва И-. Я Раушская наб. д. 4/, Филиал ППП Патент", r. Ужгород, ул. Проектная,