Устройство для питания нагрузки

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ НАГРУЗКИ, содержащее два незанисимых синхронных источника трехфазного тока, включенных через реакторы связи и скуловые трансформаторы, рйзноименные фазы вторичных обмоток которых соединены последовательно, о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с цепью упрощения я уменьшения массы и габаритов устройн ства, уменьшения потерь, обмотки обоих трансформаторов размещены на одном магнитопроводе, а разноименные фазы вторичных обмоток соединены согласно. ,

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО@4АЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„10 0698 у50 Н 02 J 9 6

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ CCCP

IlO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA (21) 3355806/24-07 (22) 19.11.81 (46) 07.04.83. Бюл. ¹ 13 (72) Е. И. Малышко и А. Г. Рукавишников (53) 621.316.13 (088.8) I (56) 1. Технические условия на переключатели автоматические бесконтактные серии ПА12 (ТУ 16-524.121-79).

2. Авторское свидетельство СССР ¹ 509942, кл. Н 02 3 9/00 1976.

ТЕНИЯ ",;,: "" - :: с

С (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПИТАНИЯ

НАГРУЗКИ, содержащее два независимых синхронных источника трехфазного тока, включенных через реакторы связи и силовые трансформаторы, разноименные фазы вторичных обмоток которых соеди иены последовательно, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения и уменьшения массы и габаритов устрой:-ства, уменьшения потерь, обмотки обоих трансформаторов размещены на одном магнитопроводе, а разноименные фазы вторичных обмоток соединены согласно.

1 101

Изобретение относится к электроснасг-. жению переменным током ответс.твенах потребителей, не допускающих перерывов впитании,,таил как вычислительные комплексы, навигационные системы и др. и может быть использовано в автономных электроэнергетических системах (ЭЭС), например судовых.

Известны бесконтактные иереключатежч питания, реализованные на базе полупроводниковых (тиристорных) ключей, кото»рые осуществляют автоматическое переключение нагрузки (потребителей) c основной сети на резервную при снижении напряжения ниже заданного уровня —.; ос = новной сети 1 ).

Основной недостаток этих пер ключа-: телей состоит в том, что необхогумо некоторое время переключения для пере=

Вода нагрузки c ocHOBHofl ня резерВную сеть и обратно, С целью уменьшения времени переключения приходится идти на усложнение блоков коммутащл и их схем управления,что существенно «нижвет, ) надежность устройства.

Наиболее ". . .низким к предлагаемому по своей технической сущности яг;ляется устройство .:ля нагрузки, состогаее из двух силовых трансформаторов и трех р анто» р. в связи. Основной питающий -;p »:è- jmpматор подключен своей f:.àpâè .:ÿîé с,бмоткой к рази оименным фазам двух сикх-» ронно работающих источглков 1гита;ля трехфазного тока, а ко.:.:пенсируюпий трансформатор и реакторы подключены к одноименным фазам источников питания, основного и резервного (компенсирующе-го). Вторичные разноиме;пьые обмотки трансформаторов соединены последоватмп==но и встречно (2 ) .

К недостаткам известного устройства относятся сложность - наличие двух трехфазных трансформаторов, что цриводит к увеличению массы и габаритов устройства ч что неприемлемо для автономных

ЭЭС, особенно судовых, а также значительная Вели пша потерь в меди обмоток, что обусловлено поспедовательньп1 соединением вторичных обмоток, разноименные фазы которых соединены встречно.

Бель изобретения - упрощение устрой== ства, уменьшение, его массы и габари» тов, а также снижение по.ерь в обмоч -.

K8X е

Поставленная цель досты ается тем, что в устройстве для питания нагрузки

От двух независилых синхронных источников трехфазного тока, включении,с, через реакторы связи и силовые транс0698 2 формвторы с включенными последователь но разноименными фазами Вторичных об» мото:,, обмотки обоих трансформаторов разя.ешены на одчом магнитопроводе, а .азноименные фазы вторичных обмоток

:..oåäøåíû согласно.

На фиг. 1 изображена принципиальная схе, .;.ус."тройства,,где большими буквами обозначены фазы первичных обмоток, 10 а малыми - вторичных,на фиг. 2 - конcTp jKHHH трансформатора; на фиг. 3представлены векторные диаграммы: арежима симметричной работы обоих сетей,б-режима наброса симметричной нагрузки в основной сети, в-режима ) трехфазного глухого КЗ в основной се ти, г-режима наброса несимметричной нв рузки В основчой сети.

У", ройство состоит из двух силовых

2( трансформаторов 1 и 2, обмотки которых разь ;еш.:.Ны на общем магнитопроводе 3,.

Гt pв: чнь;е обмотки А1, Bl, С1 и А2, В2, С2 трансформаторов 1 и 2 подклю» че пя к взаимодублированным сетям, оо, новной 4 и резервной 5„которые соодинсны между собой через реакторы 6

:.:Вязи. Вторичные обмотки а1, в1, с1

-. а2,, В2, с2, трансформаторов 1 и 2 со

-.:го сны нагрузки 7 соединены последо::-:тельно, "..oãëàñío попарно из числа .59 ° одноименных фаз, а с противопочожн и стороны из числа разноименных фаз.Прнчем обмотки трансформаторов 1 и 2 р. ьо . ешены на общем маггито.трсводе 3 т,лз,г; образом, что одноименные обмот

;;и фаз пространственно разнесены на

:: —;:;.,Ом из стержней магнитопроводв 3 иг. 2).

: стройство работает следуюппп:, обХ

- азог $» (i Трансформированное напряжение от

-. с-;н-овцой 4 и резервной 5 сетей одчовре»мечно поступает на нагрузку 7. Вели ина пгнейного напряжения на нагрузке равна геометрической сумме соответсв 5 вующих фазных напряжений

4 +

0 -О +U ,ЯНЗ С1 О2 что хсзрошс иллюстрируется вектрь ми диагдиаграммами (фиг. За-г). При симме":ричной работе обеих питающих сетей 4 и. 5, - когда их напряжения равны номи аль= ным, а также при глухом трехфазном К3

В одной из сетей, линейное напряжение ..са нырузке 7 остается величиной пос3 101 тоянной и численно равной максимально му фазному напряжению BTop B.Ix обмоток (фиг. За, в). При симметричном снижении напряжения в одной из сетей максимальное снижение напряжения на нагрузке 7 может составить не более 13% (фиг. Зб), что соответствует 50% ному провалу напряжения в питающей сети.

Набросы несимметричной нагрузки в питающих сетях 4 или 5, например, в ос новной сети 4 (фиг. Зг), приводят также к снижению линейных напряжений на нагрузке 7, величина которых зависит от фазных напряжений трансформаторов 1 и 2 и определяется по формуле (1).

Размещение обмоток трансформаторов 1 и 2 на одном магнитопроводе с пространственным разнесени м одноименных обмоток на его стержнях, позволяет обеспечить работоспособность устройства даже в режиме возможного ,трехфазного К3 на входных клеммах (первичных обмотках) одного из транс ! форматоров. Это объясняется значитель ным увеличением (до 20-30%) индуктивных сопротивлений рассеяния. При этом напряжение на вторичных обмотках трансформаторов будет определяться найряжением питающей сети (через незакороченный трансформатор) и падениями напряжения в указанных сопротивлениях.

Реакторы связи обеспечивают питание нагрузки при исчезновении напря жения в одной из питающих сетей при ее обрыве или отключении.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет по сравнению с прсьin (l698 4 тотипом упростить его - исключить второй магнитопровод, что приводит к выит рышу в массе и габаритах. Так, например, у устройства-прототипа, собранного на основе двух трансформаторов ТСЗМ1000/6-78. ОМ5 (ТУ16-717.051-79) мошностью 100 кВА суммарная масса составит 2х 3750 =7500 кг, а габариты его — 2х (1930х1090х1895) мм . р При обеспечении нагрузки той же мош ностью предлагаемое устройство имеет массу 4550 кг, а габариты - (1930х

1090x2400) мм, что меньше на 39% и 34% соответственно, по сравнению с

f 5 прототипом

Умекьшается и величина потерь в меди обмоток. В общем случае эти потери (Р ) определяются как сумма по терь в первичных обмотках („Г„) ф и обмотках втоюичных (3 Г )

2 р„= „ „+:),, ., ()

Из формулы (2) следует, что при уменьшении величины тока, протекающего по

25 первичным и вторичным обмоткам, что зависит не только от величины нагруэ» ки, но и от того,как соединены вторичные обмотки, уменьшаются и потери.

В данном случае, когда вторичные

yg разноименные обмотки соединены посльдовательно, согласно и в треугольник, вторичный ток будет меньше по сравнению с аналогичным током у прототипа в f3 раз при одной и той же нагрузке, т.е. мекьше на 40%. Это sambo в сва

3$ зи с тем, что в автономных ЭЭС величина нагрузки, а следовательно и токи вторичных обмоток, могут сущесчс- венно изменяться.

Редактор Л. Власенко

Состааггель М. Пыжов

Техред Е.Харитончик Корректор A. Ильин

Заказ 2 190/ 1Х Тираж 615 Подписное

В11ИИП! 1 1 ссударственного комитета СССР но д.,н,t изобретений и открытий

) ); 03,", ."м ква, _#_ 35, Раушская наб.„д. 4!5

1 илилл 11П11 "Г!агент, т-, Ужгород, ул. Проектная, 1