Устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой

 

УСТРОЙСТВО ДОЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА ПОД НАГРУЗКОЙ , содержащее силовой трансформатор с секционированной первичной обмоткой , одни выводы которой пофазно соединены с входными выводами, a другие через соответствующие контакты основного переключателя пофазно соединены с выводами вторичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов , и вспомогательньй переключатель , подвижные контакты которого подключены к источнику напряжения, синфазному с напряжением секционированной первичной обмотки силового трансформатора, отличающееся тем, что, с целью повьппения точности регулирования, одна пара разноименных выводов соответствующих фазных первичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов пофазно соединена с неподвижными четными контактами вспомогательного переключателя непосредственно, a другая (Л пара - с нечетными контактами его через соответствующие тиристорные ключи.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУ БЛИН

se8 G 05 F 1/30

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Ц Л«-„у,.rg у« „

ЬМ«««1« < «1 «« (21) 3506510/24-07 (22) 01. 11.82 (46) 30.05.84. Бюл. У 20 (72) И.M.Òóìàíoâ и В.В.Поскребышев (53) 621.316.722(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 888083, кл. G 05 F 1/30, 1981.

2. Авторское свидетельство СССР

В 506834, кл. С 05 F 1/22, 1976.

3. Аппараты высокого напряжения, трансформаторы, силовые конденсаторы. — Электротехническая промышленность. НТС, 1978, вып. 11, с.12. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

НАПРЯЖЕНИЯ ТРАНСФОРИАТОРА ПОД НАГРУЗКОЙ, содержащее силовой трансформатор с секционированной первичной обмоткой, одни выводы которой пофазно соединены с входными выводами, а другие через соответствующие контакты основ,.SU„„1095154 ного переключателя пофазно сбединены с выводами вторичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов, и вспомогательный переключатель, подвижные контакты которого подключены к источнику напряжения, синфазному с напряжением секцнонированной первичной обмотки силового трансформатора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышения точности регулирования, одна пара разноименных выводов соответствующих фазных первичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов пофазно соединена с неподвижными четными контактами вспомогательного пе- I реключателя непосредственно, а другая ур пара — с нечетными контактами его через соответствующие тиристорные ключи. «

Ьг

М 4

СР

CO

Сд

9еай

1095154

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, для регулирования напряжения силовых трансформаторов

5 ,под нагрузкой.

Известно устройство для регулироsaws напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащее силовой трансформатор с секционированными фазными обмотками и три вольтодобавочных однофазных трансформатора, выводы вторичных обмоток каждого из которых через контакты механического избирателя соединены соответственно с четными и нечетными отводами двух смежных фазных обмоток силового трансформатора, а первичные обмотки вольтодобавочных трансформаторов через соответствующие тиристорные ключи подключены к выходным выводам силового трансформатора 1 3.

Недостатком этого устройства является невозможность его использова25 ния для регулирования напряжения под нагрузкой трансформаторов с напряженйем высокой стороны свыше 35 кВ так как в этом случае секционированная обмотка силового трансформатора

30 имеет заземленную нейтраль.

Известно также устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкои, содержащее силовой трансформатор с секционированной регулировочной обмоткой, механический З5 избиратель отводов регулировочной обмотки и два вольтодобавочных транс. форматора, первичные обмотки которых подключены через тиристорные ключи к источнику напряжения, синфазному с 40 напряжением регулировочной обмотки силового трансформатора, а вторичные обмотки вольтодобавочных трансформаторов соединены между собой и их общая точка подсоединена к одному из 45 зажимов питающей сети, свободные концы вторичных обмоток подсоединены к контактам механического избирателя 23.

Недостатками..данного устройства являются использование сложных по конструкции и алгоритму переключения механических избирателей, а также малое .количество дискретных уровней регулируемого напряжения, равное количеству отводов секционированной обмотки силового трансформатора.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащее силовой трансформатор с секционированной первичной обмоткой, одни выводы которой пофазно соединены с входными выводами, а другие через соответствующие контакты основного переключателя пофазно соединены с выводами вторичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов, и вспомогательный переключатель, подвижные контакты которого подключены к источнику напряжения, синфазному с напряжением секционированной первичной обмотки силового трансформатора (33.

Недостатком известного устройства является малая точность регулирования напряжения из-за малого количества дискретных уровней регулируемого напряжения, равного числу отводов секционированной первичной обмотки силового трансформатора.

Цель изобретения — повышение точности регулирования напряжения.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащем силовой трансформатор с секционированной первичной обмоткой, одни выводы которой пофазно соединены с входными выводами, а другие через соответствующие контакты основного переключателя пофазно соединены с выводами вторичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов, и вспомогательный переключатель, подвижные контакты которого подключены к источнику напряжения, синфазному с напряжением сек" ционированной первичной обмотки силового трансформатора, одна пара разноименных выводов соответствующих фазных первичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов пофазно соединена с неподвижными четными контактами вспомогательного переключателя непосредственно, а другая пара — с нечетными контактами его через соответствующие дополнительные тиристорные ключи.

На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой.

Устройство содержит силовой трансформатор (СТ) 1 с секционированной первичной обмоткой 2 и выходной обмоткой 3, четные и нечетные отводы

1095154

4-7 различных фаз первичной обмотки

2 СТ 1, основной переключатель (механический избиратель) с двумя подвижными контактами 8 и 9 (МИ 8, МИ9) в каждой фазе,для переключения четных и нечетных отводов соответственно, два вольтодобавочных трансформатора

10 и 11 (ВТ 10, ВТ 11) с трехфазными вторичными обмотками 12 и 13 и первичными 14 и 15 соответственно, ти10 ристорные ключи (ТК) 16-21 для коммутации первичных обмоток ВТ 10 и

ТК 22-27 для коммутации первичных обмоток ВТ 11, вспомогательный переключатель 28 для связи первичных обмоток 14 и 15 ВТ 10 и ВТ 11 с вспомогательной обмоткой 29 силового трансформатора, входные выводы А,В,С,О и выходные выводы d Ь, с.

На фиг.2 и 3 показаны временные диаграммы, поясняющие работу устройства при изменении напряжения на нагрузке на примере переключения механическим избирателем четных отводов секционированной обмотки силового

25 трансформатора (фиг.2) и путем перевода вольтодобавочных трансформато. ров в различные режимы работы (фиг.3).

Устройство работает следующим образом.

В переходном статическом режиме работы подвижными контактами 8 и 9 основного переключателя — механического избирателя коммутируются З5 отводы 4 и 5 первичной секционированной обмотки 2 силового трансформатора 1 соответственно. Причем ВТ 11 работает в режиме "Противо-ЭДС 1",,а 10 в режиме "Трансформатор тока" 40 (ему фиг.2). Это обеспечивается путем подачи импульсов управления на ТК 2324 и 19-21 соответственно. Переключатель 28 находится в левом положении.

Такое исходное состояние устройства 4> характерно для случая, когда напряжение на выходных выводах a,Ü, с силового трансформат ора уменьшено путем перевода вольтодобавочных трансформаторов в указанные режимы работы э0 без переключения отводов механическим избирателем. Напряжение на выходных выводах а, Ь, с определяется уровнем напряжения, соответствующим отводу 5 первичной обмотки силового трансфор- 55 матора. Ток нагрузки силового транс-. форматора делится практически поровну между отводами 4 и 5 его первичной обмотки 2. Уравнительный ток по замкнутым контурам в каждой фазе, образованным секциями первичной обмотки 2 между отводами 4 и 5 ее различных фаз и соответствующими фазами обмоток

12 и 13 ВТ 10 и 11, отсутствует.

ЭДС секции первичной обмотки силового трансформатора уравновешивается противо-ЭДС ВТ 10, работающего в режиме

"Противо-ЭДС 1 .

Рассмотрим процесс регулирования напряжения на примере его уменьшения при переключении четных отводов с

4 на 6 (фиг.2) ° Сначала снимаются импульсы уравнения ch19-21, и ВТ 10 при первом переходе тока в его первичиой обмотке через нулевое значение переходит в режим холостого хода.

После выдержки времени 0,5-1 период питающего напряжения, необходимой для надежного выключения ТК 19-21, подаются импульсы управления на ТК

16-18 и одновременно запираются импульсы управления на ТК 22-24,При включении ТК 16-18 ВТ 10 находится в режиме работы "Трансформатор тока", а ВТ 11 в режиме "Холостой ход", так как в его первичной обмотке выключены все тиристорные ключи. Далее ВТ 11 переводится в режиме работы "Противо-ЭДС 2" путем включения ТК 25-27.

Это необходимо для того, чтобы уменьшить восстанавливающееся напряжение на размыкаемых контактах механического избирателя четного отвода 4 во всех фазах практически до нулевого значения. Следующий этап †перев 10 в режим работы "Холостой ход" за счет снятия импульсов управления с ТК

16-18. Ток нагрузки силового трансформатора, ранее протекавший по обмоткам ВТ 10 и отводу 4 секционированной первичной обмотки, полностью перераспределится на отвод 5 первичной обмотки силового трансформатора и обмотки ВТ 1 1. Это связано с тем,что сопротивление ВТ 1О примерно на три порядка выше, чем сопротивление ВТ

11, а первичные и вторичные обмотки их образуют две параллельные ветви.

С помощью механического избирателя осуществляется разрыв обесточенной цепи отвода 4 во всех фазах и затем переводятся импульсы управления с

ТК 25-27 на ТК 22-24. Это переключение тиристорных ключей необходимо для снижения восстанавливающего напряжения на замыкаемых контактах ме5 10951 ханического избирателя четного отвода 6. После включения ТК 22-24 замыкаются механическим избирателем контакты в цепи отвода 6 каждой фазы секционированной первичной обмотки силового трансформатора. Замыкание контактов производится при обесточенном состоянии цепи отвода 7. После выполнения коммутации четных отводов величина напряжения на выходных зажимах не изменяется и соответствует уровню напряжения коммутируемого нечетного отвода 5. Для уменьшения напряжения вспомогательный переключатель 28, контакты которого обесточены, переводят из левого положения в среднее (на фиг. 1 переключатель

28 показан в среднем положении).

Вслед за этим подаются управляющие импульсы на ТК 19-21 ВТ 10, а также переводятся импульсы управления с

ТК 22-24 на ТК 25-27 ВТ 11 ° В результате этого напряжение на выходных выводах уменьшается на величину,равную половине уровня напряжения одной ступени секционированной первичной обмотки силового трансформатора. Это объясняется тем, что первичная обмотка 12 ВТ 10 и первичная обмотка !3

ВТ 11 оказываются соединенньичи последовательно и согласно для нагрузочного тока силового трансформатора, а для уравнительного тока между отводами 5 и 6 в каждой фазе эти же обмотки вольтодобавочных трансформаторов включены последовательно и

35 встречно. Оба вольтодобавочных трансформатора находятся в режиме "Трансформатор тока" по нагрузочному току и практически не оказывают сопротив40 ления ему. По уравнительному току оба вольтодобавочнык трансформатора находятся в режиме "Холостой ход" и напряжение ступени распределяется поровну между обмотками обоих воль45 додобавочных трансформаторов. Этот режим работы вольтодобавочных трансформаторов условно назван "Делитель напряжения" (фиг.2 и 3). Для дальнейшего уменьшения напряжения на выходных выводах, а также для увеличения

50 его в пределах одной ступени секционированной первичной обмотки силового трансформатора выполняется перевод вольтодобавочных трансформаторов в различные режимы работы (фиг.З).

Пределы такого регулирования напряжения ограничены уровнями напряжения, которые соответствуют отводам 5-6

54 б секционированнои первичной обмотки силового трансформатора. Величина. шага регулирования равна половине уровня напряжения одной ступени первичной обмотки силового трансформатора. Например, .если необходимо дальнейшее уменьшени напряжения на нагрузке, то производится перевод импульсов управления с ТК 19-24 на ТК

16-18 с одновременным запретом их на

ТК 25-27. ВТ 10 переходит в режим работы "Трансформатор тока", а ВТ 11.— в режим "Холостой ход". Ток нагрузки полностью будет протекать по отводу

6 силового трансформатора и обмоткам одного ВТ 10. Напряжение на выходных выводах уменьшится на 0 5 ступени и будет соответствовать отводу 6 первичной обмотки силового трансформатора. Для равномерного распределения тока нагрузки на оба отвода 5 и 6 и обмотки обоих ВТ 10 и 11 выполняется переключение переключателя 28 в правое положение с последующим включением ТК 25-27. ВТ 11 перейдет в режим работы "Противо-ЭДС", и ток нагрузки силового трансформатора распределится поровну на обе параллельные ветви, образованные обмотками двух вольто" добавочных трансформаторов и отводами 5 и 6 силового трансформатора.

ЭДС секции первичной обмотки силового трансформатора уравновешивается противо-ЭДС ВТ 11, и уравнительный ток по обмоткам вольтодобавочного трансформатора отсутствует. Если необходимо увеличить напряжение на нагрузке, то последовательность работы устройства будет строго обратной. Сначала без переключения отводов механическим избирателем получаем напряжение на нагрузке, соответствующее середину между отводами 5-6 силового трансформатора. При дальнейшем увеличении напряжения также без переключения отводов механическим избирателем поб лучаем напряжение на нагрузке, соответствующее отводу 5 силового трансформатора. При этом будут включены

ТК 19-21 и 22-24, а переключатель

28 находится в правом положении. ВТ

11 работает в режиме "Трансформатор тока", а ВТ 10 - в режиме "ПротивоЭДС 2". Если необходимо дальнейшее уменьшение напряжения на выходных выводах после перевода вольтодобавочных трансформаторов в указанные режимы работы, то выполняется переключение нечетных отводов с помощью меха1095154 нического избирателя. Последовательность работы устройства при этом аналогична последовательности переключения четных отводов. При увеличении напряжения путем переключения отводов механическим избирателем положение переключателя 28 меняется на противоположное по сравнению с случаем уменьшения напряжения. Например, при переключении четных отводов с 6

8 на 4 алгоритм работы устройства такой же, как и на фиг.2, но положение переключателя 28 будет не в левом положении, а в правом. В связи с этим, 5 режим работы ВТ 10 "Противо-ЭДС 1" (фиг.2) заменяется на режим работы

"Противо-ЭДС 2". Аналогично режим работы ВТ 11 "Противо-ЭДС 2" изменит" ся на режим работы "Противо1О ЭДС 1".

1095354 щщуц Заказ 3597/30 ТиРаж 842 Подписное а ю и -. т,.