Патент ссср 154919

 

№ 154919

Класс Н 021; 21с, 67ай

СССР

6x,L . .K И:>з1й Я

П ТЕ11ТИЦ) 1"1

Т1.ХИИт1ЕС1:А Я

БИБЛИОТЕКА

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Подписная группа М 91

Е. Л. Сиротинский, М. Г, Рожков, H. Н. Вострокнутов и

Н. П. П анфилов

РЕГУЛЯТОР НАПРЯЖЕНИЯ

Заявлено 9 мая 1962 r. за № 777350/24-7 в Комитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Опубликовано в «Бюллетене изобретений и товарных знаков» № 11 за 1963 г.

Известны регуляторы напряжения для силовых трансформаторов, выполненные на транзисторах и содержащие два тракта регулирования, обеспечивающие регул|ирование напряжения по двум группам нагрузок, синхронизирующий генератор релаксационного типа, логическую схему, на которую каждый из трактов воздействует автономно, орган выдержки времени и выходное устройство, подающее сигнал в схему электропривода переключателя ответвлений регулируемого трансформатора. В каждый тракт регулирования входят датчик отклонения напряжения, модулятор и усилитель.

В предлагаемом регуляторе на входы датчиков отклонения напряжения включены элементы встречного регулирования, содержащие трансформаторы тока и регулируемые сопротивления. Каждый из этих элементов вводит два сдвинутые по фазе на 90 относительно друг друга напряжения, пропорциональные току .нагрузки, чем обеспечивается возможность учета как активного, так и реактивного сопротивления питающих линий, или при параллельной работе трансформаторов, задания регуляторам отрицательного статизма по току нагрузки и положительного — по реактивному уравнительному току между трансформаторами.

Особенностью регулятора является также выполнение логической схемы из двух элементов «И» и «ИЛИ», что позволяет осуществить запрет действия регулятора на повышение напряжения при связанном регулировании.

В предлагаемом регуляторе орган выдержки времени может быть выполнен.с применением интегрирующей цепочки RC.

¹ 154919

На фиг. 1 изображена структурная схема предлагаемого регулятора напряжения; на фиг. 2 — его принципиальная схема; на фиг. 3— схема элемента встречного регулирования.

Как указывалось выше, регулятор содержит два тракта регулирования (см. фиг. 1) — основной и дополнительный. Конструктивно оба эти тракта,,вплоть до логических элементов «И» и «ИЛИ», идентичны и содержат каждый элемент встречного регулирования 1 (1 ), датчик отклонения на пряжения 2 (2 ), модуляторы 8 и 4 (Т и 4 ) и усилители переменного тока 5 и б (5 и б ) датчиков. Выходы логических элементов 7 («И») и 8 («ИЛИ») при соединены к схеме двухрелейного органа выдержки времени 9 (9 ), имеющего два выходных электромехан ических реле 10 и 11 соответственно сипналам «прибавить» и «убавить».

На фиг. 1 цифрой 12 обозначен генератор ои нхронизаци и и цифро " 18 — источник питания.

Действие регулятора (по истечении заданной выдержки времени) на повышение напряжения про исходит только в том случае, если на входе логического элемента 7 («И») появляются сигналы «прибавить» от датчиков отклонения напряжения 2 .и 2 обоих тра|ктов. Тем самым осуществляется запрет повышения напряжения шин подстанции (по условию встречного регулирования), если это недопустимо для другой группы потребителей. На понижение напряжения каждый тракт действует автономно через логический элемент 8 («ИЛИ») .

При аварийных снижениях напряжения порядка 30% от номинального и более регулятор отказывает в действии (за счет понижения напряжения литания), как это и требуется по условиям эксплуатации.

Поэтому специального органа запрета действия в указанном случае не предусмотрено.

Поскольку принцип действия обоих терактов регулятора идентичен, ниже рассматривается работа только одного основного тракта. Напряжение U> от соответствующего трансформатора напряжения и суммарное выходное напряжение от элемента встречного регулирования 1, пропорциональное току соответствующей линии, суммируются и подаются на вход датчика отклонения напряжения 2.

Элемент встречного регулирования (см. фиг. 3) содержит два промежуточных трансформатора тока и два регулируемых проволочных сопротивления, включенных последовательно в рассечку между зажимом вторичной обмотки входного разделительного трансформатора я выходным зажимом датчика отклонения напряжения 2.

При включении входа измерительного органа регулятора на напряжение фаз, например В и С, одно из сопротивлений обтекается вторичным током двухобмоточного промежуточного трансформатора тока, включенного в фазу А основных трансформаторов тока.

Второе сопротивление аналогично обтекается током, пропорциональным разности токов фаз В и С, получаемой от промежуточного трехобмоточного трансформатора тока, две первичные обмотки которого питаются током фаз В и С соответственно и создают намагничивающую силу, пропорциональную разности токов этих фаз.

Таким образом, падения напряжения на указанных сопротивлениях сдвинуты по фазе относительно друг друга на 90 .

Когда нагрузка имеет cos cp=l, то в фазе с напряжением U, (фиг. 1) оказывается падение напряжения от разности токов фаз В и

С (18 — 1 ), а падение напряжения от тока фазы А (1 ) — в квадратуре к U . При cos cp=0 в фазе оказывается напряжение, создаваемое током фазы А, а напряжение от токов фаз В .и С вЂ” в квадратуре. № 154919

В результате оказывается возможным учесть хорошо известным способом активное и реактивное сопротивления линии.

Датчик отклонения напряжения 2 (см. фиг. 2) состоит нз разделительного трансформатора 1Тр, выпрямителя 1В, фильтра 1Ф и измер)ительной схемы.

На первичную обмотку трансформатора 1Тр подается вход)ное напряжение от измерительного трансформатора напряжения ТБ. В цепь его вто)ричной обмотки может оыть включен описанный выше элемент встречного регулирования. Суммарное напряжение вторичной обмотки трансформатс)ра Tp и элемента встречного регулирования 1 выпрямляется выпрямителем 1В и отфильтровывается фильтром. Выпрямленное отфильтрованное напряжение U подается на )выход измерительного моста, состоящего из сопротивлений 1R — бЯ и кремниевых стабилитронов 1СТ:и 2СТ. Стабилитрон 2СТ и сопротивление бЯ осуществляют температурную компенсацию датчика отклонения напряжения.

Измерительный мост имеет два выхода а )и б (см. фиг. 1). Когда напряжение на входе моста равно заданному напряжению установки, то потенциалы выходных зажимов измерительного органа по отношению к нулевому проводу схемы противоположны по знаку, но одинаковы по абсолютной величине. При этом потенциал зажима б отрицателен, зажима а — положителен.

При увеличении входного напряжения Uy потенциа7 зажима а увеличивается, а зажима б — уменьшается по абсолютной величине.

При снижении напряжения )1, наоборот,,потенциал зажима а уменьшается, а зажима б увеличивается,по абсолютной величине. Параметры измерительной схемы выбраны так, что при )изменении напряжения

1 )/

1 на величину, соответствующую зоне .нечувствительности регулятора, потенциал соответствующего зажима меняет знак.

Выходные напряжения датчика 2 подаются на входы модуляторов

3 и 4, управляемых напряжением синх)ронизации Uc с частотой 1000 гц, лолучаемым от генератора синхронизации 12. Каждый из модуляторов

8, 4 предста)вляет собой двухполярный ключ, коммутирующий сигналы обеих полярностей и выполненный на полупроводниковых триодах в инверсном включении.

Амплитуда выходного напряжения модуляторов 8 и 4 пропорциопальна абсолютной величине их входного напряжен)ия, а его фаза по отношению к напряжению синхронизации (О или 180 ) определяется полярностью напряжения, Напряжение с выходов модуляторов 8 и 4 подается на входы двухкаскадных транзисторных усилителей переменного тока 5 и б с параллельным питанием тр)иодов. Усилители работают в режиме ограничения, а потому амплитуда их выходного напряжения не зависит or амплитуды входного.

Напряжения с выходов усилителей подаются в логическую часть, состоящую из схемы совпадений «И» (элемент 7) и схемы разделения

«ИЛИ» (элемент 8). С эпими схемами органически связаны фазочувствительные усилители на триодах 1Т и 2Т соответственно. Фазочувствительные усилители имеют трансформаторный выхо)д через повышающие трансформаторы Тр-1 и Тр-2, а коллекторные цепи триодов

1Т и 2Т питаются от соответствующей обмотки генератора синхронизаци и чврез д)иоды 1Д и 2Д.

В логических элементах «И» и «ИЛИ» )производится сравнение по фазе напряжений на выходах усилителей 5, 6 с напряжением синхронизации U,. В зависимости от соотношения фаз этих напряжений на выходе соответствующего лопического элемента появляется напряжение, поступающее на входы органа выдержки времени 9 (9 ), где вы№ 154919 прямляется и подается на хронирующие схемы. Лопические элементы могут быть выполнены на магнитных усилителях.

Орган выдержки времен и содержит,два реле iBpBMBHH, состоящих из интегрирующей цепочки RC, чувст в ительного элемента (тиратрона

Д с холодным катодом) и усилительного триода ЗТ, в коллекторную цепь которого включена обмотка одного из .выходных реле 10 или 11.

При отсутствии напряжения на входе органа конденсатор С разряжен, триод ЗТ заперт, обмотка исполнительного реле обесточена и тиратрон

Л погашен. С появлением:напряжения на входе органа конденсатор С начинает заряжаться. Когда напряжение на конденсаторе достигает значения, соответствующего зада н ной выдержке времени, тиратрон Д зажигается, что вызывает открытие триода ЗТ и срабатывание выходного реле. В случае выполнения логических элементо в на магнитных усилителях, количество органов выдержки времени может быть сокращено с двух pî одного. С исчезновением сигнала на входе органа тиратрон гаснет, триод запирается, реле отпускает, а конденсатор С начинает разряжаться.

Орга н времени обладает интегрирующим свойством, та к ка к зарядка и разрядка конденсатора С происходит через од но и то же сопротивление R. Поэтому, если после устранившегося в течение выдержки времен и снижения или повышения напряжения происходит новое достаточно длительное изменение напряжения того же знака, то выдержка времени уменьшается.

Такое решение упрощает схему регулятора и вместе с тем повышает качество регулирования.

Генератор синхронизации 12 является обычным релаксационным генератором с индуктивной обратной связью, выходное напряженле которого имеет прямоугольную форму. Частота выходного напряжения

1000 гц.

Предмет изобретения

1. Регулятор напряжения для силовых трансформаторов, выполненный на транзисторах и содержащий два тракта регулирования, обеспечивающие регулирование напряжения по двум группам нагрузок и состоящие каждый из датчика ожлонения напряжения, модулятора и усилителя, оинхронизирующий генератор релаксационного типа, логическую схему, isa которую каждый из трактов воздействует автономно. орган выдержки времени и выходное устройство, подающее сигнал в . схему электропривода переключателя ответвлений регулируемого трансформатора, отличающийся тем, что, с целью учета активного и реактивного сопротивления линии, на вхо д датчика отклонения напряжения подключен элемент встречного регулирования, содержащий трансформаторы тока и регулируемые сопротивления.

2. Регулятор по и. 1, отличающийся тем, что, с целью осуществления запрета действия регулятора на повышение напряжения при связанном регулировании, логическая схема выполнена из двух элементов

«И» и «ИЛИ» на полупроводниковых или магнитных усилителях.

- 3. Регулятор по п. 1, отличающийся тем, что орган выдержки времени выполнен с применением интегрирующей цепочки RC.