Фазопреобразующее устройство

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для передачи энергии переменным током, а именно к высоковольтным электропередачам. Технический результат заключается в повышении надежности работы четырехфазной передачи в аварийных режимах. В фазопреобразующее устройство, содержащее два основных фазопреобразующих трансформатора, выполненных по схеме Скотта и работающих в противофазе, к нейтралям фазопреобразующих трансформаторов подсоединяется с помощью выключателей дополнительный фазопреобразующий трансформатор, выполненный также по схеме Скотта. Кроме того, фазопреобразующее устройство может содержать устройства регулирования напряжения под нагрузкой, установленные с нейтральной стороны основных фазопреобразующих трансформаторов. 1 з.п. ф-лы, 4 ил., 1 табл.

 

Изобретение относится к электроэнергетике, в частности к устройствам для передачи энергии переменным током, а именно к высоковольтным электропередачам.

Известно фазопреобразующее устройство для преобразования 3-фазного переменного тока в 4-фазный и обратно (авт. свид-во 1700682 А1, Самородов Г.И.), состоящее из двух фазопреобразующих трансформаторов. Отдельный фазопреобразующий трансформатор представляет совокупность трех одностержневых трансформаторов, каждый из которых имеет на первичной стороне, кроме рабочих, еще и аварийные обмотки, служащие для перехода на трехфазный режим работы при возникновении наиболее вероятных однофазных повреждений на линии.

К недостаткам данного устройства относится сложность его схемы.

Известно также фазопреобразующее устройство для преобразования 3-фазного переменного тока в 4-фазный и обратно (Красильникова Т.Г. Схема замещения трансформатора для преобразования трехфазной системы переменного тока в четырехфазную. / Труды 3-й международной научно-технической конференции «Энергетика, экология, энергосбережение, транспорт», ч.2, 2007 г. - прототип), состоящее из двух фазопреобразующих трансформаторов, каждый из которых выполнен по схеме Скотта, т.е. состоит из двух одностержневых трансформаторов, что существенно упрощает схему преобразования в целом.

Недостаток данного устройства состоит в том, что оно не может преобразовывать трехфазную симметричную систему токов и напряжений со стороны системы в трехфазную симметричную систему со стороны линии. Такая необходимость возникает в случае наиболее вероятных однофазных отказов четырехфазной электропередачи.

Задачей предлагаемого изобретения является обеспечение преобразования как по схеме 3 фазы - 4 фазы, так и по схеме 3 фазы - 3 фазы, что позволяет повысить надежность работы четырехфазной электропередачи в аварийных режимах при возникновении наиболее вероятных однофазных повреждений.

Поставленная задача достигается тем, что в фазопреобразующее устройство, содержащее два основных фазопреобразующих трансформатора, выполненных по схеме Скотта и работающих в противофазе, к нейтралям фазопреобразующих трансформаторов подсоединяется с помощью выключателей дополнительный фазопреобразующий трансформатор, выполненный также по схеме Скотта.

Также задача достигается тем, что фазопреобразующее устройство может содержать устройства регулирования напряжения под нагрузкой, установленные с нейтральной стороны основных фазопреобразующих трансформаторов.

На фиг.1 приведена схема предлагаемого устройства для преобразования трехфазной системы переменного тока в четырехфазную. На фиг.2 представлена векторная диаграмма напряжений на здоровых фазах линии, например, при отключении аварийной фазы . На фиг.3 приведена векторная диаграмма напряжений на здоровых фазах линии при введении в работу дополнительного фазопреобразующего трансформатора. На фиг.4 представлена векторная диаграмма напряжений на здоровых фазах линии после действия устройств регулирования напряжения под нагрузкой.

Устройство (фиг.1) содержит два основных фазопреобразующих трансформатора 1, выполненных по схеме Скотта для получения четырехфазной системы переменного тока, дополнительный фазопреобразующий трансформатор Скотта 2, подсоединяемый выключателями 3, 4, 5, 6 к нейтралям основных трансформаторов 1, линейные выключатели 7 для подключения к четырехфазной линии, заземляющие выключатели 8, 9, 10, 11 и 12, 13. Со стороны нейтралей основных фазопреобразующих трансформаторов 1 предусматриваются устройства регулирования напряжения под нагрузкой 14 и 15. Нормальным режимом работы считается режим преобразования трехфазной системы в четырехфазную. В этом режиме все выключатели 4, 5, 6, 7 и 8, 9, 10, 11 отключены, а выключатели 12 и 13 включены, обеспечивая заземление нейтралей основных фазопреобразующих трансформаторов 1.

Фазопреобразующее устройство работает следующим образом. В случае возникновения повреждения на одной из фаз линии, например на фазе , происходит ее отключение соответствующим линейным выключателем 7, и на здоровых фазах линии имеет место трехфазная несимметричная система напряжений α, β, (фиг.2). При этом напряжение обратной последовательности составляет 27%, а напряжение нулевой последовательности 37% по отношению к напряжению прямой последовательности, что допустимо лишь кратковременно в течение нескольких секунд.

Далее вводится в работу дополнительный фазопреобразующий трансформатор 2. Преобразованное фазное напряжение у дополнительного фазопреобразующего трансформатора 2 в два раза меньше, чем у основных фазопреобразующих трансформаторов 1. В зависимости от аварийной фазы коммутируются соответствующие выключатели 3, 4, 5, 6, 8, 9, 10, 11 и 12, 13. Так, в случае аварийной фазы в первую очередь отключается заземляющий выключатель 12, а затем включаются выключатели 4 и 9. В результате в нейтраль вводится соответствующая дополнительная эдс, и векторная диаграмма напряжений на здоровых фазах линии приобретает вид, показанный на фиг.3. При этом резко снижается уровень несимметрии, составляя для обратной последовательности примерно 7% и отсутствуя практически для нулевой последовательности (0,3%). Такой уровень несимметрии допустим в течение нескольких минут, что позволяет за это время устранить его полностью за счет устройств регулирования напряжения под нагрузкой 14 (фиг.4).

Требуемые переключения для перехода на трехфазный режим работы при повреждении одной из фаз линии следуют из таблицы.

Для устранения уровня несимметрии при выходе из строя фаз α или в работу вводятся устройства регулирования напряжения под нагрузкой 14. Для устранения уровня несимметрии при выходе из строя фаз β или в работу вводятся устройства регулирования напряжения под нагрузкой 15.

Таким образом, из фиг.2-4 видно, что предлагаемое фазопреобразующее устройство обеспечивает переход на трехфазную симметричную систему токов и напряжений при возникновении наиболее вероятных однофазных повреждений на линии при помощи дополнительного фазопреобразующего трансформатора Скотта 2 и устройств регулирования напряжения под нагрузкой 14 и 15, что повышает надежность работы четырехфазной электропередачи в аварийном режиме.

Режим работы Состояние выключателей
3 4 5 6 8 9 10 11 12 13
4-х фазный режим о о о о о о о о в в
КЗ на фазе α в о о о в о о о о в
КЗ на фазе о в о о о в о о о в
КЗ на фазе β о о в о о о в о в о
КЗ на фазе о о о в о о о в в о
где в - включено, о - отключено.

1. Фазопреобразующее устройство, содержащее два основных фазопреобразующих трансформатора, выполненных по схеме Скотта и включенных в противофазе, отличающееся тем, что в него введен дополнительный фазопреобразующий трансформатор, выполненный также по схеме Скотта и подсоединенный с помощью выключателей к нейтралям основных фазопреобразующих трансформаторов.

2. Фазопреобразующее устройство по п.1, отличающееся тем, что оно снабжено устройствами регулирования напряжения под нагрузкой, установленными с нейтральной стороны основных фазопреобразующих трансформаторов.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники, в частности к преобразователям переменного тока в переменный с изменением числа фаз, и может быть использовано для питания устройств информационно-измерительных систем, в том числе студийной аудиоаппаратуры, а также локальных компьютерных сетей.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения бесперебойного электроснабжения ответственных потребителей при обрыве одной любой фазы сети и при обрыве нулевого провода.

Изобретение относится к области электротехники. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания стабилизированных трансформаторов с вращающимся магнитным полем. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для создания стабилизированных трансформаторов с вращающимся магнитным полем. .

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и предназначено для преобразования электрической энергии трех- и однофазных напряжений и токов.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в качестве входного органа устройств защиты и автоматики систем электроснабжения. .

Изобретение относится к электротехнике, трансформаторостроению и может быть использовано в многофазных статических преобразователях электрической энергии. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразователях, например инверторах, выпрямителях и других полупроводниковых устройствах.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразователях, например в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для преобразования трехфазного переменного напряжения в однофазное переменное напряжение той же частоты с равномерной и произвольной по величине нагрузкой фаз питающей сети, с целью применения, например, для электрификации железных дорог на переменном токе, электропитания осветительных сетей, однофазных нагрузок различного характера и назначения

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для создания стабилизированных трансформаторов с вращающимся магнитным полем

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока для станков, а также на преобразовательных подстанциях

Изобретение относится к электроэнергетике а именно к высоковольтным линиям электропередач

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании выпрямителей для регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока. Устройство состоит из трехфазного трансформатора, имеющего три катушки (1, 2 и 3) первичной обмотки, которые соединены по схеме «звезда» и подключены к трехфазной сети, шесть соединенных между собой основных катушек (4, 5, 6, 7, 8, 9) вторичных обмоток, имеющих одну добавочную катушку 10 вторичной обмотки и отпайки (11, 12, 13, 14, 15, 16) от витков основных катушек (4, 5, 6, 7, 8, 9) вторичных обмоток. Заявленное изобретение позволяет получить технический результат - сократить расход активных материалов при замене трехфазного группового трансформатора трехстержневым, что в итоге позволяет улучшить весогабаритные показатели преобразователя, упростить конструкцию преобразователя и технологию его изготовления. 2 ил.

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании выпрямителей для регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока для станков для повышения их быстродействия. Технический результат заключается в улучшении весогабаритных показателей преобразователя, упрощении его конструкции, технологии изготовления и уменьшении его стоимости. Двенадцатифазный трансформаторный преобразователь числа фаз состоит из трехфазного трансформатора, имеющего три катушки первичной обмотки, которые соединены по схеме «звезда» (или «треугольник») и подключены к трехфазной сети с нулевым проводом «0», шесть соединенных между собой катушек вторичной обмотки, имеющих отпайки от витков. Каждая катушка вторичной обмотки трансформатора является стороной «шестиугольника», преобразующего симметричную трехфазную систему напряжений в симметричную шестифазную систему напряжений. Каждая отпайка от витков катушек вторичной обмотки является одним из выходов симметричной двенадцатифазной системы напряжений преобразователя. Напряжение двенадцатифазной системы напряжений зависит от величины напряжения шестифазной системы и связано с ним соотношением: U12=U6Cos30°/Cos15°=0.897U6. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в многофазных полупроводниковых преобразователях, в частности в выпрямителях, инверторах и преобразователях частоты. Технический результат состоит в повышении качества питающего и выходного напряжения управляемого преобразователя, повышении мощности, к.п.д. и коэффициента мощности трансформатора и преобразователя в целом. Трансформатор с вращающимся магнитным полем, трехфазной и круговой обмотками содержит внутренний шихтованный магнитопровод, выполненный из пластин с полузакрытыми пазами на полную высоту катушечных групп, в которые уложены с укороченным шагом трехфазная обмотка и круговая обмотка с отводами. Наружный шихтованный магнитопровод выполнен в виде полого цилиндра, который надвигается на внутренний шихтованный магнитопровод с воздушным зазором, обеспечивающим необходимую линейность основной кривой намагничивания вращающимся магнитным полем, обеспечивающую улучшение спектрального состава кривой магнитного поля, и замыкающий основной магнитный поток, создаваемый обмотками, расположенными в пазах внутреннего магнитопровода. 7 ил.

Устройство относится к области электротехники и может быть использовано в качестве устройства симметрирования напряжений кабеля при обрыве любой его фазы. Технический результат заключается в повышении быстродействия устройства. Для этого заявленное устройство содержит первую, вторую, третью клеммы фаз кабеля и четвертую клемму нулевого провода, три конденсатора, три дросселя, выходные клеммы, первое, второе и третье реле напряжения, каждое из которых снабжено одним размыкающим и двумя замыкающими контактами, указанные дроссели соответствующих фаз включены между соответствующих фаз кабеля и одноименными выходными клеммами, введены три идентичных параллельных коммутатора тока и три идентичных последовательных коммутатора тока. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано при создании регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока и состоит из понижающего автотрансформатора, имеющего три катушки (1, 2 и 3) первичной обмотки и шесть соединенных между собой узлами A, B, C, D, E, F катушек (4, 5, 6, 7, 8, 9) вторичных обмоток, имеющих каждая по две отпайки (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21) от витков. Каждая катушка (4,5,6,7,8,9) вторичной обмотки является стороной шестиугольника, преобразующего симметричную трехфазную систему напряжений в симметричную шестифазную. Отпайки (10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20 ,21) от витков катушек (4, 5, 6, 7, 8, 9) вторичной обмотки представляют собой выходы напряжений двенадцатифазной системы напряжений. Технический результат - сокращение расхода активных материалов при замене трехфазного трансформатора трехфазным автотрансформатором за счет сокращения числа витков первичной обмотки, кроме того уменьшение потерь. 2 ил. Референт Головинова И.В.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в преобразователях регулируемых электроприводов постоянного и переменного тока и преобразовательных подстанций для питания электрифицированных железных дорог, в электрометаллургической и химической промышленности. Техническим результатом является сокращение расхода активных материалов, улучшение весогабаритных показателей преобразователя, упрощение технологии его изготовления, уменьшение потерь и стоимости. В двенадцатипульсном понижающем автотрансформаторном преобразователе две катушки вторичной обмотки каждой фазы на стержне каждой фазы обеспечивают два вторичных напряжения с противоположной полярностью (со сдвигом на 180°). При трех напряжениях сети, сдвинутых по фазе на 120°, получают шесть вторичных напряжений, сдвинутых по фазе на 60°. При соединении шести катушек (4-9) вторичных обмоток так, как указано в материалах заявки, получают «шестиугольник» с симметричной шестифазной системой напряжений на указанных катушках вторичной обмотки. На витках указанных катушек вторичных обмоток можно найти двенадцать точек, потенциалы которых равны по величине, но отличаются по фазе на одну двенадцатую часть периода (на 30°), и получить двенадцатифазную симметричную систему напряжений. Подключение к выходам двенадцатифазной системы напряжений вентилей (10-21) обеспечивает двенадцатипульсное выпрямленное напряжение. 2 ил.
Наверх