Устройство дискретного регулирования фазового сдвига напряжений сети

 

ОП ИСА ИЕ й"

Союз Советскии

Социалистические

Республик (l i> 603008

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИТИЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 22.06. 74 (21) 2048088/24-07 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано,15.04,78. Бюллетень ¹1 (5I) М. Кл.

Н 01 Р 29/14

Н 02 М 5/10

Н 02 J 3/12

Государственный иомитет

Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (53) УДК621,316.722. . 1 (088.8) (45) Дата опубликования описания,28.03.78 (72) Авторы изобретения

В. А. Вошняга, Л. П. Калинин и В. М. Постолатнй

Отдел энергетичвской кибернетики Академии Наук

Молдавской CCP (7 t ) 3a я витель (54) УСТРОЙСТВО ДИСКРЕТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ

ФАЗОВОГО СДВИГА НАПРЯ?КЕНИЙ СЕТИ

1

Изобретение относится к области электроэнергетики и предназначено для введения режимов электропередач повьпиенной пропускной способности.

ЭлектрЬпередачи повышенной пропускной способности могут быть выполнены в виде трехфазных цепей. Г1епи сближают между собой до минимально допустимого расстояния. Регулирование фазового сдвига между трехфаэными системами напряжений, подводи- Ю мых к цепям, обеспечивает изменение величины и знака электромагнитного влияния между цепями, а следовательно и изменение предела передаваемой по линии мощности.

Известно устройство дискретного регу- l5 пирования фазового сдвига напряжений сети, состоящее из двух многообмоточных трансформаторов, один из которых выполняет функ.ции обычного силового трансформатора, а другой — фазорегулятора. 20

Недостатком известного устройства регулирования является то, что установленная мощность фазорегулятора в два раза пре- ° вышает максимальную передаваемую мощность: если учесть мощность силового . 2 трансформатора, то общая установленная мощность агрегата оказывается в три раза больше максимальной передаваемой мощности.

Бель изобретения — повышение надежности работы устройства и упрощение системы управления, Для этого в предлагаемом устройстве первичные обмотки одноименных фаз трансформаторов соединены между собой последовательно и согласно н образуют, например треугольник, вторичные обмотки одного нз трансформаторов соЕдинены в треугольник, к каждой из вершин которого присоединены ьбщей точкой соединенные последовательно и согласно вторичные обмотки, фаза которых совпадает с фазой вторичной обмотки, противолежащей данной вершине.

Каждый иэ трансформаторов может быть снабжен обмотками управления, подключенными посредством выключателей к блоку г управления.

С целью улучшения нагрузочиой характеристики параллельно перв и .ым обмоткам тряцсформаторов могут быть присоединены чения обоих выключателей, и одно переходвык 333оч ате 33и. ное, в котором ни один иэ выкпючатепей не

С цепью повьпиения быстродействия в вкпючен. качестве выкпючатепей применяют управ- Не фиг. 2 а, представлена векторная ляемые си33овые попупровопниковые эпемен- 5 диаграмма выходных напряжений дпя переты, ходного состояния, при котором ни на одном

Один из трансформаторов может быть иэ трансформаторов обмотки управления не выбран на донную мощность нагрузки. эакорочены.

Чрансформаторы могут быть выполнены . Между сопряженными выходными напряс разпичными коэффициентами трансформации. lÎ жениями(Ц и U+l U и U U и0") устА В ъ1 си с}ус

На фиг. 1 представлена прннцнпиапьная ройства в переходном состоянии устанавпиваэпектрическая схема описанного устройства. ется некоторый угол 8 . При одинаковых на фиг, 2 -,векторные диаграммы поясняю- сопротивпениях контуров намагничивания щие ere статические состояния. трансформаторов . о и припоженные наПредпагаемое устройство обеспечивает ц пряжения распредепяются поровну между их преобразование трехфазной системы напря- первичными обмотками. Еспи при этом Кд= жений питающей сетями,U@,Q<) в ase трех3» e È 4 3 то в режиме холостого хода 9= ф 3з33ые системы выходных напряжений(ЯДВ3 90 3, Ц и,ц 1фл3ежду, которыми может быть На фиг. 2а состояние устройства не установпен фазовый сдвиг 0 ицн 180 ° 2О явпяется рабочим, однако его испопьзование

Обмотки первого трансформатора обозна может быть;,цепесообразным в некоторых чены индексами аС, обмотки второго р особых режимах (например, п як например, при коротких эаНачапа и концы обмоток - соответствен мыканиях в пинии). но буквами № и g, иниексом1- первичные - Ha фиг. 2б показана. векторная диаграмобмотки, индексом 2 - вторичные,3обмотка -25 ма вйходных напряжений устройства при управпения,- Ц . закорачивании обмоток управления трансфорПервич33ыв обмотки трансформаторов сов матора еС,, При этом сопротивление контудинены поспедоватепьноф4 яв и w, All, ч3,<с3., ps намагничивания трансформатора »С:шунти №Ю

3pgA 3 аеас lying и подключены иа H&Hp5K руется контуром короткого замыкания, в жение питающеи сетй0д,Ull,U (на схеме показа 5© резупьтате чего напряжения О Q,"1

ЕНКЯ А3 В1йС OKS но соединение первичных обмоток в треуголь эываются —,„актическн полностью п по ескн полностью приложенннк, однако их можно соединить и в звезду ны 33и к первичным обмоткам гра ф р моткам трансформатора

Вторичные обмотки трансформатор р ф. Первичные, а следовательно и вторичные соедине33ы в «треугольник», к каждой вер- напряжения трансформатора . при этом шине которого, кроме начапа и конца об- бпизки@ к нуmo, и фазовый сдвиг между coÇ5 моток, пр33нацпежащих двум фазам трансфо - пряженными выходными напряжениями прркматора ф, присоединяются средней точко» тически равен 0 . соединенные поспедоватепьно и согласно На фиг. 2 à приведена:,вектоpнaя диавторичные обмотки оставшейся, фазы транс» грамма напряжений при звкорачивании обмоформятора

40 ток удравпения трансформатора.P . При

Выходные напряжения 0,0, 0,отсчиты этом фазовый сдвиг между сопряжениями вы33яют от концов, s(U„,U",у" } от начап ходными напряжениями равен 180 . вторичных обмоток трансформатора относи- Очевидно, что при таком соотношении тельно точки О. между коэффициентами трансформации трансфор

Зякорачивание обмоток управления транс - маторов < и p (К, = 1Я g ): модупн

»С /7 форматоря < осуществпяют выключателями выходных напряжений при О и 180 фазовом

В Х, закорачивя33ие обмоток управления сдвиге одинаковы. трансформатора р выкпючате33ями В . Уп- Так как описываемое устройство имеет равпение выкпючате33ями В3 и В> осуществ- топько два рабочих состояния то упрsane50 1 ляется бпоками управпения БУ. ние такими устройствами, установпенными на противоположных концах ликии, синхрониэаЗначения фазового сдвига между трех» ция их работы осуществпяется по максимапьфазнымя системами выходных напряжений, но простой схеме теаемеханическго управра ное О, устанавливают захорачиванием 5 пения.

55 обмоток управпе33ия трансформатора»С,.а При закорачивании обмотки управпения значение фазового сдвига, равное 1 8СР- трансформатора с< нагрузку . несет трансT PIC+ Ph t B TOPB форматор Р и наоборот. Цепесообразность

h33o33 у33равпе33ия вык333о 3ятепями обеспечи установки фазового сдвига равного 0 ипи о

t вает два рабочих состо33н3333 устройства, я 180, определяется величиной мощности, иск33ючяя возмож33ость о3333о33рел1енного вклю пер даваемой по линии. Так, в режиме хопос603008 того хода и малых нагрузок необходимо устанавливать угол фазового сдвига О," а в режиме больших нагрузок — 180, Величина нагрузки, при которой электропередачу необходимо переводить из режима работы при фазовом сдвиге 0 в режим работы при фазовом сдвиге 180, определяется техникоо экономическим расчетом. Анализ показывает, что значение этой нагрузки приблизительно в два раза меньше максимапьной мощности щ передаваемой по пинии. Поэтому мощность трансформатора fb может быть в два раза меньше максимальной мощности, передаваемой по линии. Следовательно, мощность трансформатора Р может быть в два раза меньше мощности трансформатора cl., рассчитываемого на максимальную нагрузку, Общая установленная мощность устройства, таким образом, равна приблизительно полуторакратному (а не трехкратному, как 20 у прототипа) значению максимальной передаваемой мощности.

B реальных условиях остаточные напри,жения на обмотках эакорачиваемых транс форматоров отличны от нуля, что обуспов- 25 пено наличием активных сопротивлений и сопротивлений рассеяния рабочих обмоток и обмоток управления, Поэтому установка значений угла фазового сдвига.0 и

180 осуществляется с некоторой. погреши<о.

O стью.

Если объем меди эакорачиваемой обмотки управления равен объему меди вторичной рабочей обмотки трансформатора Р (или двух вторичных обмоток трансформатора еф то остаточное напряжение на первичной обмотке закорачиваемого трансформатора прн .номинальной нагрузке равно U / . Потери кО ,энергии в цепи управпения ири этом равны активным потерям в меди вторичных обмоток закороченного трансформатора.

Пе условиям ведения режимов электропередач повышенной пропускной способности, оборудованных предлагаемыми трансформа.торными устройствами, трансформатор С на45 ходится в нерабочем (закороченном) состоянии при нагрузке от нуля до, некоторого значения, равного мощности трансформатора

Поэтому обмотка управления трансформа50 тора С выполняется обпегченной.

Соотношение числа витков рабочих обмоток и обмоток упраьления определяется рабочими параметрами выключателей. B частном случае, если напряжение питающей сети и ток на. 55 грузки первичных обмоток трансформаторного устройства соответствует рабочему напряжению и рабочему току выключателей, последние подключают параллельно первичным

60 обмоткам трансформаторов.

При этом отпадает необходимость в применении обмоток управления, а из цепи нагрузки исключаются сопротивления рассеяния и активное сопротивление первичных обмоток эакорачиваемого трансформатора, что повышает общий КПД и улучшает нагруэочную характеристику устройства.

В ряде случаев может оказаться целесообразным с увеличением нагрузки увеличить напряжение в пинии электропередачи. Этого можно достичь, если выбрать коэффициент трансформации трансформатора еС. больше коэффициента трансформации трансформатора

6 поделенного на УЗ, T. e.

Ур к к /

Таким образом, предлагаемое трансформаторное устройство позволяет в зависимости от:„нагрузки, путем закорачиванияобмо ток управления того или иного трансформатора, осуществлять перевод электропередачи повышенной пропускной способности иэ режима, при котором между напряжениями, прикладываемыми к сближенным проводам, установлен фазовый сдвиг 0, в режим фазового сдвига 180 н наоборот.

Формула изобретения

1, Устройство дискретного регулирования фазового сдвига напряжений сетн,состоящее из двух мяогообмоточных трансформаторов, о т п и, ч а к щ е е с я тем, что, с целью повьппения надежности электроснабжения потребителей и упрощения системы управпения, первичные обмотки одноименных фаэ трансформаторов соединены между собой последовательно н согласно и образуют, на- пример, треугольник, вторичные обмотки од. ного из трансформаторов соединены в треугольник, к каждой из вершин которого присоединены обшей точкой соединенные последовательно и согласно вторичные обмотки, фаза которых совпадает с фазой вторичной обмотки, противолежащей данной вершине.

2. Устройство ио и. 1, о т и и ч а ющ е е с я тем, что каждый из трансформаторов снабжен обмотками управления, переключенными посредством выключателей к блоку управления.

3. Устройство ио и. 1, о т и и ч и ю= ш е е с я тем, что, с цепью улучшения нагрузочной характеристики, параллельно первичным обмоткам трансформаторов присоединены выключатели.

4. Устройство ио и. 1, с т и и ч а юш е е с я тем, что, с цепью повышения

603008

Фиа. g

Ш!!!!! I!!! Заказ 1865/48 Тираж 960 Подписное

Фн. нал II! Ilf Патент г ! е т, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 быстродействия, в качестве выключателей применены управляемые сил<)вые полупровощшк оные элемен гы.

5. Устройство rro rr. 1, о т л и ч а юн! е е с я тем, что один из указаннЫх у! трансформаторов выбран на полную M0UrHocTb нагрузки.

6. Устройство по и. 1, о т л и ч а к щ е е с я тем, что коэффициенты трансформации трансформаторов различны.