Способ управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения питания трансформатора

 

Союз Советскнк

Социалистических

1оеспубпик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт, синд-ву (22) Заявлено 04.01. 76 (21) 2307780/24-07 с присоединением заявки М. (23) П рноритет—

Опубликовано 15. 10.79. Бюллетень Рй 38 (51)М. Кл.

Н 02 P 13/16

Государственный еонетет

СССР ео делам изооретений в открытий (53) УДК621.816..722. 1(088.8) Дата опубликования описания 18.10.79 (72) Авторы изобретения

С. П. Лохов, М. В. Гельман и В. Я. Боос (71) Заявитель Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ТРЕХФАЗНЫМ ТИРИСТОРНЫМ РЕГУЛЯТОРОМ

НАПР ЯЖЕНИЯ ПИТАНИЯ:ТРАНСФОРМАТОРА

2 держки. При этом способе отключаются сначала одна из фаз сети в момент перехода тока через нуль, а затем две остальные (21.

Недостатком его, является насмшение одного из стержней трансформатора, что приводит к выбросу тока намагничивания при отключении и,, соответственно снижает надежность и энергетические показатели.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в устройствах, где производятся отключения трансформатора от сети.

Известен способ управления, по ко5 торому угол задержки включения первой полувопны тока изменяется автоматически путем измерения вольт-секундных интегралов и включением тиристорных ключей в момент равенства вольт-секундного интеграла эпектродвижушей силы обмотки трансформатора от момента ее нулевого значения в конце полуволны и вольт-секундного интеграла напряжения на тиристоре (11.

Недостатком этого способа являются пониженные быстродействие и надежность.

Наиболее близким по технической сушности к предложенному является способ выключения трехфазного трансформатора тиристорным контактором путем снятия управляюших импульсов, подаваемых до этого с нулевыми углами фазовой заБелью изобретения является повышение надежности и энергетических показателей;

Это достигается тем, что по предложенному способу управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения питания трансформатора перед отключением трансформатора в течение ограниченного числа полувопн одного знака подачу импульсов отпирания тиристоров соответствуюших фаа производят с различной задержкой,:увеличнватошей .. ся к моменту запирания чттфисторов.

На фиг. 1 представлена схема силоьой части контактора с трехфазным трансформатором, поясняющая предло- женный способ; на фиг. 2 — диаграммы при выключении трансформатора; на фиг. 3 - диаграммы при выключении трансформатора без введения углов задержки включений фаз сети:U — фаэные

l напряжения сети; U> — напряжения первичной обмотки фаз А трансформатора;

Ug - напряжения первичной обмотки фазВ трансформатора;: Uс - напряжения первичной обмотки фазы С трансформатора; 3 — ток намагничивания фаэ !

5 трансформатора.

Силовая схема контахтора содержит. тиристорные ключи 1, 2, 3 из встречнопараплельно соединенных вентилей, которые подключают и отключают трансформатор 4 от сети. Изменение индукциий3 в одном стержне магнитопровода трансфор"матора пропорционально вольт -"секундно- му интегратору Ч: напряжения обмотки этого стержня

aB=)Udk= Ф (g) о

При длительном подключении трансформатора (т.е. когда закончились все пе реходные процессы) к обмотке прикладываются пощ ые полуволны синусоидальйого напряжения с-ети со значениями вольт-секундных интегралов 9 . Изменение индукции за время действия одной полуволны составляет 2 В

Ug — U = U . (4)

Выразив U< через б и tJ иэ выражения (3) и подставив в выражение (4), получим

5 Uta uñ

0,- — ——

2 2 ° (5)

Для симметричной трехфаэной системы напряжений сети справедливо равенство

"Ъа», "со

Ъо 2 i (6) где напряжения U o и ño напряжения фаз соответственно В и С сети. Тогда выражение (5) преобразуется с учетом

5 выражения (6 ) 40 вательно и к ним приложено линейное напряжение 0 сети. Из-за этого на обмотке фазы С появляется дополнительное напряжение, вольт-секундный 50 интеграл которого за последнюю полу- волну интервала включения обозначен Ч „, Следоватепьйо, кмксимальное значение индукции стержня фазы С при вйФйочении, s coîòàåòñòâàè с выраже- 55 ниями (1) и (2), больше величины B. на величину, определяемую вольт-сехундным интегралом 9< (при атом rrposcходит насыщение стержня фазы С). Дпя

U м о где В - л4аксимапьное значение инм дукции в режиме установившегося включения..

Первым выключается в момент (э

{фиг.2) ключ 1, отсоединяя фазу А сетй от фазы, А трансформатора в момент пе рехода тока фазы через нуль. На обмотке фазы А трансформатора появляется остаточное напряжение. Первичные обмотки фаз В и С соединены последо5 . 4 того, чтобы не произошло насыщения стержня фазы С, вводят угол задержки сС (фиг.2) в подключении фазы С сети к трансформатору, величину которой выбирают тахой, чтобы вольт-секундный ин- теграл разности напряжений фазы С сети и трансформатора за время задержки был равен также Ч 4 . Тогда вольтсекудный интеграл от напряжения фазы С трансформатора за последнюю попуволну равен Ч о+ 94 ч „= ч

Введение задержки в подключении фазы С сети, осуществляемой ключом 3, приводит к появлению дополнительного напряжения на обмотке фазы B в полуволну того же знака, и вольт-секундный интеграл от напряжения фазы В трансформатора может быть больше Ч р.

Определим величину вольт-секундного интеграла от дополнительного напряжения на фазе B (фиг.2). Qm трансформатора справедливо уравнение баланса потокосцеплений, которое для напряжений записывается следующим образом

IJà Ф U>+ Uñ =0 . (3)

При отключенной фазе С сети имеем для напряжений первичных обмоток фаз

А и В трансформатора

U = о+ Т со с1 ° (7)

Но вольт-секундный интеграл от напряя " (со Uc) равен Ч 4 (фиг.2).

g. со с

Следовательно вольт-секундный интеграл от дополнительного напряжения первичной обмотхи фазы трансформатора за время задержки подключения фазы С сети равен,, т.е. в два раза меньше аналогичного интеграла в фазе С трансформатора. Тогда для того, чтобы не произошло насыщения стержня фазы В, вводят угол задержки.ф < подключения фазы В сети, за время которого вольт6 изобретения ормула

Способ управления трехфазным тиристорным регулятором напряжения питания трансформатора, основанный на изменении задержки отпирания тиристоров соответствуюших фаз, в зависимости от измеренного приложенного вольт-секундного интеграла напряжения, и запирании

1О тиристоров сначала в одной из фаз с последуюшим отключением остальных при отключении трансформатора, о т л ича ющнйся тем, что, сцельюповышения надежности и энергетических показателей, перед отключением трансформатора в течение ограниченного числа полуволн одного знака подачу импульсов отпирания тиристоров соответствуюших фаз производят с различной задержкой, увеличиваюшейся к моменту запирания ти ристоров..

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

¹ 403006, кл. Н 02 Р,13/16,, 1971.

2. Заявка ¹ 1813281/24-07, кл. Н 02 Р 13/16, 1972," по которой принято положительное решение (прототип), I

5 692055 секундный интеграл разности напряже- Ф ния фазы В сети и трансформатора раЧ ( вен -« . Угол задержки д. подключения фазы. В сети меньше аналогично угла фазы C. При введении задержки в фазе В на первичной обмотке фазы А трансформатора появляется дополнительное напряжение, вольт-секундный инте- . грал которого по аналогии с предыдушим равен -; - . Для предотврашения

Ч насышения стержня А фазы А вводят угол задержки А в подключении фазы А сети, величина которого меньше аналогичных углов задержки в фазах В и С сети. Все углы задержки вводят в полуволну напряжения одного знака (на фиг,2 это полуволны положительного знака).

Очевидно, что введение углов задержки можно продолжить на бесконечное число полуволн, однако целесообразно число полуволн ограничить, например только одной полуволной,{на фиг. 2 их число равно трем), так как угол задержки уменьшается к началу интервала включения из-за уменьшения вольт-секундного интеграла дополнительного напряжения по закону геометрической прогрессии, а ток намагничивания еше быстрее.

На фиг. 3 показаны процессы отключения без введения углов задержки.

692055

Составитель О. Парфенова

Танкред H. Бабурка Корректор Я. Шароши

Редактор И. голышева

Заказ 6238/49 Тираж 857 Подписное

ЙНИИПИ Государствеиновт комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4