Многофазный трансформаторный агрегат с регулированием напряжения

 

ОП ИСАНИЕ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >970494

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.07.80 (21) 2959797/24-07 (51) М. Кл.

Н 01 F 29/02 с присоединением заявки ¹вЂ” (23,) Приоритет—

Гееударстеенный кемитет (53) УДК 621.314..236 (088.8) Опубликовано 30.10.82. Бюллетень №40 по делам нзебретений и открытий

Дата опубликования описания 05.11.82

А. В. Виноградов, Л. М. Пестряева и Я. Л. Фи цлер;:: .

Производственное объединение «Уралэлектротя ш» им. В. И. Ленина (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) МНОГОФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ АГРЕГАТ

С РЕГУЛИРОВАНИЕМ НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в трансформаторостроении, в частности в преобразовательных трансформаторах большой мощности.

Известен многофазный трансформаторный агрегат, состоящий из четырех преобразовательных трансформаторов, соединенных попарно, и каждая пара подсоединена к питающей сети через предвключенный регулировочный автотрансформатор, причем в каждом трансформаторе имеется сетевая и фазосдвигающая обмотки, соединенные в зигзаг таким образом, что в трансформаторах, образующих первую пару, фазные напряжения сдвинуты по отношению к напряжениям сети на угол +7,5, а в трансформаторах, образующих вторую пару— на — 7,5, при этом вторичные обмотки одного из трансформаторов, образующих пару, соединены в треугольник, а вторичные обмотки другого трансформатора — в звезду.

Такой трансформаторный агрегат с регулированием напряжения дает возможность получить на стороне низшего напряжения 12-фазнум систему напряжений, состоящую из четырех трехфазных, сдвинутых между собой на углы 0, 15, 30, 45, а 12-фазная система напряжений позволяет при работе указанного трансформаторного агрегата на преобразователь получить число пульсаций выпрямленного напряжения за время одного периода, равное 24, что в свою очередь приводит к значительному снижению величин токов высших гармоник, генерируемых преобразовательным агрегатом в питающую сеть (1).

Однако такой трансформаторный агрегат имеет существенный недостаток, заключающийся в относительно высоких массогабаритных показателях, относительно низком КПД и коэффициенте мощности, что

1s обусловлено тем фактом, что он состоит из шести единиц трансформаторного оборудования.

Наиболее близким к изобретению по своей технической сути и достигаемому результату является многофазный трансформаторный агрегат с регулированием напряжения, содержащий два трансформатора, каждый из которых иммт трехстержневую магнитную систему, сетевую обмотку и вентильную обмотку, расщепленную на четное чис970494 ло частей, половина из которых соединена в звезду, а половина — в треугольник.

Каждый из указанных трансформаторов подключен к питающей сети через регулировочный автотрансформатор, обмотки которого соединены по схеме зигзаг, а система вторичных напряжений сдвинута на 7,5 по отношению к напряжениям питающей сети, при этом в одном автотрансформаторе угол сдвига составляет +7,5, а в другом — 7,5 . Такой трансформаторный агрегат более экономичен по сравнению e(1) 0 что обусловлено сокращением в два раза единиц трансформаторного оборудования (2)

Однако и в этом случае КГ1Д,коэффициент мощности, суммарная масса трансформаторного оборудования, занимаемая им площадь и расходы на строительную часть, не являются оптимальными.

Цель изобретения — повышение экономичности трансформаторного агрегата.

Поставленная цель достигается тем, что каждый из трансформаторов дополнительно 20 содержит фазосдвигающую и регулировочную обмотку, которая включена последовательно с сетевой обмоткой, расположенной на том же стержне магнитной системы, при этом последовательно соединенные сетевая и регулировочная обмотки на трех стержнях магнитной системы соединены в треугольник и образуют общие точки, а фазосдвигающие обмотки началами подсоединены к питающей сети, а концами — к общим точкам соединения сетевых и регулировоч- З0 ных обмоток, расположенных на разных стержнях магнитной системы, причем в одном трансформаторе фазосдвигающая обмотка, расположенная на первом стержне, соединена с одной из обмоток, расположенных на втором стержне и с одной из обмоток, расположенных на первом стержне, а в другом трансформаторе фазосдвигающая обмотка, расположенная на первом стержне, соединена с одной из обмоток, расположенных на третьем стержне, и с одной из обмоток, расположенных на первом стержне.

На чертеже представлен трансформаторный агрегат с регулированием напряжения.

Агрегат содержит два трансформатора

1 и 2, каждый из которых имеет магнитную 45 систему соответственно 3 и 4.

Магнитная система 3 трансформатора 1 содержит три стержня 5 — 7, а магнитная система 4 трансформатора 2 — стержни

8 — 10.

На стержнях 5 — 7 расположены сетевые обмотки соответственно 11 — 13, а на стержнях 8 — 10 — сетевые обмотки соответственно 14 — 16.

Вентильная обмотка 17 трансформатора

1 расщеплена на две части 18 и 19, при5S чем части 18 на трех стержнях магнитной системы 3 соединены в звезду, а части 19— в треугольник. Аналогично вентильной обмотке 17, вентильная обмотка 20 трансформатора 2 расщеплена на части 21 и 22, части 21 на трех стержнях магнитной системы 4 соединены в звезду, а части 22— в треугольник. Трансформатор 1 имеет фазосдвигающие обмотки 23 — 25, расположенные на стержнях соответственно 5 — 7, а трансформатор 2 — фазосдвигающие обмотки 26 — 28, расположенные на стержнях соответственно 8 — 10. Регулировочные обмотки 29 — 31 трансформатора 1 соединены соответственно последовательно с сетевыми обмотками 11 — 13, расположенными на тех же стержнях магнитной системы, а регулировочные обмотки 32 — 34 трансформатора 2 — соответственно с сетевыми обмотками 14 — 16. Фазосдвигающие обмотки в обоих трансформаторах своими началами подключены к питающей сети, а концами— к точкам соединения сетевых и регулировочных обмоток, расположенных на разных стержнях магнитной системы. Так, в трансформаторе 1 фазосдвигающая обмотка 23, расположенная на стержне 5, имеет общую точку с сетевой обмоткой 12, расположенной на стержне 6, и с регулировочной обмоткой 29, расположенной на стержне 5.

В трансформаторе 2 фазосдвигающая обмотка 26, расположенная на стержне 8, имеет общую точку с сетевой обмоткой 16, расположенной на стержне 10 и с регулировочной обмоткой 32, расположенной на стержне 8. Число витков фазосдвигающей обмотки выбирается из условия получения при номинальном положении переключающих устройств углов сдвига фазовых напряжений в трансформаторах относительно напряжений сети на +.7,5 . Это позволяет на стороне низкого напряжения трансформатор ного агрегата получить 12-фазную систему напряжений, состоящую из четырех трехфазных, сдвинутых между собой на углы

0, 15, 30, 45, что в свою очередь позволит при работе предлагаемого трансформаторного агрегата на мостовой преобразователь, получить 24-фазную систему выпрямления. В процессе регулирования напряжения углы сдвига фазных напряжений трансформаторов изменяются, однако это изменение невелико. Например, при глубине регулирования, равной 20 /р, угол изменяется от 15 в номинале до 12 при введенной регулпровочной обмотке.

При использовании изобретения в транс форматорных агрегатах, применяемых совместно с преобразователями при электролизе цветных металлов, где регулирование после выхода на установившийся режим требуется в пределах 10 — 12 /р, отклонение угла сдвига от 15 составляет около 1,5 и по воздействию на питающую сеть преобразователь практически обеспечивает 24импульсный режим выпрямления.

Устройство позволяет создать более экономичный многофазный трансформатор970494

Формула изобретения

zz

1g

J7

ВНИИПИ Заказ 7412/66 Тираж 761 Подписное

Филиал ППП <Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ный агрегат: повысить КПД, коэффициент мощности, снизить массу агрегата при значительном уменьшении занимаемой агрегатом площади и капитальных затрат на строительную часть.

В частности, использование изобретения в трансформаторном агрегате типовой мощностью 80000 кВт позволяет повысить КПД агрегата на 0,1о/о коэффициент мощности на 0,2о/о, снизить массу агрегата примерно на 10 — 12о/о и существенно уменьшить занимаемую агрегатом площадь и капиталь- 1О ные затраты на строительную часть.

Многофазный трансформаторный агрегат с регулированием напряжения, содержащий два трансформатора, каждый из которых имеет трехстержневую магнитную систему, сетевую обмотку и вентильную обмотку, расщепленную на четное число 2о частей, половина из которых соединена в звезду, а половина — в треугольник, отличающийся тем, что, с целью повышения экономичности агрегата, каждый из трансформаторов дополнительно содержит фазосдвигающую и регулировочную обмотку, ко торая включена последовательно с сетевой обмоткой, расположенной на том же стержне магнитной системы, при этом последовательно соединенные сетевая и регулировочная обмотки на трех стержнях магнитной системы соеди иены в треугольник и образуют общие точки, фазосдвигающие обмотки своими началами подсоединены к питающей сети, а концами — к общим точкам соединения сетевых и регулировочных обмоток, расположенных на разных стержнях магнитной системы, причем в одном трансформаторе фазосдвигающая обмотка, расположенная на первом стержне, соединена с одной из обмоток, расположенных на втором стержне и с одной из обмоток, расположенных на первом стержне, а в другом трансформаторе фазосдвигающая обмотка, расположенная на первом стержне, соединена с одной из обмоток, расположенных на третьем стержне и с одной из обмоток, расположенных на первом стержне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. W. HaBersac und D. Rogg. Stromversorgung fur cine Alymininmelektrolise.

«Siemens-Zeitsehrist» .1а11гgang Juni, 1973, 47, Heft 6, S. 447 — 454.

2. Die Stromversorgunganlage der

Alyminiumhutte Hushes (Notwegen), Bulletin 0erlikon Ко 370-371, Zurich, Nov.

1966.