Преобразователь переменного напряжения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки

(72) Авторы изобретения Специал по высои Научн ое кон вольтн исслед(54) ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕН В ВЫСОКОЕ ПЕРЕИЕННОЕ НАПРЯЖЕНИЕ ДЛЯ РЕАКТИВНОЙ НАГРУЗКИ я к электропользованотаний изоляциивания на местеэксплуатаИзобретение относиттехнике и может быть идля высоковольтных испэнергетического оборудизготовления, монтажации. Известен каскадный преобразователь переменного напряжения в высокое переменное напряжение, состоящий из и трех обмоточных трансформаторов. В этом преобразователе в каждом каскаде одна из вторичных обмоток трансформатора с единена с общей точкой соединения другой вторичной обмоткой этого трансформатора и первичной обмоткой трансфор-. матора следующего каскада1.Недостаток данного преобразователя - необходимость наличия третьей до" полнительной обмотки на стороне высокого напряжения, а также возможность выхода из строя изоляции обмоток транс форматоров. Жданова, А.Р;", Зарицкий.,А. Филиппов, ,:, уссс 7 гь Срукторско-т нолвгическое бюрои криогенной т кеательский институт посто Наиболее близок к предлагаемому преобразователь переменного напряжения в:высокое переменное для реактивной нагрузки, содержащий и трансформаторов,каждый из которых включает низковольтную и высоковольтную обмотки, причемнизковольтная обмотка первого трансформатора соединена с выводами для подключения источника питающего напряжения, а высоковольтные обмотки всехтрансформаторов соединены последовательно и подклочены к выводам для подключения нагрузки2,Недостатком известного устройстваявляется наличие дополнительных обмоток, так как для возбуждения транс"форматора следующего каскада используется промежуточный трансформатор,который возбуждается со стороны высокого напряжения, а низковольтная об"мотка нагружена на обмотку возбужде"ния трансформатора следующего каскада. Кроме того, высока возможность3 1 ОО выхода из строя изоляции обмоток трансформаторов, а также в аварийных ситуациях на высоковольтных элементах устройства величины токов и напряжений могут превысить номинальные значения.Цель изобретения - упрощение, по" вышение надежности и безопасности ра" боты.Поставленная цель достигается тем, что в преобразователь переменного на ф пряжения в высокое переменное напряже. ние для реактивной нагрузки, содержащий и трансформаторов, каждый иэ которых включает низковольтную и высоковольтную обмотки, причем низковольт з ная обмотка первого трансформатора соединена с вьводами для подключения источника питающего напряжения, а высоковольтные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно и 26 подключены к выводам для подключения нагрузки, введены по числу трансформаторов реактивные элементы, один из которых включен последовательно в цепь низковольтной обмотки перво- и го трансформатора, а каждый из остальных включен параллельно низковольтной обмотке соответствующего из оставшихся трансформаторов, образуя контур, настроенный в резонанс с на- З 0 грузкой.На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя переменного напряжения в высокое переменное для реактивной нагрузки; на фиг. 2 и 3 - схемы замещения преобразователя.Преобразователь состоит из и двух- обмоточных трансформаторов высокоФю вольтные обмотки 1 которых соединены последовательно и подключены к нагрузке 2, и реактивных элементов 3 (емкостных или индуктивных), в зависимости от характера нагрузки) . Первичные обмотки 1 всех трансформаторов, кроме первого, замкнуты на реактивные элементы 3.Реактивный элемент 3 первого каскада, на который подается регулируемое напряжение, включен последовательно в цепь первичной обмотки трансформатора, Преобразователь напряжения подключен к питающей сети через регулировочный трансформатор 5, с помощью которого осуществляется плавная подстройка в резонанс и регугировка выходного напряжения6М(1) е напряжение исв схеме трансфор 2 де Ои г номи наль ноомпол ьзуемыхма торов;2 н (- модуль импеданса нагрузки.Необходимо также, ч тобы кор пусы трансформаторов последующих каскадов, начиная со второго, были надежно изолированы от земли.Напряжение на выходе пр теля необходимо распредели но по каскадам, поэтому ве противления реактивных эле должны быть одинаковыми.В случае использования разнотипных трансформаторов в соответствии с классом изоляции и параметрами трансформаторов следует ввести поправочные коэффициенты К.Для расчета величин Е можно воспользоваться схемой замещения (без регулировочного трансформатора), записать выражение входного сопротивления Е 1 причем все вторичные величины, в том числе величина нагрузки 2 , приводятся к числу витков пероичйой обмотки При резонансе мнимая часть входного сопротивления обращается в нуль= 0Для определения 7 достаточно выполнить приближенный расчет, так кк погрешности в определении величин 7ч еобразовать равномерличины сонентов 3 1370 4Преобразователь может работатьтолько на нагрузку, представляющуюсобой емкостное июи индуктивное сопротивление,Устройство работает следующим образом.Напряжение от сети через регулировочный трансформатор 5 поступаетна трансформатор первого каскада ивозбуждает его с низкой стороны. Вцепи нагрузки 2 через обмотки 1 высокой стороны трансформаторов последующих каскадов течет ток нагрузки1, Поскольку обмотки 4, образующиецепи низкой стороны последующих транс.форматоров замкнуты на реактивныеэлементы 3, то эти трансформаторывозбуждены с высокой стороны. На нагрузке 2 оказывается напряжение пОгде О - напряжение одного из каскадов,Необходимо следить, чтобы ток нагрузкиН -е превышал нощнальноготока трайсформаторов данного типаНомнем5 1001 можно компенсировать индуктивностью рабочей части регулировочного трансформатора, с помощью которого схема плавно настраивается в резонанс.Для приближенного расчета можно воспользоваться упрощенной схемой замещения двухобмоточного трансфор" матора (фиг. 2) и упрощенной схемой замещения сборки в целом (фиг. 3), где 2 к 1 2 и - сопротивление к,з, 1 о каждого каскада, а 2 1 21 и- сопротивление .холостого хода.Величины 2и 2 к определяют экспериментально иэ опытов холостого хода и короткого замыкания, 15Величина нагрузки приводится к числу витков первичной обмотки/ 2.2 н = 21, 1 угде К- коэффициент транссюрмации.Предлагаемое устройство не подвер гается перегрузке при пробое испытываемой изоляции, так как в этом случае следует автоматическое ограниче" ние тока нагрузки из-за выхода из резонанса. Ограничение тока является 25 существенным признаком, так как в рабочем режиме даже при максимальной величине получаемого напряжения с источника снимается напряжение, которое значительно ниже номинального, необ- зю ходимого для питания отдельного трансформатора, и при выходе из резонанса в аварийной ситуации напряжение на всех элементах автоматически снижается.Э 5Таким образом, повышаются функциональная надежность и безопасность работы, а также обеспечивается увеличение ресурсов оборудования и предотвращение разрушений испытуемого объекта . оБлочное исполнение преобразователя облегчает его транспортировку и сборку на месте испытаний, особенно при ограничениях в производственных прощадях,370 4механизации сборочных работ и транспортировки.Преобразователь может заменить крупногабаритные, с большим собственным весом мвцные испытательные трансформаторы, что может обеспечить значи" тельный эконоьвческий эффект,формула изобретенияПреобразователь переменного напря"жения в высокое переменное напряжениедля реактивной нагрузки, содержащийИ трансформаторов, каждый из которыхвключает низковольтную и высоковольт"ную обмотки, причем низковольтная обмотка первого трансформатора соединена с выводами для подключения источника питающего напряжения, а высоковольтные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно и подклоченык выводам для подключения нагрузки,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что,с целью упрОщения, повышения надежности и безопасности работы; введены почислу трансформаторов реактианые элементы, оДин из которых вклочен последовательно в цепь низковольтной обмоткипервого трансформатора, а каждый изостальных включен параллельно низковольтной обмотке соответствующего изоставшихся трансформаторов, образуя контур, настроенный в резонансс нагрузкой.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Глазанов В.Н; и Иванов Е,А,Силовые трансформаторы высокого напряжения. Л Иед-во АН СССР, 1931,с. 182,2, Высоковольтное испытательноеоборудование и измерения. Под ред.А.А. Воробьева, 1960, с, 17, 1001370/69 ВНИИПИ Госуд по делам 110 Я Моске лиал ППП "Пат