Устройство регулирования фазового сдвига напряжения сети

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Соцналцстицеских Республик(5 М, Кл,Н 01 Г 29 Н 02 М 5 Н 02 3 3 явкис присоединением (23) Приоритет- (43) Опубликован осударственный коцитетСовета Министров СССРео делац изаоретенийн открытий 23 25.06.7 7 Бюлле 3) УДК 621.316. 728.(4 б) Дата опубликова писания 24.08,77 Авторынзобрете ни В,Вн А, Бошняга, Л остолати дел энергетической кибернетики АН молдавской СС(71) Заяви УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА НАПРЯЖЕНИЯ СЕТИ Предлагаемое изобретение относится к электроэнергетике и предназначено преимущественно для электропередач повышенной пропускной сп:собиостиИзвестно устройство для регулирования фазового сдвига напряжения сети, содержащее трехфазные трансформаторы, один из которых выполняет функции обычного силового трансформатора, а второй - фазорегулятора. Контактная система фазорегулятора яь ляется наиболее вероятным источником повреждений, снижающим надежность электропитания потребителей. Кроме того, при повторяющихся резких и глубоких перепадах нагрузки (плавильные печи, прокатные станы) необходимо минимально возможное время перехода от нулевого до предельного значения фазового сдвига между системами выходных напряжений. Механическая система РПН должна при этом последовательно проходить все промежуточные ступе ни, что увеличивает общее время срабатывания. Синхронизация работы РПН фазорегуляторов, установленных на противоположныхконцах электропередачи, требует многопозиционцой системы телемеханического уп 5 равлениян предусматривающей реализациюи контроль большого числа операций,Мощность обмоток поперечногосдвига( регулировочных обмоток) при максимальноном значении угла фазового сдвига 6010 равна мощности рабочих обмоток, Это знамчит, что установленная мощность фазорегулятора в два раза превышает максимальнутт,передаваемую. мощностьн Если учесть мощность силового трансформатора, то общая15 установленная мощность агрегата будет втри раза больше максимальной передаваемой, что является также недостатком прототипа,Цель изобретения - повьциецие надежносм20 ти работы устройства, сцижецие устацовлеаюной мощности, увеличение быстродействияи упрощение системы телемехацн нс когоуправления.Это достигается благодаря точу.что25 указанные трехфазные трацсфорчатор выд 28733 1 О 55 полнены из двух групп однофазных трансфорлаторов, при этом первичные обмотки трансформаторов первой группы соединены в треугольник, к вершинам которого подсоединены концы первичных обмоток трансформаторов второй группы, начала которых подсоединены к питаюцей сети. Концы вторичных обмоток трансформаторов второй группы соединены в обшую нулевую точку, а кначалам втори шых обмоток присоединенаобшая точка обмо ж трывсформыторов первой группы, соединенных между собой согласно и последовательно, причем каждыйиз указанных трансформаторов снабжен обмоткой управления, подключенной посредством выключателей к блоку управления.Для повышения быстродействия в качестве выключателей применяют управляемыевентили,Для увеличения пропускной способности 20электропередачи коэффициент трансформациитрансформаторов одной из групп большекоэффициента трансформации трансформаторов другой группы,На фиг, 1 изображена принципиальная 25электрическая схема предложенного устройства; на фиг, 2 - векторные диаграммы,поясняюшие его статические состояния.Предлагаемое устройство обеспечиваетпреобразование трехфазной системы напряжений питающей сети (О,О О )в две трехфазные системы выходных напряжений (ОА,НО, О и О , О, О ), между которыми может быть установлен шазовый ссищг О илио180 . Обмотки 1 трансформаторов пеовои 35группы обозначены индексами о(., второй - 3, Начала и концы обмоток обозначены ьо,фтственно буквами "н"Индексы "1" относятся к первичнь. 1, идексы "2" - к вторичным обмоткам; Ф,-, 40обмотки управления.Выходные напряжения( О ОВ,О ) и (ОкО, О ) образуются геометрическим суммированием вторичных напряжений трансформаторов обеих групп рс ив состдетствии с равенствами;А гА гс/СВ А гЪА га.ВС=О +О О -О +оО:О +ОО =О +ОВ г 13 В гАСАЭ гвв ХААСО О =О Ос гас хВлс звсгадьЗакорачивание обмокк управления группы трансформаторов с- осушествляют выключателями В,при этом фазовый сдвигоравен 180 . Управление выключателямиосуществляется блоком управления БУ который обеспечивает два рабочих соединения устройства, исключая возможностьпновременного включения обоих выключа телей, и одно переходное состояние, прикотором ни один из выключателей не вклкьчен,На фиг. 2 а представлена векторнаядиаграмма выходных напряжений для случая,когда облотки управления разомкнуты.Если сопротивление контура цамыгничивания трансформаторов группы ь больше вГ3 раза соответствоче о соппотивлеиятрансформаторов группы З, то приложенныенапряжения распределяются поровну междупервичными обмотками трансфорлаторовобеих групп. Тогда при коэффициентах трансформации : К выходные напряжения усторойств будут сдвинуты на угол 90 приразомкнутых обмотках управления ( 6 =90 ),оПоказанное на фиг. 2 а состояние устройства не является рабочим, однако егоиспользование может быть целесообразнымв некоторых особых режимах. (напримерпри коротких замыканиях в линии).На фиг. 2 б показана векторная диаграмма выходных напряжений устройства призакорачивании обмоток управления трансформаторов группы д. , В этом случае сопротивления контуров намагничивания трансформаторов группы , шунтируется контуром .короткого замыкания, в результатечего напряжения О Ов О оказываютсяпрактически полностью приложенными к первичным обмоткам трансформаторов группы . , Первичные иследовательно, вторичные напряжения трансформаторов группы д при этом близки к нулю, а угол фазового сдвига, 8 между выходными напряжениями в этом случае практически раовен О,На фиг. 2 в приведена векторная диагралма напряжений при закорачивании обмоток управления трансформаторов группыВ этом случае фазовый сдвиг между выхойоными напряжениями равен 180, При одинаковых коэффициентах трансформации ( М,== К ) л 1 оцули выходных напряжений при фа-.озовом сдвиге О и 180 одинаковы,Тяк кяк описываемое устройство имееттолько два рабочих состояния, управлениетакими устройствами, ус тановленны ми напротивоположных концах линии и синхронизации их работы осуестдляются по максимально простой схеме телемеханическогоуправления,При зякорачивянии обмоток управлениятрансформаторов группы с. нагрузку несуттрянсфорлюторы группыи наоборот,Цепесообрязнссть установки фязовогоосдвига, рявного О или 1.80 , определяетсявеличиной моности, перелявяелс нинкиТак, в режиме холостого хола и малых нагрузок необхолнмо устанявливят, угол фажъ 562873оого сдвига О, а в режиме больших наг- орузок - 180 . Величина нагрузки, цри которои электропередачу необходимо перевсьдить из режима работы при фазовом сдвигео0 в уежим работы при фазовом сдвиге5 180, определяется технико-экономическим расчетом. Анализ показывает, что значение этой нагрузки приблизительно в два раза меньше максимальной мощности, передаваемой по линии. Поэтому суммарная мощность 1 О трдпсформаторов группыможет быть в два раза меньше мощности, передаваемой по линии, Следовательно, суммарная мощность трансформаторов группы р должна быть в два раза меньше суммарной мощ ности трансформаторов группы д рассчитываемых на максимальную нагрузку, аобщая установленная мошность устройства равна полуторакратному (а не трехкратному, как у прототипа) знаЧению максимале ной передаваемой мшцности.В реальных условиях остаточные напряжения на ормотках закорачиваемых трансформаторов отличны от нуля, что обусловлено наличием активных сопротивлений и 25 сопротивлений рассеяния рабочих обмоток и обмоток управлрния, Поэтому установка значений угла фазового сдвига 0 или 180 осуществляется с некоторой погрешностью.30Если объем меди закорачиваемой обмотки управления равен объему меди вторичной рабочей обмотки трансформатора группы . Р (или двух вторичных обмоток трансформатора группы с ), остаточное напряжение на первичной обмотке закорачиваемого трансфор матора при номинальной нагрузке равно,ОКо Потери энергии в цепи управления при этом равны активным потерям в меди вторичных обмоток закороченного трасформатора.40По условиям ведения режимов электропередач повышенной пропускной способности, оборудованных предлагаемыми трансформаторными устройствами, трансформаторы груп пы о находятся в нерабочем закороченном) состоянии при нагрузке отнулядонеко- торого значения, равного мощности трансформаторов группы ., поэтому обмотка управления трансформаторов группы А вы полняется облегченной.50Соотношение числа витков рабочих обмоток и обмоток управления определяется рабочими параметрами выключателей.Если напряжение питающейсетиитокяа-гузки первичных обмоток трансформаторного устройства соответствуют рабочему непряжению и рабочему току выключателей, . последние подключают параллельно первичным обмоткам трансформаторов.При этом отпадает необходимость в применении обмоток управления, а из цепи нагрузки исключаются сопротивления первичных облоток закорачиваемого трансформатора, что повышает общий к,п.д. и улучшает нагрузочную характеристику устройся ва.Иногда с увеличением нагрузки целесс образно увеличивать напряжение в линииэлектропередачи.Этого можно достичь, если выбрать коэффициент трансфоамации трансформаторов груьпы Ф больше коэффициента трансформациитрансформаторов группы, т.е. К) ИТаким образом, предлагаемое трансформаторное устройство позволяет в зависимости от нагрузки путем закорачивания обмоток управления того или иного трансформатора осуществлять перевод электропередачиповышенной пропускной способности из режима, при котором между напряжениями,прикладываемыми к сближенным проводам,установлен фазовый сдвиг О, в режим фаозового сдвига 180 и наоборот,Формула изобретения1. Устройство для регулирования фазового сдвига напряжения сети, содержащее трехфазные трансформаторы, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителей и упрощения системы управления, трехфазные трансформаторы выполнены из двух групп однофазных трансформа торов, при этом первичные обмотки трансформаторов первой группы соединены в треугольник, к вершинам которого подсоединены концы первичных обмоток трансфор маторов второй группы, начала которых под соединены к питающей сети, концы вторичных обмоток трансформаторов второй груп пы соединены в общую нулевую точку, а х началам вторичных обмоток присоединена общая точка обмоток трансформаторов пер вой группъ, соединенных между собой со ласно и последовательно, причем каждый из указанных трансформаторов снабжен об моткой управления, подключенной посредством выключателей к блоку управления.2. Устройство по п,1, о т л к ч а ющ е е с я тем, что. с целью повышения бысгродействия, в качестве выключателей применены управляемые вентили.3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью увеличения пропускной способности электропередачи, коэффициент трансформации трансформаторов одной из групп больше каэффициента транс формации трансформаторов другой группы.иФмВ й" Редактор Т. Загребельная Техред М. Левицкая корректор Тираж 976 ударственного комитета по делам изобретений 5, Москва, Ж, РаушсЗака 8/1 70 НИИПИ одписноеа Министров СССР 30 наб.,ППП "Патент, г. Ужгород, ул. Проектная