Устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой

УДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ОПИСАНИЕ ИЗН АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ(56) 1. Авторское свидетельство СССР В 888083, кл. С 05 Р 1/30, 1981.2. Авторское свидетельство СССР В 506834, кл. С 05 Г 1/22, 1976.3. Аппараты высокого напряжения, трансформаторы, силовые конденсаторы. - Электротехническая промышленность. НТС, 1978, вып. 11, с.12.(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА ПОД НАГРУЗКОЙ, содержащее силовой трансформатор с секционированной первичной обмоткой, одни выводы которой пофазно соединены с входными выводами, а другие через соответствующие контакты основ 80109515 ного переключателя пофазно соединеныс выводами вторичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов, и вспомогательный переключатель, подвижные контакты которогоподключены к источнику напряжения,синфазному с напряжением секционированной первичной обмотки силовоготрансформатора, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью повышенияточности регулирования, одна параразноименных выводов соответствующихфазных первичных обмоток трехфазныхвольтодобавочных трансформаторовпофазно соединена с неподвижными четными контактами вспомогательного пе- Ереключателя непосредственно, а другая урпара - с нечетными контактами егочерез соответствующие тиристорныеключи.1095154 501 55 Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано, например, для регулированиянапряжения силовых трансформаторов5 ,под нагрузкой,Известно устройство для регулирования напряжения трансформатора поднагрузкой, содержащее силовой трансформатор с секционированными фазнымиобмотками и три вольтодобавочных однофазных трансформатора, выводы вторичных обмоток каждого из которых через контакты механического избирателя соединены соответственно с четными и нечетными отводами двух смежных фазных обмоток силового трансформатора, а первичные обмотки вольтодобавочных трансформаторов через соответствующие тиристорные ключи подключены к выходным выводам силового трансформатора 1 3.Недостатком этого устройства является невозможность его использова 25 ния для регулирования напряжения под нагрузкой трансформаторов с напряжением высокой стороны свыше 35 кВ так как в этом случае секционированная обмотка силового трансформатораЗО имеет заземленную нейтраль.Известно также устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкои, содержащее силовой трансформатор с секционированной регулировочной обмоткой, механическими 35 избиратель отводов регулировочной обмотки и два вольтодобавочных транс. форматора, первичные обмотки которых подключены через тиристорные ключи к источнику напряжения, синфазному с 40 напряжением регулировочной обмотки силового трансформатора, а вторичные обмотки вольтодобавочных трансформаторов соединены между собой и их общая точка подсоединена к одному из 45 зажимов питающей сети, свободные концы вторичных обмоток подсоединены к контактам механического избирателя Г 23Недостатками данного устройства являются использование сложных по конструкции и алгоритму переключения механических избирателей, а также малое количество дискретных уровней регулируемого напряжения, равное количеству отводов секционированной обмотки силового трансформатора.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является устройство для регулирования напряжениятрансформатора под нагрузкой, содержащее силовой трансформатор с секционированной первичной обмоткой, однивыводы которой пофазно соединены свходными выводами, а другие черезсоответствующие контакты основногопереключателя пофазно соединены с выводами вторичных обмоток трехфазныхвольтодобавочных трансформаторов, ивспомогательный переключатель, подвижные контакты которого подключены кисточнику напряжения, синфазному снапряжением секционированной первичной обмотки силового трансформатора 33.Недостатком известного устройстваявляется малая точность регулированиянапряжения из-за малого количествадискретных уровней регулируемогонапряжения, равного числу отводов секционированной первичной обмотки силового трансформатора.Цель изобретения - повышение точности регулирования напряжения.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройстве для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащем силовой трансформатор с секционированной первичной обмоткой, одни выводы которой пофазно соединены с входными выводами, а другие через соответствующие контакты основного переключателя пофазно соединены с выводами вторичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансформаторов, и вспомогательный переключатель, подвижные контакты которого подключены к источнику напряжения, синфазному с напряжением сек" ционированной первичной обмотки силового трансформатора, одна пара разноименных выводов соответствующих фазных первичных обмоток трехфазных вольтодобавочных трансфоРматоров пофазно соединена с неподвижными четными контактами вспомогательного переключателя непосредственно, а другая пара - с нечетными контактами его через соответствующие дополнительные тиристорные ключи.На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой,Устройство содержит силовой трансформатор (СТ) 1 с секционированной первичной обмоткой 2 и выходной обмоткой 3, четные и нечетные отводы10951544-7 различных фаз первичной обмотки 2 СТ 1, основной переключатель (механический избиратель) с двумя подвижными контактами 8 и 9 (МИ 8, МИ 9) в каждой фазе,для переключения четных и нечетных отводов соответственно, два вольтодобавочных трансформатора 10 и 11 (ВТ 10, ВТ 11) с трехфазными вторичными обмотками 12 и 13 и первичными 14 и 15 соответственно, ти 10 ристорные ключи (ТК) 16-21 для коммутации первичных обмоток ВТ 10 и ТК 22-27 для коммутации первичных обмоток ВТ 11, вспомогательный переключатель 28 для связи первичных обмоток 14 и 15 ВТ 10 и ВТ 11 с вспомогательной обмоткой 29 силового трансформатора, входные выводы А,В,С,О и выходные выводы б, Ь, с.На фиг.2 и 3 показаны временные диаграммы, поясняющие работу устройства при изменении напряжения на нагрузке на примере переключения механическим избирателем четных отводов секционированной обмотки силового25 трансформатора (фиг,2) и путем перевода вольтодобавочных трансформато ров в различные режимы работы(фиг,3).Устройство работает следующим образом.В переходном статическом режиме работы подвижными контактами 8 и 9 основного переключателя - механического избирателя коммутируются 35 отводы 4 и 5 первичной секционированной обмотки 2 силового трансформатора 1 соответственно. Причем ВТ 11 работает в режиме "Противо-ЭДС 1", :а 10 в режиме "Трансформатор тока" 40 (ему фиг.2), Это обеспечивается путем подачи импульсов управления на ТК 23" 24 и 19-21 соответственно, Переключатель 28 находится в левом положении. Такое исходное состояние устройства 45 характерно для случая, когда напряжение на выходных выводах ь,Ь, с силового трансформатора уменьшено путем перевода вольтодобавочных трансформаторов в указанные режимы работы 50 без переключения отводов механическим избирателем. Напряжение на выходных выводах ю, Ь, с определяется уровнем напряжения, соответствующим отводу 5 первичной обмотки силового трансфор-55 матора. Ток нагрузки силового транс-. форматора делится практически поровну между отводами 4 и 5 его первичной обмотки 2. Уравнительный ток по замкнутым контурам в каждой фазе, образованным секциями первичной обмотки 2между отводами 4 и 5 ее различныхфаз и соответствующими фазами обмоток12 и 13 ВТ 10 и 11, отсутствует.ЭДС секции первичной обмотки силовоготрансформатора уравновешивается противо-ЭДС ВТ 1 О, работающего в режиме10951ханического избирателя четного отвода 6. После включения ТК 22-24замыкаются механическим избирателемконтакты в цепи отвода 6 каждой фазысекционированной первичной обмоткисилового трансформатора. Замыканиеконтактов производится при обесточенном состоянии цепи отвода 7. Послевыполнения коммутации четных отводоввеличина напряжения на выходных зажимах не изменяется и соответствуетуровню напряжения коммутируемогонечетного отвода 5, Для уменьшениянапряжения вспомогательный переключатель 28, контакты которого обесточены, переводят из левого положенияв среднее (на фиг. 1 переключатель28 показан в среднем положении).Вслед за этим подаются управляющиеимпульсы на ТК 19-21 ВТ 10, а такжепереводятся импульсы управления сТК 22-24 на ТК 25-27 ВТ 11В результате этого напряжение на выходных выводах уменьшается на величину,равную половине уровня напряжения одной ступени секционированной первичной обмотки силового трансформатора. Это объясняется тем, что первичная обмотка 12 ВТ 10 и первичная обмотка 3 ВТ 11 оказываются соединенньки последовательно и согласно для нагрузочного тока силового трансформатора, а для уравнительного тока между отводами 5 и 6 в каждой фазе эти же обмотки вольтодобавочных трансформаторов включены последовательно и35 встречно. Оба вольтодобавочных трансформатора находятся в режиме "Трансформатор тока" по нагрузочному току и практически не оказывают сопротив"40 ления ему. По уравнительному току оба вольтодобавочнык трансформатора находятся в режиме "Холостой ход" и напряжение ступени распределяется поровну между обмотками обоих воль 45 одобавочных трансформаторов. Этот режим работы вольтодобавочных трансформаторов условно назван "Делитель напряжения" (фиг.2 и 3). Для дальнейшего уменьшения напряжения на выходных выводах, а также для увеличения50 Рего в пределах одной ступени секционированной первичной обмотки силового трансформатора выполняется перевод вольтодобавочных трансформаторов в различные режимы работы фиг.3). Пределы такого регулирования напряжения ограничены уровнями напряжения, которые соответствуют отводам 5-6 54 бсекционированнои первичной обмоткисилового трансформатора, Величинашага регулирования равна половинеуровня напряжения одной ступени первичной обмотки силового трансформатора. Например, если необходимо дальнейшее уменьшени напряжения на нагрузке, то производится перевод импульсов управления с ТК 19-24 на ТК16-18 с одновременным запретом их наТК 25-27, ВТ 10 переходит в режим работы "Трансформатор тока", а ВТ 11в режим "Холостой ход". Ток нагрузки полностью будет протекать по отводуб силового трансформатора и обмоткам одного ВТ 1 О. Напряжение на выходныхвыводах уменьшится на 0,5 ступени и будет соответствовать отводу б первичной обмотки силового трансформатора. Для равномерного распределения тока нагрузки на оба отвода 5 и 6 и обмотки обоих ВТ 10 и 11 выполняетсяпереключение переключателя 28 в правое положение с последующим включением ТК 25-27. ВТ 11 перейдет в режимработы "Противо-ЭДС", и ток нагрузкисилового трансформатора распределится поровну на обе параллельные ветви, образованные обмотками двух вольто" добавочных трансформаторов и отводами 5 и 6 силового трансформатора.ЭДС секции первичной обмотки силовоготрансформатора уравновешивается противо-ЭДС ВТ 11, и уравнительный ток по обмоткам вольтодобавочного трансформатора отсутствует, Если необходимо увеличить напряжение на нагрузке, то последовательность работы устройства будет строго обратной. Сначалабез переключения отводов механическимизбирателем получаем напряжение на нагрузке, соответствующее серединумежду отводами 5-6 силового трансформатора. При дальнейшем увеличении напряжения также без переключения отводов механическим избирателем поФлучаем напряжение на нагрузке, соответствующее отводу 5 силового трансформатора. При этом будут включены ТК 19-21 и 22-24, а переключатель 28 находится в правом положении. ВТ 11 работает в режиме "Трансформатор тока", а ВТ 10 - в режиме "ПротивоЭДС 2". Если необходимо дальнейшее уменьшение напряжения на выходных выводах после перевода вольтодобавочных трансформаторов в указанные режимы работы, то выполняется переключение нечетных отводов с помощью меха1095154 нического избирателя. Последовательность работы устройства при этом аналогична последовательности переключения четных отводов. При увеличениинапряжения путем переключения отводов механическим избирателем положение переключателя 28 меняется на противоположное по сравнению с случаемуменьшения напряжения, Например,при переключении четных отводов с 6 8на 4 алгоритм работы устройства такойже, как и на фиг.2, но положение переключателя 28 будет не в левом положении, а в правом. В связи с этим,режим работы ВТ 10 "Противо-ЭДС 1"(фиг.2) заменяется на режим работы"Противо-ЭДС 2". Аналогично режимработы ВТ 11 "Противо-ЭДС 2" изменит"ся на режим работы "Противо 1 О ЭДС 1".