Устройство регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой

111 5 О 6836 Сове Советских Соеалистических Республик(23) ПриоритетОпубликовано 15.03.76. Бюллетень10Дата опубликования описания 31,05.76 51) М. Кл."- 1 05 Г 1,/14 Государственный комитет Совета Министров СССР по аелам изобретенйи открыт 3) УДК 621.316,72. А. Сучков н и. м. туманов ФЦ Еивауавувмий и 72) Авторыизобретения71) Заявитель Горьковскийполитехническ нститут им. А, А, Жданова 4) УСТРОЙСТВО РЕГУЛИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА ПОД НАГРУЗКОЙ1Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования или стабилизации напряжения под нагрузкой.Известны устройства регулирования напряжения прансформатора под нагрузкой, содержащие силовой трансформатор с секционированной вторичной обмоткойпереключатели отводов вторичной обмотки, два вопомогательных трансформатора и осуществляющие регулирование напряжения под нагрузкой без разрыва дуги тока нагрузки,Однако известные устройства при регулировании трехфазного напряжения требуют применения двух вспомогательных трансформаторов, двух переключателей и двух комплектов тиристорных групп на каждую фазу регулируемого под нагрузкой силового трансформатора,С целью сокращения числа вопомогательных трансформаторов и соответствующей коммутационной аппаратуры при регулировании трехфазного напряжения в предлагаемом устройстве в каждую фазу трансформатора последовательно с силовой секционированной обмоткой включена вторичная обмотка одного из трех вспомогательных трансформаторов, первичные обмотки которых питаются от соответствующих фаз вспомогательной обмотки силового трансформатора через 2несколько групп встречно параллельно включенных тиристоров.На фиг, 1, 2 и 3 приведены возможные варианты схем предлагаемого устройства.5 Предлагаемое устройство состоит из силового трансформатора 1 (фиг. 1), первичная обмотка 2 которого подключена к трехфазной сети, а питающая нагрузку обмотка 3 выполнена секционированной с отводами 4 - 10 8, трех идентичных переключателей 9, по одному на каждую фазу с числом рабочих положений, равным числу отводов секционированной обмотки силового трансформатора, трех вспомогательных однофазных трансфор маторов 10, каждая из первичных обмоток11 которых питается от соответственной фазы вспомогательной обмотки 12 силового трансформатора через десять трупп встречно-параллельно включенных тиристоров 13, а их 20 вторичные обмотки 14 включены последовательно с соответствующей фазой секционированной обмотки силового трансформатора.Минимально возможное число тиристорныхгрчпп в цепи первичной обмотки каждого 25 вспомогательного трансформатора равнодвум, а максимальное число определяется требуемым количеством уровней напряжения при заданном числе отводов секционированной обмотки силового трансформатора. Для ЗО получения шестнадцати уровней наоряженияТаблица Уменьшение напр.янсенияна наруке. в долях от ступени 14 12 13 10 3 427 в пределах .каждой ступени силового трансформатора вспомогательная обмотка выполнена секционированной с отводами 15 - 19, Число витков между этими отводами соответственно относятся между собой как числа ряда 1:2:4:1. Каждый отвод секционированной вспомогательной обмотки силового трансформатора может подключаться через две грунпы встречно-параллельно включенных тиристоров 20 - 29 к обоим концам первичной обмотки соответственного вспомогательного трансформатора, обеспечивая этим на ней восемь различных уровней напряжения с различной полярностью.Рассмотрим процесс регулирования напряжения на,примере его уменьщения в одной из фаз, например, в фазе А. В двух других фазах регулирование напряжения п 1 роисходит аналогично и одновременно. Минимальное напряжение на нагрузке при замкнутой цепи отвода 8 равно разности полных напряжений фаз вторичных обмоток силового трансформатораи вспомогательного трансформатора и получается при работающих тиристорных группах тиристоров 21, 28. Для дальнейшего уменьшения напряжения осуществляется коммутация тока нагрузки с отвода 8 на отвод 7, для чего вторичная цепь фазы А силового трансформатора должна быть обесточена. По отношению к нагрузочке фазы А вторичная цепь имеет две параллельные ветви. Сопротивление одной ветви образовано сопротивлениями:короткого замыкания фаз А силового и вспомогательного трансформаторов, а сопротивление второй ветви равно сумме сопротивлений короткого замыкания фаз В и С этих же трансформаторов. Для снижения ток во;вторичной цепи фазы А не прерывая тока в нагрузке необходимо, чтобы сопротивление ветви фазы А было намного больше сопротивления другой параллельной ветви, для чего вспомогательный трансформатор 10 фазы А переводится в режим холостого хода с питанием с вторичной стороны, что осуществляется снятием управляющих импульсов со всех тиристорных групп этой фазы. Сопротивление ветви фазы А за счет сопротивления, вносимого вспомогательным трансформатором, находящимся в режиме холостого хода, становится много больше сопротивления другой параллельной ветви. Схема переходит в режим работы, близкой к режиму открытого треугольника. Максимальное напряжение на нагрузке получается при замкнутом контакте переключателя 9 на отводе 8 и равно сумме максимального напряжения вторичной обмотки 3 силового трансформатора и полного напряжения вторичной обмотки вспомогательного трансформатора 14. При необходимости ступенчатопо уменьшения напряжения на нагрузке с шагом, равным /1, напряжения ступени, следует снимать управляющие импульсы с работающих групп тиристоров и в соответствующие моменты времени;подавать импульсы управления на другие группы,В таблице указаны работающие группы тиристоров и соответствующая им величина уменьшения напряжения на нагрузке в долях от напряжения ступени силового трансформатора,20 2530 35 40 45 50 Для этого режима характерно, что напряжение на нагрузке остается практически тем ке, что и в нормальном режиме, а ток в фазах В и С силового трансформатора увеличивается в 3/ 3.При выполнении указанного соотношения практически весь ток нагрузки фазы А пере- распределяется на две другие фазы обмотки силового трансформатора. Так как весь процесс коммутации тока, нагрузки с одного отвода секционированной обмотки силового трансформатора на другой занимает незначительный промежуток времени, то это не приводит к перегреву его обмоток.Затем производят разрыв переключателем 9 обесточенной цепи отпайки, включают тиристорные крупицы тиристоров 20 и 29, обеспечивая максимальное напряжение на вторичной обмотке вспомогательного трансформатора, равное половине напряжения ступени. Полярность этого напряжения совпадает с полярностью напряжения вторичной силовой обмотки. Переключателем 9 замыкается цепь отвода 7, при этом суммарное напряжение цепи фазы А оказывается равным напряжению двух других фаз. После этого аналогично и последовательно производится коммутация тока нагрузки с отвода 8 на отвод 7 в двух фазах силового трансформатора. Вспомогательные трансформаторы подготовлены к дальнейшему процессу ступенчатого уменьщения напряжения, который осуществляется аналогично описанно5 10 15 0 25 30 35 му выше. Работа устройства при лавышении напряжения происходит в обратном порядке.Концы фаз 30 - 32 вторичной обмотки силового трансформатора (фиг. 2) подключаются к нагрузке, а начала фаа соединяются последовательно с вторичными обмотками 14 вспомогательных трансформаторов 10 одноименной с ними фаризы. Свободные концы всех вторичных обмоток вспомогательных трансформаторов с помощью переключателей 9 подключаются к любому из отводов другой фазы. Минимально возможная, величина напряжения между концами двух фаз при замкнутом контакте переключателей,в цепи отвода 4 равна полному напряжению фазы при условии полностью секционированной вторичной обмотки силового трансформатора.При замкнутом контакте переключателей в цепи отвода 8 фазы вторичной обмотки силового трансформатора соединяются между собой по схеме звезды, а вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов - по схеме треугольника. В режиме максимального выходного напряжения к линейному напря.жению вторичной силовой обмотки геометрически добавляется еще полное напряжение вторичной обмотки:вспомогательного трансформатора. При уменьшении напряжения часть секций силовой обмотки тоже соединяются между собой по схеме треугольника и обтекаются только фазным током, который меньше линейного в 3/3, а следовательно, в данной схеме регулирование напряжения .в моменты перехода с одного отвода секционированной обмотки на другой можно осуществлять практически при постояиной мощности, в результате чего улучшается иопользование обмоток силового траноформатора. Сам процесс регулирования напряжения и коммутация тока нагрузки с одного отвода на другой аналогичны вышеописанному.Концы фаз 30, 31, 32 вторичной обмотки 3 силового трансформатора 1 (фиг. 3) подключаются к,нагрузке. Отводы 4 - 8 двух фаз вторичной обмотки 3 соединяются с зажимами вторичной обмотки 14 вспомогательного трансформатора 10 через два контакта одного и того же переключателя 9 А, 9 в и 9 с, которые замыкаются или размыкаются одновременно. Вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов при замкнутых одноименных контактах переключателей соединяются между собой по схеме треугольника. Минимально возможная величина напряжения между концами двух фаз будет при замкнутых контактах переключателей в цепи отвода 4 вторичной обмотки силового трансформатора. Формула изобретения Устройство регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащее силовой трансформатор с секционированной вторичной обмоткой, связанной с переключателем и вспомогательные трансформаторы, первичные обмотки которых подключены с помощью тиристорных групп к дополнительной обмотке силового трансформатор а, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения числа вспомогательных трансформаторов и соответствующей коммутационной аппаратуры при рвгулировании трехфазного напряжения, вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов через нормально разомкнутые контакты переключателей соединены последовательно с отводами соответствующих фазных обмоток силавого трансформатора.Тираж 1029 Подписновета Министров СССРоткрытийая иаб., д. 4/5 Изд.1171ПИ Государственного комитета С по делам изобретений и 113035, Москва, Ж, Раушск