Модель электрической системы

Номер патента: 69283

Автор: Азарьев

ZIP архив

Текст

Л 69283 Класс 42 гп, 14СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУД. И. Азарьев МОДЕЛЬ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ Заявлено 14 марта 1946 т. за Ле 691 1344023)в 1 инистерство электростанций СССРОпубликовано в Бюллетене изооретений .1 10 за 191,Известны модели электрической системы, состояц 1 ие из источника переменного тока, регулировочных трансформаторов напряжения и фаз 1, а также переменн 11 х индктивнь 1 х и Оыических сопротивлений для имитирования генераторных станций, линий передачи, трансформаторов и нагрузок.В предлагаемой модели, с целью ее упрощения за счет уменьшения количества трансформаторов фазы, для регулирования последней применен об 1 ций для всех генераторных станций трехфазный автотрансформатор с отпайками. Лвтотрансформатор соединенс неподвижными ламелями ряда круговых коммутаторов таким образом, что при повороте диаметрально расположенных щеток коммутаторов напряжение на этих 1 цетках изменяется по фазе относительно питающего напряжения.С целью уменьшения габаритов индуктивных сопротивлений при условии обеспечения постоянства их индуктивностей и малых омических сопротивлений, индуктивные сопротивления в модели могут выполняться с комбинированным магнитопроводом, составленным в основном из трансформаторной стали и - частично - из пластин пермаллоя.С целью обеспечения наглядности составления схем электрических систем в модели может быть применен штепсельный коммутатор, на панели которого изображены мнемонические схемы элементов электрических систем и расположены штепсельные гнезда, приключенные к элементам модели.На фиг. 1 представлена векторная диаграмма автотрансформатора; на фиг. 2 - принципиальная схема генераторной станции; на фиг. 3 - констркция штепсельного комм татора; на фиг. 4 - констркция п анели коммутатора (общий вид и разрез),Для воспроизведения режима работ синхронных машин энергосистемы служат индуктивные сопротивления (имитирующие) синхронный и переходный реактанцы синхронной машины и устройства для регулирования фазы и величины э.д.с. моделируемой машины,69283 Существуют модели, где применяются индукционные фазорегуляторы, выполненные в виде заторможенных асинхронных двигателей, которые целесообразно применять лишь при раооте на частотах значительно выше промышленных. Известны также конструкции моделей с применением индивидуальных трансформаторов фазы специального изготовления, что значительно утяжеляет и удорожает модель. В предлагаемой модели для изменения фазы используется лишь один трехфазный автотрансформатор, общий для любого числа имитируемых генераторных станций.Изменение фазы э,д.с. генератора может быть также легко достигнуто без изменения величины э.д.с. (Здесь и далее термин э.д.с., а не напряжение, применяется по отношению к моделируемому генератору, а не к напряжению, снимаемому с трансформатора фазы).Действительно, если принять за исходное напряжениесъ) 3где 1) л -- линейное напряжение, подводимое к автотрансформатору, и ввести обозначения, показанные на фиг. 1, то закон изменения напряжений, снимаемых с каждой фазы в функции угла, будет выражен в следующей форме: Х - Е соь ,+ у соз 60 -Г япв д ып 60Г япр Ь 2)2). Х.= ух - . Ь (со Как показывают вычисления автора значения Х не определяются целым числом для люоых углов ),; поэтому, чтобы уменьшить число витков обмотки и вместе с тем получить достаточно точные результаты, последовательно с некоторыми из отпаек включается некоторое число витков добавочной обмотки, охватывающей часть магнитопровода (0,1 общего сечения). Число ступеней регулирования фазы э.д.с. определяется возможностью и целесообразностью изготовления автотрансформатора и коммутатора с большим числом переключений.С целью уменьшения габаритов коммутаторов, с помощью которых достигается нужная подача напряжений с одной и другой фазы, целесообразно применение трехступенчатой системы регулирования фазы и величины э.д.с, генераторной станции (фиг. 2).Ламели, к которым подводится напряжение от трансформаторов и двигателей напряжения, расположены по образующим цилиндров, по которым скользят щетки, укрепленные на траверсах, Вращающихся ВО. руг осп цилиндра. Для устранения обгорания материалов цилиндров Подставляя в выражения (1) и (2) значение угла х нетрудно определить величинуи х, т, е. напряжения, снимаемые одновременно с одной и другой фазы обмоток автотрансформатора. При этом следует иметь в виду, что напряжение, снимаемое. например с фазы СВ при изяпи менении з от 30 до 90, выражается значением Х-= Г Гсо 5.". --- , ), аламели запрессованы в пазы цилиндров вместе со слюдой. Щетки коммутатора фазы расположены попарно в диаметрально противоположных положениях.С помощью коммутатора 1 и щеток а а ис, связанных с обшей траверсой, осуществляетсл изменение фазы через 10 (от 0 до 360-"1. Щетки а а, и в в подают напряжение через переключатели 2 на делители напряжения 3 и 4, с помо 1 цью которьх достигается регулирование фазы через 0,4=.С помощью щеток С С и сс переключателей 2 могут быть вкл)очены или отклонены добавочные витки делителей напряжения 3 и 4, и таким путем осуществлено изменение фазы на 0,2., 11 Лее, че 1)ез щетки )., и с, ндп 1)яжение поддетс 5) нс т 1 эднс(1)01)матор 5 с двумя вторичными обмотками, одна из которых имеет 3 секций и дает возможность с помощью штеккера изменять напряжение через )О , вторая же имеет 10 секщЙ и дает возможност с помоцьк) кохмутатора изменять напряжение через 0,2 .Длл ТОГО чтосы пе 1 эеход с ОднОЙ ламел 11 ком мутатОр 1 на Д 1 эуГу)0 осуществлялся без разрыва цепи, все основные щетки дублированы вспомогательными щетками, соединенными с основными через сопротивления из нихромовой проволоки. В момент перехода основных цеток с одних ламелей на другие напряжение на делители напряжения подается через вспомогательные щетки.ЛЛ 5 получения минимального импеданца короткого замыкания слои иерВичпои и Вт 01 эичнои Оомоток трансформтора д 1 е 1 эед 5 ются хежду собоо Обмотки трансформатора 5 и делителей напрлженил изготов,1 яютсл из провода максимально возможного сечения по гдбаритам ьи 1- бранного железа.Опытные образцы генераторных станцш 1 по данным автора имек)т импе;1 днц короткого зам.1(дни 51, Отнесенньй к хОщности 450 т, Всего 2 - 2,5" реактивная составляющая - не превосходит 0,2- - 03".1 ля имитации переходных 1 хд и синхронных 1,Ы 1 реактанцев ге Срс 1 т 01)н 1 е станции снаожень индуктиВн 11 ми соп 1 эотиВлени 51 ми и 1(оммутдторами такими же, как у линейных или трансформаторных элементов модели.Все детали Гене 1 эдторной станции кдк-то; индуктиВн 11 е сопрОтивления, замещающие реактанцы хс и хсР генератора, делители напряжения длл средней и точной регулировки фазы э.д.с. генератора, трансформатор ндГ 11 эяжени 51 для 1 эеГ)лирования Величины Э.д.с., с также Все ко).ут 1- торы скомпанованы в одном блоке, .Что создает удобства при монтаже и эксплуатации, так как позВоляет леГко ВВ 1 нуть ГенердтОрнук) стднциО из ячеики для ремонта или осмотра.С остальными элементами модели генердторная станция соединяется с помощью двух 18-контактных вилок телефонного типа, подающих напряжение с трансформатора фазы, и 4-х проводов, два из которых идут нд коммутационну 10 панель, д дВд друГие - к измерителънь 1 м пэиборам.Линейные и трансформаторные элементы предназначаютсл для моделирования линий электропередач и трансформаторов энергосистемы. ЛинеЙн 11 е элементы состоят из актиВных и индктивных соп 1 эотивлений, включенных последовательно, а трансформаторные элементы - из автотрансформатора и индуктивных сопротивлений для Воспроизведения реактанца рассеяния моделируемого трансформатора силовой системы,Так как отношение активного сопротивления обмоток силовых грансформаторов к реактанцу рассеяния весьма невелико и лежит вЛо 6928:11(пределах 5- - 10 О 1)то весьма важно, чтобы отношение , в индуктив. ных сопротивлениях модели было бы возможно меньше.Кроме того, неооходимо, чтобы величины индуктивных сопротивле. ний не менялись при изменении проходящего по ним тока.Достичь небольшого отношения, -с помощью одной катушки с отЛпайками возможно лишь при весьма больших габаритах катушек. Это объясняется тем, что индуктивное сопротивление растет пропорционально квадрату числа витков, а активное сопротивление пропорциональноЯ первой степени. В результате на первых отпайках отношение -ока.5, зывается весьма велико.Если жс выполнять первую секцию обмотки проводом большогой сечения, а затем постепенно уменьшить его сечение, то отношение на последних отпайках 1 т. е. при включении всех секций катушки) значительно возрастает аппо сравнению с тем, которое было оы при проводе одинакового сечения). Вместе с тем такой способ значительно затрудняет изготовление катушки.Применение магазинного способа набора индуктивных сопротивлений с гомощьк) кат,ше( без Отпае Требет большоГО числа катушек. Например, для получения всех целых чисел сопротивлений от 1 до 100. неооходимы четыре катуш(и с сопротивлениями 1,2, 2 и О О.В предлагаемой модели индуктивные сопротивления имеют трехдекядн 10 регулировку но В Отличие От друГих конструкпии моделей первая декада (наиб)ольшие сопротивления) состоит из двух катушек - 20 и 70 О (Ил 200 и 700 оз и т. д.), вклоченных последовательно и рассчитанных на минимальное отношение (т. е. на равенство потерь В жегсзс 1 мсдп п)и Вссх ВклОченных секци 51 х ОохОтки).ТК 351 СИСТЕ.Я ПОЗВОЛ 5 ЕТ, КЯК ПОНЯВ ЯЛ ОПЫТ 1 ХЕТЬ;3)КЕ Г)И 11 ИЗКО.с 01)тной трснсфОр)1 торнОЙ стя,и тн)и(ииг ., Ие превосход 51 цес 5.55 ДЛ 511 ЮООЙ ОТИЯЙКИ.Иидуктивнь;е согротивления второй и третьей декады,. с целью эко. номии места и материалов, состоят из одной катушки на каждую дека ТЯК Ксп( ИХ ВЛИ 51 НИС НЯ ООЩЕЕ СОГРОТИВЛЕНИЕ НЕВЕЛИКО.Что касается постоянства пндуктивностсй гри широких п)Сделал рОтекаюгцсго гО индуктиВньм сопротиВлени 51 м тока, ГО этОслОВис могло Оы оыть Выполнено с помощью больших воздушных зазоров в маг- ИИТОПРОВОДГХ ПНДСКТИВИ 1 Х СОИ РОТИВ С 111 й. О;НЯКО ЭТО ВЬ 3 ЯЛО О.РГВс Пчснис - ,;, чтО Неже.1 ел). 11 этг)с В ии;уктивных со:"Отивлеии 51 пре;лгГСм 011 мо,.ели ири.10 нен комбинировнный Х 12 ГнитопрОВОд, состоящий из трансформаторной стали основна 5 часть) со сравн;тельно неоольшим Воз:шны зазором и, Одной-двух пластн гге;)мал:оя Оез зазора точнее с весьма малым зазором). При малых токх и, следаЯтсльно при мальх няиряжениостях поля мяГнитняя проницаемост 1 транс(1)орм аторной стали х 23, нО 3то Весьм 2 Велика ъ сГнитная про Ицасмость пер)13 ллОя. ПриБсИчен 11 С же тока м ЯГнитн 251 пг)они 13 еОсть стали растет, г 11 ерм аллоя начинает И 2 дять.При Опрс;еленных соотношсни 51 х пермяллоя и стали сумм арня 5 ляГнитная прон 1 цаемОсть такОГО )агнитогроводя ОказыВается пОчти постоянной при Весьма широких изменениях напряженности магнитного голя и, следовательно, индуктгВность будет тоже постоянной.Для получшия трсбуе.)й величины индуктивного сопротивлениялинейного или трансформаторного элемента может быть применен малогабаритный коммутатор, достаточно простой в изготовлении (фиг, 3),Коммутатор состоит из текстолитовой плиты 7 с запрессованными в ней латунными втулками 8, к которым припаиваются провода от секций активных и индуктивных сопротивлений.Сзади текстолитовой плиты расположены контактные стержни 9, одним концом закрепленные на токоведущей пружине 10, а другим, имеющим заточку, опирающиеся на гетинаксовую пластинку 11.Для включения требуемого сопротивления штеккер 12 вставляется в соответствующую втулку ц отжимает контактный стержень 9 вверх, благодаря чему стержень опирается уже не ня пластинку 11, а на штеккер. С целью уменьшения занимаемого места по фронту модели, активные сопротивления линейных элементов и автотрансформаторы в трансформаторных - расположены за индуктивными сопротивлениями.На фиг. 4 приняты следующие обозначения: 13 - измерительный штеекер; 14 - соединительная вилка; 15 - концевой штеккер со шнуром; 16 - 1 Онтаетн 25 Втулка; 17 - контатняя пластина; 18 - по;1- в 5 Кньи блок;9 - секция магазина для шнуров."1 ля воспроизведения режима работы потребителей энергосистемы модель имеет нагрузочные элементы, отличающиеся от линейных элементов лишь 1 Оммутят 01)ямц. Тяк еяк В процессе устяновеи режима работ исследуемой системы коммутаторы нагрузочных элементов находятся постоянно в работе, то их контактная система должна быть наиболее надежнои цдобнои. В предлагаемой модели принят коммм - татор с прх 1 киняшцми шетес 1 ми, посяженнь 1 мц на втмлеи ц сеользяшимц по плоским головкам латунных контактов.Все элементы модели размещаются в блоках, электрически связанных СЕду сооою лишь шинами и проводами, цдц 1 цмц и Генераторн 1 м станциям от общего автотрансформатора фазы.В нижней части ОЛОКОВ на наклонньх плосеост 51 Х расцолЯГаютсЯ панели штепсельного коммутатора. В вертикальной плоскости непосредственно к ним примыкают панели с гнездами, и которым припаяны провода от линейных элементов, а также трансферные шины. Выше помец 1 сны измерительные приборы с вертикально расположеннымц шкалами.Над приборами расположены генераторнье стянцпц, над ними нагрузочные элементы, еще выше два ряда ячеек с трансформаторными и емеостнымц элементами и, наконец, еще вышс - - трц ряда линейных элемецтов,Предмет изобретения1. Ч 01 ель э,еетричесеОЙ системы, состОЯШ 251 цз Источник переменного тока, регулировочных трансформаторов напряжения ц фазы, я также переменных инд етиВных и Омичесецх сОпрОтцВлениц для цмц тированця генераторных станций. линий передачи трансформаторов и няГрузое, 0 т л и ч 2 ю Ш; 51 с 5 тем, что, с 1 е,ьО уГроп 1 енц 5 .",0.1 елц 32 с 1 ст уменьшения еоличестВя трансформаторов фазы, для 1 эегулц ровяни 5 послсдце 5 П 1 гихенен оощцй для всех Генераторн.х станпцЙ трехфазныц звтотрансфОр.ат 01) с Отпайеами, соединенииъц с неподВцжньмц ламел 5 ми р 512 круговых охутяторов таон Образо 1, что црц повороте диаъетряльно р Ясположенн 1 х щеток комму т 1 торОБ няпр 51 жение ня этих щетках изменяется по фазе относительно питаоцего напряжения.2, В модели по и. 1, с целью уменьшения габаритов индуктивных сопротивленцй при условии обеспечения постоянства цх цндуктивностей и малых омическцх сопротивлений, выполнение цЛуетцвных сопротцв69283 лений осуществляется вместе с комбинированным магнитопроводом, составленным в основном из трансформаторной стали и - частично - из пластины пермаллоя.3, В модели по п. 1, с целью обеспечения наглядности составления схем электрических систем, применен штепсельный коммутатор, на панели которого изображены мнемонические схемы элементов электрических систем и расположены штепсельные гнезда, нриключенные к элементам модели.Я Фиг.1иг 2

Смотреть

Заявка

621, 14.03.1946

Азарьев Д. И

МПК / Метки

МПК: G06G 7/62

Метки: модель, системы, электрической

Опубликовано: 01.01.1947

Код ссылки

<a href="https://patents.su/6-69283-model-ehlektricheskojj-sistemy.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентов СССР">Модель электрической системы</a>

Похожие патенты