Устройство контроля величины и формы напряжений, приложенных к фазам высоковольтного преобразовательного моста

ОП ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскккСоциалистическихРеспублик(51)М, Кл. с присоединением заявки Ж 6 О й 15/02 Н 02 М 13/16 Веударстееией кемитвт СССРва Авязм взебретеикй и вткраткйДата опубликования описания 07.07,80(54) УСТРОЙСТВО КОНТРОЛЯ ВЕЛИЧИНЫ И ФОРМЫ НАПРЯЖЕНИЙ, ПРИЛОЖЕННЫХ К ФАЗАМ ВЫСОКОВОЛЬТНОГО ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО МОСТА1Изобретение относится к импульсной тех-нике и предназначено для воспроизведения в заданном масштабе и измерения напряжений, при ложенных к фазам высоковольтного преобразо. вательного моста со стороны переменного то 5 ка, и может быть использовано в многомос. товых преобразовательных схемах.Известно устройство контроля величины и формы напряжений, приложенных к фазам высоковольтного преобразовательного моста, содержащее трехфазный трансформатор нанряжения, подключенный к высоковольтной сети переменного тока, высоковольтные трзнсформаторы тока, включенные в фазы преобразовательного моста, и трехфазную низковольтную измерительную схему, состоящую из реакторов, соединенных через низковольтные трансформаторы тока с высоковольтными трзисформаторзми тока, и трзнсформаторов, соединенных с трехфаэным трансформатором напряжения 11,Однако это устройство имеет огрзничеииую область применения, Оно не может быть использовано в цепях таких преобрзэовательных мостов, питание которых осуществляется от двухобмоточных силовых трзнсформаторов с регулируемым под нагрузкой коэффициентом трансформации, тзк как в его схеме изменения коэффициента трансформации силовых трансформаторов не учитывзются.Цель изобретения - повышение точности вос.произведения по мгновенным значениям в заданном масштабе напряжений.Поставленная цель достигается тем, что в устройство контроля величины и формы нзпряжений, приложенных к фазам высоковольт.ного йреобразовательного моста, содержащее " трехфазный трансформатор напряжения, под.ключенный к высоковольтной сети переменного тока, высоковольтные трансформаторы тока, включенные в фазы, преобразовательного моста, и трехфазную низковольтную измерительную схему, состоящую из реакторов, соединенных через низковольтные трансформаторы тока с высоковольтными трансформаторами тока, и трансформаторов, соединенных с трехфазным трансформатором нзпряжения, введен корректор напряжения, выполненный в виде трех равно. плечих мостов с датчиками положений, дискретно4рования коэффициента трансформации. В этомслучае мосты 17 . 19 состоят нз десяти резис.торов 30 . 32, составляющих регулируемыеплечи, двух резисторов 33 и 34, составляющихнерегулируемые плечи, и девяти контактов 35 1,35 9 датчика положений, каждый нз которыхзамыкается в соответствии с номером уста.новленной ступени регулирования коэффициен.та трансформации силовых трансформаторов 2,Резисторы 30 . 32 имеют сопротивления,равные В, где В - ступень изменения сопротивлений регулируемых плеч, а каждый иэрезисторов 33 и 34 имеет сопротивление, рав.ное 5 В. При этом суммарные сопротивлениярегулируемых и нерегулируемых плеч мостовравны 10 В.При большем числе ступеней регулированиякоэффициента трансформации количество ре.зисторов, составляющих регулируемые плечи,а также количество используемых контактовдатчика пропорционально возрастает. С помощьюмостов 1719 информация о номере вклю.ченной ступени регулирования, получаемая отдатчиков положений, преобразовывается в напряжение соответствующей величины и поляр.ности,Мосты 17 . 19 имеют входные шины 3641 и выходные шины 42 - 47.На 1 ступенирегулирования, когда в схемах мостов 1719 замыкается контакт35.1, сопротивление левого регулируемого плеча становится равным В, а правого - 9 В,что соответствует максимальному рассогласованию регулируемых плеч и максимальному напряжению в выходных цепях мостов (шины42 - 47), равному+4 ЬО, где ЬО -, ступень изменения выходных напряжений мостов 17-19.На 2, 3 и 4 ступенях регулирования, когда в схемах мостов 17 . 19 замыкаются соответственно контакты 35-2, 35-3 и 35-4, сопротивление левого регулируемого плеча возрастает, а правогоснижается. Это приводит к снижению рассогласо.вания регулируемых плеч, а следовательно, к сни. жению напряжения в выходных цепях мостов соответственно до +ЗЛО, +2 ЬО и + ЬО,На 5 ступени регулирования, когда в схемах мостов 17 - 19 замыкается контакт 35 - 5,сопротивления левого и правого регулируемыхплеч становятся равными 5 В каждоевследствие чего мосты уравновешиваются и напряженияв их выходных цепях исчезают,На 6 - 9 ступенях регулирования, когда всхемах мостов 1719 замыкаются соответственно контакты 356 - 35- 9, рассогласованиерегулируемых плеч сньва начинает нарастать,а следовательно, нарастает и напряжение в выходных цепях мостов. При этом выходные напряжения мостов на 6 - 9 ступенях регулирования равняются по величине выходным напря 3 746297изменяющими выходные напряжения мостов,причем входные цепи мостов через также введенные промежуточные трансформаторы н резисторы подключены к трехфазному трансформатору напряжения, а выходные цепи нагружейына резисторы, включенные в фазы низковольтнойизмерительной схемы последовательно со вто.ричными обмотками трансформаторов,На фиг. 1 представлена структурная электри.ческая схема устройства контроля величины иформы напряжений, приложенных к фазам высоковольтного преобразовательного моста; нафнг. 2 электрическая схема мостов, вхо.дящих в состав корректора напряжений,Устройство содержит преобразовательныймост 1, питаемый от группы силовых трансфор.маторов 2, состоящей из трех однофазных сн.ловых трансформаторов с регулируемым поднагрузкой коэффициентом трансформации. Регу.лирование коэффицйента трансформации сило.вых трансформаторов 2 осуществляется с помощью регулировочных обмоток, которыеявляются частью сетевых (первичных) обмо.ток этих трансформаторов.Кроме того, устройство содержит трехфазныйтрансформатор 3 напряжения, подключенный к-"высоковольтной сети переменного тока, высо.ковольтные трансформаторы 4 . 6 тока вклюУченные в фазы преобразовательного моста, трехфазную низковольтную измерительную схему,состоящую их реакторов 79, соединенныхчерез низковольтные трансформаторы 10 12тока с высоковольтными трансформаторами46 тока, и трансформаторов 13 - 15, соединенных с трехфазным трансформатором напря- З 5жения 3, и корректор напряжения 16, выпол.пенный в виде трех равноплечих мостов 1719 с датчиками положений, дискретно изменяющими выходные напряжения мостов, входные цепи которых через промежуточные трансформаторы 2022 и резисторы 2325 под-" .ключены к трехфазному трансформатору 3напряжения, а выходные цепи"нагруЖены нарезисторы 26 - 28, включенные в фазы низковольтной измерительной схемы последовательно со вторичными обмотками трансформаторов 1315, а также вспомогательную нагрузку 29;Три равноплечих моста 17 - 19 выполнены"на активных элементах (фиг. 2). Два плеча50каждого из мостов являются регулируемыми,а два лругих плеча .нерегулируемыми.Сопротивления регулируемых плеч изменяются дискретно и таким образом, что их сумма всегда остается постоянной и равной сумме"55сопротивлений нерегулируемых плеч.На фиг. 2 изображена электрическая схема мостов, соответствующая силовым транс.форматорам 2 с девятью ступенями регули.ним. Если же коэффициент трансформации силовых 1 О трансформаторов 2 больше номинального инапряжение,на их схемных обмотках меньшеноминального ( 6 . 9 ступени регулирования),напряжения, приложенные к резисторам 26 .28 со стороны корректора 16, оказываются в д противофазе с напряжениями на вторичных обмотках трансформаторов 13 - 15 и, следовательно, вычитаются из них.В результате этого напряжения, приложенные к шинам 46, 42 и 44 нарастают и снижаются в соответствии с нарастанием и снижениемнапряжений схемных обмоток силовых трансформаторов 2, обусловленных изменением ихкоэффициента трансформации.Напряжения, приложенные к шинам 46, 42и 44, далее суммируются с падениями напряжения на реакторах 7 . 9, созданными протекающими через них фазными токами пре.образовательного моста 1, Так как нндуктнв.ности этих реакторов в заданном масштабемоделируют индуктивности рассеяния обмотоксиловых трансформаторов 2, через которыепротекают указанные токи, то и. падения напряжения, создаваемые на реакторах, моделируютпадения напряжения на обмотках силовых транс формато ров.В связи с тем, что при изменении коэффи.циента трансформации индуктивность рассеяния двухобмоточных силовых трансформаторов,питающих преобразовательные мосты, практически не меняется (в силу их конструктивных особенностей), корректировка индуктивности реакторов 7 - 9 не предусматривается.В результате суммирования напряженийвторичных обмоток трансформаторов 1315 с напряжениями на резисторах, 26 - 28и реакторах 7 - 9 на шинах 48, 49 и 50 формируются напряжения, воспроизводящие помгновенным значениям в заданном масштабенапряжения, приложенные к фазам преобразова.тельного моста 1 со стороны переменного токаи изменяющуюся по величине в соответствии с изменением коэффициента трансформациисиловых трансформаторов 2.С целью ликвидации погрешности, вызывае.мой подключением измерительных приборовк шинам 46,42,44,48,49 и 50, в устройство введена трехфазная регулируемая вспомогательная нагрузка 29, ток которой подбирается таким образом, чтобы ои совместно стоком, потребля. 5 7462 жениям мостов соответственно на 4 . 1 ступе. нях регулирования, но имеют обратную им полярность (-ЬО, .2 В -3 ЬО, .МО). Объяс. няется это тем, что на 6 - 9 и 4 . 1 ступенях регулирования мосты имеют одинаковую степень рассогласования регулируемых плеч, но на 6 - 9 ступенях регулирования сопротивление левого регулируемого плеча мостов всегда больше сопротивления правого, вследствие чего потенциалы шин 46, 42 и 44 ниже потенциалов шин 47, 43 и 45, а на 4 . 1 ступенях регулирования сопротивление левого регули. руемого плеча мостов наоборот всегда меньше сопротивления правого, вследствие чего потенциалы шин 46, 42 и 44 выше потенциалов шин 47, 43 и 45.Основой для разработки мостов 17 - 19 явилась схема преобразования информации датчика положений из числового вида в напряжение соответствующей величины, которая сос. тоит из резисторов, соединенных последовательно, и контактов датчика. положений, при включении которых резисторы разделяют. ся на две группы.Сопротивление резисторов первой группы растет пропорционально номеру включенной ступени регулирования, сопротивление резисторов второй группы уменьшается, а суммарное сопротивление всех резисторов остает. ся постоянным. ЭНапряжение питания подается на все сое. диненные последовательно резисторы и снима. ется с одной из групп, При этом напряжение, приложенное к данной группе резисторов, изменяется пропорционально номеру включенной ступени регулирования коэффициента трансформации.Устройство работает следующим образом. На первичные обмотки трансформаторов р13 - 15 и на вход корректора 16 напряжений,т. е, на первичные обмотки трансформаторов20 - 22 через трансформатор напряжения 3 подается трехфаэное напряжение высоковольтнойсети. 45В корректоре напряжения. фазиые напряже.ния высоковольтной сети преобразовываютсяв три напряжения, величина и полярность ко.торых определяются номером установленнойступени регулирования коэффициента транс.формации силовых трансформаторов 2. Напряжения, сформированные в корректоре 16,прикладываются к резисторам 26 - 28 и через них включаются последовательно с фазными напряжениями вторичных обмоток трансформаторов 13 - 15,В тех случаях, когда коэффициент трансформации силовых трансформаторов 2 меньше номи.нального и напряжения на их схемных обмотках 97 6 соответственно больше номинального ( 1 4ступени регулирования), напряжения, прило.женные к резисторам 26 . 28 со стороныкорректора 16, совпадают по фазе с напряжениями на вторичных обмотках трансформаторов 13- 15 и, следовательно, добавляются к46297 8кания контактов 35-1 . 35.6, будут вычитатьсяиз выходных напряжений моста, а в случаезамыкания контактов 35.7 . 35 -9 - складываться с ними.В результате погрешность, создаваемая то.ком измерительных приборов нагрузки, будетпрактически ликвидирована.Внедрение предлагаемого устройства на под."станциях электропередач постоянного тока вы.О сокого напряжения, преобразовательные мостыкоторых питаются от двухобмоточных силовыхтрансформаторов с регулируемым коэффициентом трансформации, позволит отказаться отиспользования высоковольтных делителей на.15 пряжения для целей измерения и осцилло.графирования напряжений в различных точкахпреобразовательной схемы.Это, в свою очередь, позволит повыситьточность измерений, упростить эксплуатацию26 измерительного оборудования, повысить допустимый выходной ток и при этом создать условия, при которых станет возможным снижение количества высоковольтных делителейнапряжения, устанавливаемых на подстанциях, а д следовательно получение существенного эконо.мического э 4 кЬекта. Если падения напряжения на резисторах26 - 28, создаваемые током потребления измерительных устройств и вспомогательной нагрузки 29, будут равны например, МО, зтопотребует сдвига выходных напряжеийй мостов17 19 на две ступени, что может быть достигнуто за счет сннженйя иа 2 й сопротивлениярезистора 30 (до 3 Й) и повышения на 2 Всопротивления резистора 32 (до 7 й). Тогдана 1 ступени регулирования, когда в схемахмостов 17 . 19 замыкается контакт .5 . 1,напряжения в выходных; цепях мостов будутравны +6 ЬО; на 5 стуйени регулирования, ког.да замыкается контакт 35-5 - +2 ЬО; на 7 сту.пени регулирования, когда замыкается контакт35.7 - 0 и на 9 ступени регулирования, когдазамыкается контакт 35 . 9 . (-2 ЬО),При этом падения напряжения на резисторах 26 - 28, создаваемые током потребленияизмерительных устройств и вспомогательнойнагрузки 29 и равные -2 ЬО, в случае замы 77емым измерительными устройствами, создавюна резисторах 26 - 28 падения напряжения, равные одной или нескольким ступеням изменениянапряжений ЬО в корректоре 16, при этом па.раметры мостов 17 - 19 выбираются такимобразом, чтобы величины их выходных напря.жений, имеющих место при включении соот.ветствующих контактов датчика положений,сдвигались по отношению к первоначальнымвыходным напряжениям на такое же число сту.пеней изменения напряжений ЛО.Сэтой целью сумма сопротивлений регу.лируемых и нерегулируемых плеч мостов17 - 19 увеличивается на 2 пй,где п - Максимальное количество ступенейизменения напряжений,на котороетребуется сдвигать выходные напряжения мостов по отношению к ихпервоначальным выходным напряже.ниям;В - ступень изменения сопротивлений ре.гулируемых плеч.Сопротивления резисторов 33 и 34,составляющих нерегулируемые плечи, увеличиваетсяпри этом на пй, а в регулируемых плечах напй увеличиваются сопротивления резисторов 30и 32.В схеме моста (фиг. 2) выходные напря.жения могут быть сдвинуты на 1, 2, 3 или 4ступени, так как в смысле равновесИя этотмост имеет 4 состояния.При и ф 4 сопротивления регулируемых инерегулируемых плеч этого моста должны бытьувеличены на 8 В (до 18 В) за счет увеличения сопротивлений резисторов 33 и 34 до9 й (вместо 5 В) и сопротивлений реэисто.ров 30 и 32 до 5 й (вместо ":В). Формуле изобретения Устройство контроля величины и формы на пряжений, приложенных к фазам высоковольт.ного преобразовательного моста, сожержащеетрехфазный трансформатор напряжения, подключенный к высоковольтной сети переменно.го тока, высоковольтные трансформаторы то.ка, включенные в фазы преобразовательногомоста, и трехфазную низковольтную измерительную схему, состоящую из реакторов, сое.диненных через низковольтные трансформаторытока, с высоковольтными трансформаторами тока, и трансформаторов, соединенных с трехфазным трансформатором напряжения, о т л ичающееся тем,что,с цельюповышения точности воспроизведения по мгновенным значениям в заданном масштабе напряжений, в него введен коррекгор напряжения,выполненный в виде трех равноплечих мостовс датчиками положений, дискретно изменяющимивыходные напряжения мостов, причем входныецепи мостов через также введенные промежу.точные трансформаторы и резисторы подкаоче.иы к трехфазному трансформатору напряжения,а выходные цепи нагружены на резисторы,включенные в фазы низковольтной измеритель. иой схемы последовательно со вторичнымиобмотками трансформаторов.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе. Авторское свидетельство СССР йф 274214, кл, Н 02 М 13/16, 18.03.66.746297 Составитель М, НазаровТехред. О, Андрейко Коррект Редакто Муска ожков Заказ 3931/31 ое 113035,Филиал ПП "Патент", г, Ужгород, ул, П,4 Тираж 1019 ПодпиИПИ Государственного комитета СССРо делам изобретений и открытийМосква, Ж, Раушскаая наб., д, 4/5