ТРЕХФАЗНЫЙ ТРАНСФОРМАТОРНЫЙ АГРЕГАТ Российский патент 2002 года по МПК H01F29/04 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к трансформаторостроению, и может найти применение в трансформаторах для мощных преобразовательных подстанций.

Известен трансформаторный агрегат серии ЭТЦНК, содержащий две электрически соединенные между собой активные части, одна из которых выполнена в виде регулировочного автотрансформатора, а другая - в виде электропечного трансформатора, а также три ввода высокого напряжения [1].

Описанный в [1] трансформаторный агрегат позволяет обеспечить глубокое регулирование напряжения на вторичной стороне электропечного трансформатора. Однако он характеризуется ограниченными функциональными возможностями вследствие невозможности обеспечения разных углов сдвига вторичных напряжений параллельно работающих агрегатов при реализации схемы в преобразовательных трансформаторах, приведенной на рис.1 и 2 [1].

Известен также трехфазный трансформаторный агрегат, содержащий две электрически соединенные между собой активные части, одна из которых выполнена в виде автотрансформатора, содержащего общую и последовательную обмотки, другая - в виде преобразовательного трансформатора, а также три ввода высокого напряжения, при этом общая обмотка автотрансформатора соединена в звезду, а каждая фаза последовательной обмотки соединена с одноименной фазой общей обмотки [2].

Описанный в [2] трансформаторный агрегат, так же как и агрегат по [1], обеспечивает глубокое регулирование напряжения, но характеризуется ограниченными функциональными возможностями, так как не позволяет получить многофазный режим выпрямления параллельно работающих преобразователей.

Изобретением решается задача создания трехфазного трансформаторного агрегата, характеризующегося, наряду с глубоким регулированием напряжения, более высокими, чем у известных аналогичных агрегатов, функциональными возможностями благодаря обеспечению многофазного режима выпрямления параллельно работающих преобразователей.

Для решения поставленной задачи в трехфазном трансформаторном агрегате, содержащем две электрически соединенные между собой активные части, одна из которых выполнена в виде автотрансформатора, содержащего общую и последовательную обмотки, вторая - в виде преобразовательного трансформатора, а также по крайней мере три ввода высокого напряжения, предложено согласно настоящему изобретению общую обмотку автотрансформатора соединить в треугольник, последовательную обмотку соединить в зигзаг, имеющий начало, при этом трансформаторный агрегат содержит три группы неподвижных контактов, соответствующих числу фаз агрегата, каждая из групп имеет три контакта, к первому из которых подсоединен ввод высокого напряжения, ко второму - вершина треугольника общей обмотки автотрансформатора, а к третьему - начало зигзага, при этом агрегат снабжен соединительными элементами, предназначенными для попарного электрического соединения между собой контактов одноименных фаз и контактов по крайней мере двух разноименных фаз.

Изобретение поясняется чертежами, на которых представлены: на фиг.1 - схематичное изображение заявляемого трехфазного трансформаторного агрегата; на фиг. 2 - схемы соединения контактов: фиг.2а -для угла сдвига α = 0, фиг. 2б - для угла сдвига α = + 10^o, фиг.2в - для угла сдвига α= - 10^o; на фиг.3 - векторные диаграммы напряжений: фиг.3а - для угла сдвига α= + 10^o, фиг.3б - для угла сдвига α = - 10^o.

Трехфазный трансформаторный агрегат содержит две электрически соединенные между собой активные части 1 и 2, а также три ввода высокого напряжения 3, 4, 5, соответствующих фазам А, В, С соответственно.

Активная часть 1 выполнена в виде автотрансформатора, содержащего общую обмотку 6 и последовательную обмотку 7. Общая обмотка 6 автотрансформатора соединена в треугольник с вершинами 8, 9, 10. Последовательная обмотка 7 соединена в зигзаг, каждая фаза которого имеет начальную точку: фаза А - точку 11, фаза В - точку 12, фаза С - точку 13.

Активная часть 2 выполнена в виде преобразовательного трансформатора.

Трансформаторный агрегат содержит три группы неподвижных контактов соответственно: первая группа имеет контакты 14, 15, 16; вторая группа имеет контакты 17, 18, 19; третья группа имеет контакты 20,21,22.

К первому из контактов одной из групп подсоединен ввод высокого напряжения. В частности, к контакту 14 подсоединен ввод 3, к контакту 17 - ввод 4, к контакту 20 - ввод 5.

Ко второму контакту каждой группы подсоединены вершины треугольников общей обмотки 6 автотрансформатора. В частности, к контакту 15 подсоединена вершина 8 треугольника, к контакту 18 - вершина 9, к контакту 21 - вершина 10.

К третьему контакту каждой из групп подсоединена начальная точка фазы последовательной обмотки 7 автотрансформатора, соединенной в зигзаг: контакт 16 соединен с началом 11 зигзага фазы А; контакт 19 соединен с началом 12 фазы В; контакт 22 соединен с началом 13 зигзага фазы С.

Контакты каждой из групп снабжены соединительными элементами 23, предназначенными для попарного электрического соединения между собой контактов одноименных фаз. В частности, соединительный элемент 23 предназначен для соединения контактов 14 и 15 фазы А, соединительный элемент 24 - для соединения контактов 17 и 18 фазы В, соединительный элемент 25 - для соединения контактов 20 и 21 фазы С (см. фиг.2а и 2б).

Контакты каждой из групп снабжены также соединительными элементами 23, предназначенными для попарного электрического соединения между собой по крайней мере контактов двух разноименных фаз. В частности, соединительный элемент 23 предназначен как для соединения контактов 13 и 17, так и для соединения контактов 14 и 15 (см. фиг.2в).

Предложенный трехфазный трансформаторный агрегат позволяет получить утроение эквивалентного числа фаз трех преобразователей за счет изменения схемы соединения контактов 14-22. Различные способы соединения позволяют получить углы сдвига α = 0, +α и -α напряжений U_Авых, U_Ввых, U_Cвых, подаваемых на активную часть 2, выполненную в виде преобразовательного трансформатора.

Например, если преобразовательный трансформатор питает шестифазный выпрямитель, то последовательную обмотку 7 автотрансформатора следует выполнить на угол сдвига 20^o. Выполнение схем соединения в соответствии с фиг.2 обеспечит получение угла 0^o, +20^o, -20^o. Это, в свою очередь, соответствует эквивалентному 18-фазному режиму выпрямления трех параллельно работающих шестифазных преобразователей.

Таким образом, шестифазный преобразователь позволяет получить 18-фазный, 36-фазный и т.п. режимы выпрямления.

Векторные диаграммы, приведенные на фиг.3, поясняют схемы, приведенные на фиг. 2б (при сдвиге +10^o) и на фиг.2в (при сдвиге -10^o). При сдвиге 0^o питание подается на вершины треугольника.

В соответствии с заявляемым решением разработана техническая документация. В настоящее время осуществляются работы по изготовлению опытного образца трехфазного трансформаторного агрегата.

Источники информации
1. Агрегаты трансформаторные ЭТЦНК, Информэлектро, информационный проспект, 1986.

2. Трансформаторный агрегат ТА-413, разработанный и выпускаемый фирмой Legnano, Италия, в соответствии с чертежом 76 -146 с., 1981.5

Использование: в трансформаторах для мощных преобразовательных подстанций. Технический результат заключается в обеспечении наряду с глубоким регулированием напряжения многофазного режима выпрямления параллельно работающих преобразователей. Устройство содержит две электрически соединенные между собой активные части, одна из которых выполнена в виде автотрансформатора, содержащего общую и последовательную обмотки. Вторая часть выполнена в виде преобразовательного трансформатора. Общая обмотка автотрансформатора соединена в треугольник, последовательная обмотка - в зигзаг, имеющий начальную точку. Трансформаторный агрегат содержит три группы неподвижных контактов, соответствующие числу фаз агрегата, каждая из групп имеет три контакта, к первому из которых подсоединен ввод высокого напряжения, ко второму - вершина треугольника общей обмотки автотрансформатора, а к третьему - начало зигзага. Агрегат снабжен соединительными элементами, предназначенными для попарного электрического соединения между собой контактов одноименных фаз и контактов по крайней мере двух разноименных фаз. 3 ил.

Трехфазный трансформаторный агрегат, содержащий две электрически соединенные между собой активные части, одна из которых выполнена в виде автотрансформатора, содержащего общую и последовательную обмотки, вторая - в виде преобразовательного трансформатора, а также по крайней мере три ввода высокого напряжения, отличающийся тем, что общая обмотка автотрансформатора соединена в треугольник, последовательная обмотка - в зигзаг, имеющий начало, а трансформаторный агрегат содержит три группы неподвижных контактов, соответствующие числу фаз агрегата, каждая из групп имеет три контакта, к первому из которых подсоединен ввoд высокого напряжения, ко второму - вершина треугольника общей обмотки трансформатора, а к третьему - начало зигзага, при этом указанный агрегат снабжен соединительными элементами, предназначенными для попарного электрического соединения между собой контактов одноименных фаз и контактов по крайней мере двух разноименных фаз.