Преобразователь переменного напряжения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки Советский патент 1983 года по МПК H02M5/12 

3 выхода из строя изоляции обмоток тра форматорвв, а также в аварийных ситу ациях на высоковольтных элементах ус ройства величины токов и напряжений могут превысить номинальные значения Цель изобретения - упроь ение, повышение надежности и безопасности ра боты . Поставленная цель достигается тем что в преобразователь переменного на пряжения в высокое переменное напряж ние для реактивной нагрузки, содержа щий п трансформаторов, каждый из которых включает низковольтную и высоковольтную обмотки,причем низковольт ная обмотка первого трансформатора соединена с вь|водами для подключения источника питающего напряжения, а вы соковольтные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно и подключены к выводам для подключения нагрузки, введены по числу транс форматоров реактивные элементы, один из которых включен последовательно в цепь низковольтной обмотки первого трансформатора, а каждый из остальных включен параллельно низковольтной обмотке соответствующего из оставшихся трансформаторов, образуя контур, настроенный в резонанс с нагрузкой о На фиг. 1 представлена принципиальная схема преобразователя переменного напряжения в высокое переменное для реактивной нагрузки; на фиГо 2 и 3 - схемы замещения преобразователя. Преобразователь состоит из п двухобмоточных трансформаторов, высоковольтные обмотки 1 которых соединены последовательно и подключены к нагруз ке 2, и реактивных элементов 3 (емкостных или индуктивных), в зависимости от характера нагрузки). Первич ные обмотки k всех трансформаторов, кроме первого, замкнуты на реактивные элементы 3. Реактивный элемент 3 первого каскада, на который подается регулируемое напряжение, включен последовател но в цепь первичной обмотки трансформатора. Преобразователь напряжения подключен к питающей сети через регулировочный трансформатор 5, с помощью которого осуществляется плавная подстройка в резонанс и регулировка выходного напряжения„. 3704 Преобразователь может работать только на нагрузку, представляющую собой емкостное или индуктивное сопротивление. Устройство работает следующим образом. , Напряжение от сети через регулировочный трансформатор 5 поступает на трансформатор первого каскада и возбуждает его с низкой стороны. В цепи нагрузки 2 через обмотки 1 высокой стороны трансформаторов последующих каскадов течет ток нагрузки 1;. Поскольку обмотки k, образующие цепи низкой стороны последующих трансформаторов замкнуты на реактивные элементы 3 то эти трансформаторы возбуждены с высокой стороны. На нагрузке 2 оказывается напряжение nU , где и- - напряжение одного из каскадов. Необходимо следить, чтобы ток нагрузки I ц че превышал номинального тока трансформаторов данного типа I I : ИОДА, I - I Г1) h , ном-.-/ где и - номинальное напрях ение используемых в схеме трансформаторов; ) 1ц/- модуль импеданса нагрузки. Необходимо также, чтобы корпусы трансформаторов последующих каскадов, начиная со второго, были надежно изолированы от земли. Напряжение на выходе преобразователя необходимо распределить равномерно по каскадам, поэтому величины сопротивления реактивных элементов 3 должны быть одинаковыми. В случае использования разнотипных трансформаторов в соответствии с классом изоляции и параметрами трансформаторов следует ввести поправочные коэффициенты К| Для расчета величин Z- /южно воспользоваться схемой замещения (без регулировочного трансформатора), записать выражение входного сопротивления Zay причем все вторичные величины, в том числе величина нагрузки Z-, приводятся к числу витков первичной обмотки При резонансе мнимая часть входного сопротивления обращается о °--.Для определения 2 достаточно выполнить приближенный расчет, так к.чк погрешности в определении величин Z

5100

можно компенсировать индуктивностью рабочей части регулировочного трансформатора, с помощью которого схема плавно настраивается в резонанс.

Для приближенного расчета можно s воспользоваться упрощенной схемой замещения двухобмоточного трансформатора (фиг, 2) и упрощенной схемой замещения сборки в целом (фиг. 3), где ,,, Z , - сопротивление к,з,0 каждого каскада, а Zy;, ,,,,, сопротивление .холостого хода.

Величины Z 54 и Z« определяют экспериментально из опытов холостого хода и короткого замыкания,15

Величина нагрузки приводится к числу витков первичной обмотю

7 - 7 .

И - Н i

где коэффициент тр.ансоормации.

Предлагаемое устройство не подвер-20 гается перегрузке при пробое испытываемой изоляции, так как в этом случае следует автоматическое ограничение тока нагрузки из-за выхода из резонанса о Ограничение тока является 25 существ енным признаком, так как в рабочем режиме даже при максимальной величине получаемого напряжения с источь 1ка снимается напряжение, которое значительно ниже номинального, необ- зо ходимого для питания отдельного трансформатора, и при выходе из резонанса в аварийной ситуации напряжение на всех элементах автоматически снижается.35

Таким образом, повышаются функциональная надежность и безопасность работы, а также обеспечивается увеличение ресурсов оборудования и предотвращение разрушений испытуемого объекта. 4Q

Блочное исполнение преобразователя облегчает его транспортировку и сборку на месте испытаний, особенно при ограничениях в производственных площадях.

370«

механизации сборочных работ и транспортировки,,

Преобразователь может заменить крупногабаритные, с большим собственным весом мощные испытательные трансформаторы, что может обеспечить значительный экономический эффект.

формула изобретения

Преобразователь переменного напряжения в высокое переменное напряжение для реактивной нагрузки, содержЗщий h траисформвторев, каждый из которых включает низковольтную и высоковольтную обмотки, причем низковольтная обмотка первого Трансформатора соединена с выводами для подключе1«1Я источника питающего напряжения, а высоковольные обмотки всех трансформаторов соединены последовательно и подключены к выводам для подключения нагрузки, отличающийся тем, что, с целью упрощения, повышения надежности и безопасности работы, sseAeVHii по числу трансформаторов реактивные элементы, один tfs которых включен послед вательно в цепь низковольтной обмотки первого трансформатора, а каждый из остальных включен параллельно низковольтной обмотке соответствующего из оставшихся трансформаторов, образуя контур, настроенный в резонанс с нагрузкой

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Глазанов ВоН„ и Иванов ЕоА Силовые трансформаторы высокого напряжения. Л,, Ивд-во АН СССР, 193, с„ 182,,

2,Высоковольтное испытательное оборудование и измерения. Под ред. А,А« Воробьева, I960, с. 17.

с

V/

MofHaf