Устройство для регулирования трехфазного напряжения Советский патент 1984 года по МПК G05F1/24 H02M5/257 

Изобретение относится к электротехнике, в частности преобразовател ной технике, и может быть использовано, например, длй регулирования напряжения силовых трансформаторов под нагрузкой. Известно устройство для регу71иро вания трехфазного напряжения, содер жащее силовой трансформатор, одни выводы первичных обмоток которого соединены с входными выводами, а др гие соединены между собой через вкл ченные по схеме треугольника вторич ные обмотки однофазных вольтодобаво ных трансформаторов, первичные обмо ки которых через соответствующие тиристорные ключи первой и второй группы связаны пофазно с .вторичными обмотками силового трансформатора (i Недостатками известного устройст ва являются большое количество тиристорных ключей и повышенный расхо активных материалов на изготовление вольтодобавочных трансформаторов пр заданном диапазоне регулирования. Известно устройство для регулирования т.рехфазного- напряжения,содержащее силовой трансформатор,первичная обмотка которого имеет регулировочные отводы, соеди-ненные с тиристорными ключами 2J , Недостаток устройства - низкая надежность устройства в связи с тем, что тиристорные ключи находятся под высоким потенциалом первично обмотки силового трансформатора и в силу этого существенно усложнена система импульсного управления и защита тиристорных ключей, количество которых также значительно больше при заданном диапазоне регулирования напряжения. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для регулирования трехфаз ного напряжения, содержащее силовой трансформатор,одни выводы первичных обмоток которого соединены с входными выводами, а другие их выводы соединены между собой через включенные в треугольник вторичные -обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого через тиристорные ключи первой группы соединены по схеме реверсивного треугольника, вершины которого через соответствующие тиристорные ключи второй группы соединены с одним из выводов двух смежных вторичны обмоток силового трансформатора з . Недостатком известного устройс Гва является невысокая точность рагулирования напряжения из-за сравнительно малого количества дискретных уровней выходного напряжения. Цель изобретения - повьиёние точности регулирования, Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования трехфазного напряжения, содержащем силовой трансформатор, одни выводы первичных обмоток которого соединены с входными выводами, а другие их выводы соединены между собой через включенные в треугольник вторичные обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого через тиристорные ключи первой группы соединены по схеме реверсивного треугольника, , вершины которого через соответствующие тиристорные ключи второй группы соединены с одним из выводов двух смежных вторичных обмоток силового трансформатора соответственно, введено две пары тиристорных ключей, каждая фазная первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора выполнена со средней точкой и имеет дополнительный отвод от одной трети ее витков, причем средняя точка каждой фазной первичной обмотки через соответствующую пару тиристорных ключей первой группы соединена с одноп : именными выводами двух других фазных первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора, а свободные одноименные выводы и отноды от одной трети всех первичных обмоток через соответствующую пару дополнительно введенных тиристорных ключей соединены между собой в первую и вторую звезду соответственно. На чертеже приведена схема устройства для регулирования трехфазного напряжения. Устройство содержит силовой трансформатор 1 с вторичными 2 и первичными 3 фазными обмотками, вольтодобавочный трансформатор 4 с вторичн1лми 5 и первичными б фазными обмотками, при этом каждая фазная первичная обмотка б трансформатора 4 имеет отвод 7 от одной трети ее витков и выполнена со средней точкой (отводом) 8, тиристорные ключи первой группы 9-18 и тиристорные ключи второй группы 19-24, входные А, В, С (выводы для подключения питающей сети) и выходные а,Ь, с выводы (выводы для подключения нагрузки) . Устройство работает следующим образом. При подключении питающей сети к вывода1Л А, В и С на фазы первичной обмотки б вольтодобавочного трансформатора 4 через тиристорные ключи 19-24 второй группы,и тиристорные ключи 9-18 первой группы поступает напряжение, фаза которого зависит от тоЕО какие тиристорные ключи включены в первой и второй группе. Одновременно с этим тиристорные ключи 9-18 первой группы позволяют менять коэффициент трансформации трансформатора 4 путем коммутации двух дополнительных отводов 7 и 8 первичной обмотки его. В зависимости от этого изменяемое по величине и фазе напряжение на вторичной обмотке 5 вольтодобавочного трансфор.матора 4 геометрически суммируется (или вычитается) с напряжением соответствующей фазы первичной обмотки 3 силового трансформатора. 1. При этом на выводах а, Ъ и с для подклю чения трехфазной нагрузки величина напряжения определяется в зависимости от возможных режимов работы вольтодобавочного трансформатора. При выбранном количестве тиристорных ключей в первой группе равном 10, а во второй группе равном 6 возможны девять следующих стационарных режимов работы: режим Закоротка, когда с помощью тиристорных ключей 1214 и 17-18 первой группы фазы первичной обмотки 6 вольтодобавочного трансформатора. 4 закорочены и напряжение на выводах а,Ь и с определяеТся коэффициентом трансформации силового трансформатора 1, режим Вольтоотбавка-1, когда при .неизменном напряжении питающей сети включены тиристорные ключи 17-18 пер вой группы и тиристорные ключи 19-21 второй группы, при этом векторы фазных напряжений первичной обмотки.3 силового трансформатора 1 уменьшены на 1/4Ч вектора максимально возможного напряжения вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4 / режим Вольтоо.тбавка-2 , когда при неизменном напряжениипитающей сети включены тиристорные ключи 12-14 первой группы и тиристорные ключи 19-21 второй группы, при этом |векторы фазных напряжений первичной обмотки 3 силового.трансформатора 1 уменьшены на 3/2 4 вектора максимально возможного напряжения вторичной обмотки 5 вольтодобавоч- ного трансформатора 4, режим .Вольтоотбавка-3, когда включены 15-16 и 19-21 тиристорные ключи соответственно первой и второй групп, вект.о ры фазных напряжений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 уменьшены на 3/4 fT вектора максимальйо возможного напряжения вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4, режим Вольтоотбавка-4, ког да включены 9-11 и 19-21 тиристорные ключи соответственно первой и второй групп, векторы фазных напряжений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 уменьшены на 1/лГз вектора максимально возможного напряжения вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4, режим Вольтодобавка-i, когда включены 17-18 и 22-24 тиристорные ключи соответствен

но первой и второй групп, векторы фазных напряжений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 увеличены на 1/4 ЧТ вектора максимально возможного напряжения вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4; режим Вольтодобавка-3, когда включены 15-16 и 22-24 тиристорны ключи соответственно первой и второ групп, векторы фазных напряжений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 увеличены на 3/443 вектора максимально розможного напряжения вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4; режим Вольтодобавка-4, когда включены 12-14 и 2224 тиристорные ключи соответственно первой и второй групп, векторы фазных напряжений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 увеличены на вектора максимально возможного напряж-ения вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4.

Таким образом, используя не только геометрическое сложение и вычитание векторов напряжений различных фаз первгчной обмотки силового трансформатора с векторами соответствующих фаз вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, а также изменяя вектора напряжений вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора по величине, можно регулировать выходное напряжение на выводах а,Ъ и с в том же диапазоне, но с большей в два раза точностью при незначительном увеличении количества тиристорных ключей по сравнению с прототипом.

.. Рассмотрим процесс регулирования выходного напряжения путем перевода вольтодобавочного трансформатора из одного режима работы в другой. Пусть в исходном состоянии вольтодобавочны трансформатор находился в режиме работы Вольтоотбавка-1 и были включены тиристорные ключи 17-18 и 19-21. Первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора соединена по схеме

.звезда с наибольшим количеством витков в каждой фазе обмотки. Например, для уменьшения напряжения на выводах а, Ь и с на одну ступень регулирования осуществляется перевод вольтодобавочного трансформатора в режиме работы Вольтоотбавка-2. Для этого в определенный момент времени запрещаются импульсы управления на тиристорные ключи 17 и 18 и одновременно с этим подаются управляющие импульсы на тиристорные ключи 12-14. После выключения тиристорных ключей 17 и 18 первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора оказывается соединенной по схеме обратный треугольник (конец фазы А- с началом фазы С, конец фазы С с началом фазы В

и т.д.) и вольтодобавочнЕлй трансформатор будет находиться в режиме Вольтоотбавка-2. Для этого в определенный момент времени запрещаются импульсы управления на тиристорные ключи 17 и 18 и одновременно с этим подаются управляющие импульсы на тиристорные ключи 12-14. После выключения тиристорных ключей 17 и 18. первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора оказывается -ооединенной по схеме обратный треугольник (конец фазы А с началом фазы С, конец фазы С с началом фазы В и т.д.| И вольтодобавочный трансформатор будет находиться в режиме Вольтоотбав ка 2, В предлагаемом устройстве при последовательном переводе вольтодобавочного трансформатора из одного режима работы в другой всегда происходит переключение первичной обмотки со схемы соединения звезда на схему треугольник или наоборот. У прототипа же при регулировании напряжения первичная обмотка вольтодобавоч нрго трансформатора переключается со

схемы обратный треугольник на схему прямой треугольник (конец фазы А с началом фазы В, конец фазы В с началом фазы С и т.д.) и наоборот. Б связи с этим в отличие от прототипа для предлагаемого устройства нет необходимости выполнять перевод вольтодобавочного трансформатора из одного режима работы в другой через три промежуточных состояния, так как исключена опасность возникновения внутренних коротких замыканий. Весь процесс изменения напряжения на одну ступень регулирования занимает по времени не более 0,5 периода питающего напряжения.

Предлагаемое устройство для регулирования трехфазного напряжения выгодно отличается от известных тем, что при незначительном увеличении количества тиристорных ключей (16 по сравнению с 12 для прототипа) позволяет получать при том же диапазоне регулирования выходного напряжения в два раза большую точность его регулирования.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее силовой трансформатор, одни выводы первичных обмоток которого соединены с входными выводами, а другие их выводы соединены между собой через включенные в треугольник вторичные обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого через тиристорны ключи первой группы соединены по схеме реверсивного треугольника, вершины которого через соответствующие тиристорные ключи второй группы соединены с одним из выводов двух смежных вторичных обмоток силового трансформатора соответственно, отличающееся тем, что, с целью повышения точности регулирования, введено две пары тиристорных ключей,каждая фазная первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора выполнена со средней точкой и имеет дополнительный отвод от одной трети ее витков, причем средняя точка каждой фазной первичной обмотки через соответствующую пару тиристорных ключей первой группы соединена с одноименными выводами двух других фазных первич(Л ных обмоток вольтодобавочного трансформатора, а свободные одноименные выводы и отводы от одной трети всех первичных обмоток через соответствукадую пару введенных тиристорных ключей соединены между собой в первую и рторую звезду соответственно.