Устройство для переключения отводов регулирующей обмотки трансформатора под нагрузкой Советский патент 1992 года по МПК H02P13/06 G05F1/14 H01F29/04 

у

Ё

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение нагрузки. В предложенном устройстве ток нагрузки может проводиться через нижний или более высокий отвод 11, 12 обмотки ступени 13 регулирования регулирующей обмотки и через соединение по меньшей мере двух коммутационных контактов 14, 15 и двух дли- тельнозамкнутых контактов 9, 10 с общим выводом 16. Переключение осуществляется с помощью переключателя

VJ СА Ч 00 О ГО

со

таким образом, что ток нагрузки кратковременно переходит в цепь 17 разгрузки, которая расположена между общим контактом 6 переключателя 5 и общим выводом 16, Один из контактов 7, 8 переключателя 5 подключен к соединению коммутационного контакта 14, 15 с длительнозамкнутым контактом 9, 10. В соответствии с изобретением цепь разгрузки состоит из двухпози- ционного переключателя 18 и включенной последовательно с ним тиристорной

Изобретение относится к электро- технике-с

Известно устройство для переключения нагрузки с помощью механических переключательных элементов и тиристоров, в котором ток нагрузки подводится через отводы обмотки ступени регулирования регулирующей обмотки и через коммутационные и длительные контакты к общему отводу. Вместо обычных двух переходных сопротивлений в данном случае предусмотрена одна тиристорная цепь со встречно- параллельно включенными тиристорами. Обе цепи тиристора соединены через разделительный контакт с общим отводом.

Управление процессом переключения осуществляется с помощью логической схемы. Процесс протекает таким образом, что ток нагрузки всегда коммутируется тиристорами, и, в зависимости от того или иного процесса коммутации, подключается либо к дли- тельнозамкнутому контакту, либо предварительно переключается с длитель- нозамкнутого контакта на тиристоры.

Недостатками изобретения являются большие издержки на необходимые для управления электронные конструктивные элементы, а также их подверженность отказам; влияние высокого напряжения на электронные узлы (существует опасность того, что магнитные поля обмоток трансформатора инициируют ошибочное зажигание тиристоров).

Наиболее близким к предлагаемому является изобретение, в котором описана схема для переключения нагрузки,

цепи 2 со встречно-параллельно включенными тиристорами 2а, 2Ь, причем переходное сопротивление 4 через шунтирующий переключатель 22 соединено с общим выводом 16. Один переключательный контакт 20 двухпозицион- ного переключателя 18 непосредственно, а его другой переключательный контакт 21 через переходное сопротивление 4 соединены с общим контактом переключателя, за счет чего достигается цельо 1 з.п. ф-лы, 3 илс

причем между общим отводом и двумя коммутационными контактами расположены два вакуумных переключателя Кроме того, предусмотрена цепь разгруз5 ки, которая расположена между общим отводом, и - за счет использования переключателя - одним коммутационным контактом и выполнена таким образом, что она может включаться параллельно

Q одному из обоих вакуумных переключателей.

Цепь разгрузки содержит последовательную схему ограничивающего ток сопротивления с полупроводниковым переключателем. Для этого полупроводникового переключателя предусмотрена обводная- цепь с большим импедансом с целью ограничения возникающих выбросов тока. Цепь обводной цепи связана с первичной обмоткой преобразователя тока, вторичная обмотка которого подключена к прибору с сеточным управлением. Последний содержит управляющие звенья, которые используют вторичное возрастание тока преобразователя то5

0

5

0

ка, включенного в цепь обводной цепи.

Переключение отводов под нагрузкой осуществляется при промежуточном включении цепи разгрузки в течение взаимно зависимых движений включения или отключения вакуумных переключателей.

В этом устройстве предлагается также дорогостоящая система для переключения отводов регулирующих трансформаторов, в которрй между общим отводом и коммутационными контактами вновь расположены два вакуумных переключателя. Также и в этом

51

случае цепь разгрузки между общим отводом и переключателем расположена так, что цепь разгрузки может включаться параллельно одному из обоих вакуумных переключателей

Цепь разгрузки состоит из последовательной схемы полупроводникового переключателя с омическим сопротивлением, которая включена параллельно одному полупроводниковому переключателю. Для предотвращения нарастания напряжения во время переключений предусмотрена цепь ограничения напряжения, включенная параллельно полупроводниковому переключателю последовательной схемы.

Соединительные линии между обоими вакуумными переключателями и общим отводом, а также соединительная линия между цепью ограничения напряжения и общим отводом связаны с первичной обмоткой одного из трех приданных преобразователей тока,, Вторичные обмотки этих преобразователей тока соединены с одним из трех приданных устройств с сеточным управлением, задача которых заключается в поджигании в истинный момент времени полупроводниковых переключателей цепи разгрузки. Путем соответствующего регулирования момента поджигания в течение времени размыкания и запирания вакуумных переключателей обеспечивается протекание тока нагрузки через полупроводниковые переключатели, в результате чего предотвращается возникновение световой дуги.

Недостаток этого решения заклю- . чается в больших расходах на конструктивные элементы и их подверженность отказам.

Цель изобретения - упрощение конструкции и снижение нагрузки на контактыо

Эта задача решается с помощью изобретения. Изобретение отличается тем, что цепь разгрузки состоит из двухпозиционного переключателя и включенной последовательно с ним тиристорной цепи со встречно-параллельно включенными тиристорами и переходное сопротивление через шунтирующий переключатель соединено с общим выводом, причем один переключательный контакт двухпозиционного переключателя непосредственно, а другой переключательный контакт этого

398626

переключателя через переходное сопротивление соединены с главным присоединением первого переключателя.

Конструктивные элементы предназ - начены для предотвращения световой дуги при переключении с одного каскада регулирования на другой и одновременного предотвращения обгорания .Q контактов при их длительном использовании, В концевых положениях не происходит нагрузки на тиристоры, так как они шунтированы с помощью того или иного, параллельно включен- .,. ного длительно замкнутого контакта. Предотвращается также нагрузка на тиристоры вследствие токов короткого замыкания.

При положенном в основу времени 2Q переключения 120 мс могут применяться использующиеся в случае известных переключателей нагрузки механические коммутационные элементы, а также переходные сопротивления, 25 Кроме того, необходимо лишь одно поджигающее устройство, которое сра«- батывает два раза в течение одного процесса переключения.

В соответствии с усовершенствованной формой исполнения оба длительно замкнутых контакта выполнены в виде одного следующего переключательного контакта.

За счет этого обеспечивается номия переключательных Контактов и, 35 кроме того, несложным образом дости - гается конструктивное исполнение в качестве коммутатора нагрузки.

На фигЛ показано устройство для переключения отводов; на фиг.2 и 3 - 40 соответствующие диаграммы протекания процессаа

Устройство содержит каскад (ступе - ни) 13 регулирования регулирующей обмотки, ток нагрузки которого может 45 подводиться через нижнее 11 или более высокое 12 ответвления обмотки и че. рез по меньшей мере два комнутацион ных контакта 14 и 15 и два длительно - замкнутых контакта 9 и 10 к общему 50 выводу 16. Переключение с нижнего вода на более высокий отвод обмотки или наоборот осуществляется с помощью переключателя 5, причем ток нагрузки кратковременно переходит в цепь 17 55 разгрузки, которая расположена между общим контактом 6 переключателя 5 и общим выводом 1ба Из обоих перек - лючательных контактов 7 и 8 переклкг30

11

чателя 5 один подключен к соединению коммутационных контактов 14 и 15 с длительгозамкиутыми контактами 9 и 10.

Цепь 17 разгрузки состоит из двухпозиционного переключателя 18 и включенной последовательно с ним тиристорной цепи 2 со встречно«-па- раллельными тиристорами 2а и 2Ь. реходное сопротивление 4 соединено через шунтирующий переключатель 22 с общим выводом 16, Один переключа - тельный контакт 20 двухпозиционного переключателя 18 непосредственно, а другой переключательный контакт 21, через переходное сопротивление 4 сое динены с контактом 6 переключа теля 5,

Как видно из приведенных на фиг-2 и 3 диаграмм протекания процесса, моменты времени зажигания тиристоров 2а и 2Ь симметрично смещены.

Эта асимметрия в обоих направлениях коммутации, а такке переключен ние концевого контакта переключав теля Ь обеспечиваются механическим путем.

На основании фиг,1 и 2 описывается пошаговое переключение от отг- вода 11 на отвод 12 ступени 13 лирования регулирующей обмотки- Приведенные на левой стороне обозначен ния на фиг.2 соответствуют переключа телям или тиристорам и контактам на фиг,1С Кроме того, обозначение 11 - 12 означает направление переключате ля от отвода 11 на отвод 12, Из двух полей которые относятся к тиристор- ной цепи 2, первое поле (2 ) показы вает длительность импульсов зажигани а второе поле (2 ) длительность прохождения тока через тиристоры.

Шаги:

А - коммутационные контакты 14 и 15 и длительнозамкнутый контакт 9 замкнуты. Переключатель 5 соединяет контакт 7 через общий контакт b с цепью 17 разгрузки. Цепь 17 разгрузк находится в непроводящем коммутацией ном состоянииt Двухаозиционный переключатель 18 соединяет переключательный контакт 20 с общим контактом 19t Тиристорная цепь 2 находится в непроводящем коммутационном состоянии. Шунтирующий переключатечь 22 замкнут. Ток нагрузки протекает через отвод 11 обмотки ступени 13 регулирования регулирующей обмотки, а

0

5

0

5

862

8

, также через коммутационный контакт 14 и длительноэамкнутый контакт 9 к общему выводу 16. Тиристорная цепь |2 поджигается.

В - длительно замкнутый контакт

9разомкнут, тиристорная цепь 2 принимает ток нагрузки.

С - тиристорная цепь 2 более не поджигается и проводит ток только до следующего прохождения через ноль После этого ток нагрузки протекает через переходное сопротивление 4 и шунтирующий переключатель 22.

D - переключатель 18 разомкнут, длительньй контакт 10 замыкается. Ток нагрузки, уменьшенный до величины уравнительного тока, протекает через отвод 12 обмотки, коммутационный контакт 15 и длительнозамкнутый контакт

10к общему выводу 16, Уравнительный ток протекает через переходное сопротивление 4 и контакт 22.

Е - двухпозиционный переключатель 18 соединяет общий контакт 19 с переключательным контактом 21. Производится поджигание тиристорной цепи 2.

F - шунтирующий переключатель 22 размыкается. Уравнительный ток протекает через тиристорную цепь 2.

G - тиристорная цепь 2 более не поджигается и проводит уравнительный ток только до следующего прохождения через ноль. После этого ток нагрузки протекает через отвод 12 обмотки, коммутационный контакт 15 и длительнозамкнутый контакт 10 к общему отводу 16С

Н - переключатель 5 переключает общий контакт 6 с переключательного контакта 7 на переключательный кон- i так г 8.

I - переключатель 18 осуществляет переключение с переключательного контакта 21 на переключательный контакт 20. Шунтирующий переключатель 22 замыкается В результате этого цепь разгрузки готова для следующего переключения ступени.

В отношении цепи разгрузки по фиг.2 действуют следующие взаимосвязи:

длительность нагрузки тока на ти- ристорнук} цепь 2:

0

5

0

5

0

5

tu 1Ь - 20 мс;

нагрузка по напряжению на тиристорную цепь 2:

U.

тн

т. II .

где tt

I, LL

Д UTH

E

cr

R

(i

t

нагрузка на тиристорную депь 2 со стороны уравнительного тока: т Ест .

ХА - кТГ

длительность нагрузки по уравнительному току:

tfl 5 - 15 мс,

длительность нагрузки по току;

ток нагрузки; уравнительный ток; напряжение на тиристоре; напряжение ступени; переходное сопротивление; длительность нагрузки по уравнительному току. На основании фиг о 1 и 3 описывается другой вариант переключения с отвода 11 на отвода 12 ступени 13 регулирования регулирующей обмотки. Шаги с А по С эквивалентны шагам в приведенном выше описании процесса переключения.

Следующие шаги:

D - двухпозиционный переключатель 18 переключает общий контакт 19 с переключательного контакта 20 на переключательный контакт 21. Производится зажигание тиристорной цепи 2„ Е - шунтирующий переключатель 22 размыкается Тиристорная цепь 2 принимает ток нагрузки о

F - длительнозамкнутый контакт 10 замыкается. Нагрузочный ток, уменьшенный до величины уравнительного тока, протекает через отвод 12, коммутационный контакт 15 и длительнозамкнутый контакт 10 к общему выводу 16. Тиристорная цепь 2 проводит уравнительный ток.

G - тиристорная цепь 2 более не зажигается и проводит уравнительный ток только до момента следующего прохождения через ноль.

Н - переключатель 5 обеспечивает переключение общего контакта 6 с переключательного контакта 7 на переключательный контакт 8.

I - двухпозиционньй переключатель 18 осуществляет переключение с переключательного контакта 21 на переключательный контакт 20. Шунтирующий переключатель 22 замыкается. Тем са

7398621П

мым цепь разгрузки готова для следующего переключения ступени.

Формула изобретени

Q включенные между соответствующим отводом и общим выводом цепочки по числу отводов из последовательно соеди- ненных коммутационного контакта и длительнозамкнутого контакта, кроме

с того, переключатель и цепь разгрузки, содержащую тиристорную цепь из встречно-параллельно включенных тиристоров и переходное сопротивление и включенную между общим контактом переключа0 теля и общим выводом, при этом каждый из переключательных контактов переключателя соединен с общей точкой коммутационного и длительнозамкнутого контакторов соответствующей цепочки,

5 отличающееся тем, что, с целью упрощения конструкции и снижения нагрузки на контакты, в цепь разгрузки введены двухпозиционный и шунтирующий переключатели , при этом переходное сопротивление включено пос- довательно с шунтирующим переключателем, тиристорная цепь соединена с общим контактом двухпозиционного переключателя, свободный вывод тиристорной цепи соединен-со свободным выводом шунтирующего переключателя и с общим выводом, свободный вывод переходного сопротивления соединен с общим контактом первого переключателя и с одним из переключательных контактов двухпозиционного переключателя, другой переключательный контакт которого соединен с общим выводом переходного сопротивления и шунтирующего переключателя i

2 о Устройство поп, отличающееся тем, что длительно- замкнутые контакты выполнены в виде переключательного контакта, общий

0 контакт которого соединен с общим выводом, а переключательные контакты - с соответствующими длительноэамкнуты- ми контакторами.

0

5

0

5