Устройство регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой Советский патент 1976 года по МПК G05F1/14 

1

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения нод нагрузкой.

Известны устройства для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащие силовой трансформатор с секционированной вторичной обмоткой, переключатель секций и вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена через две группы встречно-параллельно нключенных тиристоров к дополнительной обмотке силового трансформатора, а вторичная - к контактам переключателя секций. Ири этом включение и отключение переключателей соседних отводов секционированной обмотки силового трансформатора происходит без разрыва тока нагрузки.

Две группы встречно-параллельно включенных тиристоров позволяют подключать первичную обмотку вспомогательного трансформатора к источнику или закорачивать ее, используя блоки управления тиристорами.

Недостатком такой схемы является то, что она не позволяет использовать вспомогательный трансформатор для плавного регулирования напряжения в пределах каждой ступени силового трансформатора. Кроме того, в данной схеме вспомогательный трансформатор не используется в режиме максимального выходного напряжения. Это приводит к увеличению установленной мощности силового трансформатора.

Цель изобретения - получение возможности плавного изменения напряжения в пределах каждой ступени силового трансформатора.

Это достигается тем, что предлагаемое устройство снабжено вторым вспомогате.чьным трансформатором, первичная обмотка которого подключена аналогично первичной обмотке имеющегося вспомогательного трансформатора, -а вторичная обмотка соединена со вторичной обмоткой того же трансформатора, при этом свободные концы вторичных обмоток подсоединены к контактам переключателя, а общая точка их - к одному из зажимов цепи нагрузки.

Кроме того, для более полного использования секционированной обмотки силового

трансформатора последняя Выполнена разделенной iia две равные части и при регулировании напряжения в сторону уменьшения его части секции обеих половин обмотки подключаются между собой параллельно.

На фиг. 1 и 2 показаны два варианта выполнения предлагаемого устройства, 1где: 1 - силовой трансформатор; 2-1первич1ная, и 3вторичная обмотки силового трансформатора 1; 4-9 - отводы вторичной обмотки 3; 10дополнительная обмотка силового трансформатора 1; 11,12-перекл10чатели отводов вторичной обмотки 3; 13-вспомо:гательный вольтодобавочный трансформатор; 14-дополнительнын вольтодобавочный вспомогательный трансформатор; 15-вторичная, 16-первичная обмотки вспомогательного трансформатора 13; 17-вторичная, 8-первичная обмотки вспомогательного трансформатора 14; 19-22-тиристоры вспомогательного трансформатора 13; 23-26-тиристоры вспомогательного трансформатора 14.

Первичные обмотки 16 и 18 вспомогательных трансформаторов подключены К дополнительной обмотке 10 с напряжением, синфазным напряжению обмотки 3 силового трансформатора, каждая через две группы встречно-параллельно включенных тиристоров 19 - 20, 21-22 и 23-24, 25-26. Вторичные обмотки 15 и 17 вспомогательных трансформаторов 13 и 14 включены между собою последовательно и встречно. Свободные концы обмоток 15 и 17 через переключатели 11 и 12 могут быть одновременно подключены к любому из отводов 4-9 силового трансформатора. Средняя точка вторичных обмоток 15 и 17 соединяется с нагрузкой. В рабочем режиме вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов оказываются подключенными между собой параллельно. Поэтому ток, протекающий по этим обмоткам, в установившемся режиме равен половине нагрузочного тока, а мош.но€ть каждого вспомогательного трансформатора равна половине мощности одной ступени.

Рассмотрим процесс регулирования напряжения на примере его уменьшения. Максимальное напряжение на нагрузке получается при замкнутых контактах переключателей на отводе 4. Оно равно сумме максимального напряжения вторичной обмотки силового трансформатора и полного напряжения вторичной обмотки вспомогательного трансформатора, соответствующего напряжению одной секции силового трансфордматора. Изменяя продолжительность открытого состояния тиристоров 21-22; 23-24 от Ut 0° до путем отпирания тиристоров 25-26 в момент времени, соответствующий ,°, можно главно уменьшать напряжение на нагрузке. При W 180° напряжение на нагрузке будет определяться уровнем напряжения отвода 4. Далее необходимо осуществить номмутацию тока нагрузки с отвода 4 на отвод 5. Трансформатор 13 переводится «в режиам короткого замыкания, а трансформатор 14 в режим холостого хода с питанием со вторичной стороны. Это осуществляется полным запиранием тиристоров 23-24 и полным отпиранием тиристоров 21-22. Сопротивление вономогательных трансформаторов в режиме короткого замыкания и в холостого хода резко отличаются. Поэтому практически весь ток нагрузки будет протекать через вторичную обмотку 15. Следующий этап, это разрыв переключателем 11 обесточенной цепи отвода 4. Затем подаются отпирающие импульсы на тиристоры 25-26 и переключателем 11 замыкается цепь отвода 5. В результате этого ток нагрузки разделяется на две параллельные ветви, образованные вторичной обмоткой 17 и обмоткой секции силового трансформатора между отводами 4, 5 с последовательно включенной с ней обмоткой 15 закороченного вспо.могательного трансформатора 13. Так как напряжение обмотки 17 равно напряжению секции между отводами 4, 5 и уравновешивает его по контуру, то уравнительный ток в контуре, образованном параллельными ветвями, отсутствует. Далее запираются тиристоры

21-22 и трансформатор 13 переходит в режим холостого хода. Сопротивление параллельной ветви, содержащей обмотку 15, возрастает, поэтому практически весь ток нагрузки будет проходить через вторичную обмотку 17 трансформатора 14. Переключателем 12 разрывают обесточенную цепь отвода 4. Вслед за этим отпирают тиристоры 19-20 и замыкают цепь отвода 5 переключателем 12. Нагрузочный ток перераспределяется поровну по обеим вторичным обмоткам вспомогательных трансформаторов. Вспомогательные трансформаторы подготовлены к дальнейщему процессу плавного уменьшения напряжения, который осуществляется аналогично уже рассмотренному выше. Работа схемы при повышении напряжения происходит в обратном порядке.

Схема, вариант выполнения которой показан на фиг. 2, работает аналогично предыдущей. Разница заключается лишь в выполнении секционированной обмотки 3 силового трансформатора 1 и в схеме ее включения. Секционированная обмотка разделяется на две одинаковые части с равным числом отводов 4, 6, 8 одной части и 5, 7, 9 другой. Первичная обмотка 2 силового трансформатора подключена к -сети. Нагрузка подключена к отводам 8, 9. Каждая часть секционированной обмотки соединена последовательно и согласно со вторичной обмоткой одного из вспомогательных трансформаторов 13, 14. Свободные зажимы вторичных обмоток 15, 17 подключены переключателями 11, 12 к отпайкам другой части секционированной обмотки.

Первичные обмотки 16, 18 вспомогательных трансформаторов подсоединены на дополнительную обмотку 10 силового трансформатора так же, 1как и в схеме, показанной на фиг. 1. Для получения максимального напряжения

на выходе обе части секционированной обмотки соединены последовательно и согласно через параллельно включенные между собой вторичные обмотки вспомогательных трансформаторов. При этом напряжение на нагрузке определяется суммой напряжений всех секций вторичной обмотки силового трансформатора и напряжения вторичной обмотки вспомогательного трансформатора, равного напряжению одной секции. При регулироваНИИ напряжения вниз часть секций силовой

обмотки подключается параллельно, обеспечивая этим регулировапкэ напряжения па наяагрузке при практически постоянной мощности.

Процесс плавпого регулирования напряжения и процесс коммутации тока нагрузки с одного отвода па другой аналогичны выше описанному.

Формула изобретения

1. Устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой, содержащее вспомогательный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к источнику напряжения, синфазного с напряжением секционированной обмотки силового трансформатора, а вторичная - к контактам переключателя, отличающееся тем, что, с целью получения возможности плавного изменения напряжения в пределах каждой ступени силового трансформатора, оно снабжено вторым вспомогательным трансформатором, первичная обмотка которого подключена

аналогично первичной обмотке имеющегося вспомогательного трансформатора, а вторнчная обмотка соединена со вторичной обмоткой того же трансформатора, при этом свободные концы вторичных обмоток подсоединены к коптактам переключателя, а общая точка их - к одному из зажимов цепи нагрузки. 2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что, с целью более полного использования секционированной обмотки силового

трансформатора, последняя выполнена разделенной на две равные части и при регулировании напряжения в сторону уменьшения его части секций обеих половин обмотки подключаются между собой нараллельно.

fuz.

f J