Устройство дискретного регулирования фазового сдвига напряжений сети Советский патент 1978 года по МПК H01F29/14 H02M5/10 H02J3/12 

(54) УСТРОЙСТВО ДИСКРЕТНОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ФАЗОВОГО СДВИГА НАПРЯЖЕНИЙ СЕТИ

т}.1лис;формато})ов могут быть присоединены выкпючатепи.

С цепью повьпиений быстроаействия в качестве аыкпючатепей применяют управляемые сиповые попупровопниковые элементы,

Один из трансформаторов может быть выбран на иолную мощность нагрузки. Трансформаторы могут быть выполнены с различными коэффициентами трансформации. На фиг. 1 представлена принципиальная электрическая схема описанного устройства, на фиг. 2 - .векторные диаграммы поясняюшие его статические состот1ия. Предлагаемое устройство обеспечивает преобразование трехфазной системы напряженвй питающей сети;(ид,иб,,ис ) в две тре фазные системы выходных напряжений (tr;,Ug,i ,йа и между, которыми может быть установлен фазовый сдвиг ипи 180. Обмотки первого трансформатора обозна чены индексами « , обмотки второго- fc. НачалаИ концы обмоток - соответствен-ч но буквами И и к , индексом - первичные обмотки, индексом 2 - вторичные,,обмотка управпения, - g . Первичиыэ обмотки трансформаторов соен динены поспедрватеп1ьно 1.д и ., сй ijicA iftifCM подключены на напря жение питающей сетА t/д, Ua. схеме показа но соединение первичных обмоток в треугольник, однако их можно соединить и в звезду) Вторичные обмотки трансформатора coeдннe IЫ в треугольник, к каждой вершине которого, кроме начала и конца обмоток, принадлежащих двум фазам трансформатора ft , присоединяются средней точко соединенные поспедовательно и согласно вторичные обмотки оставшейся; фазы трансформатора . о. . Выходные напряжения и,Ui ,U,отсчитывают от концов, a(,tr2,u2) от начал вторичных обмоток трансформатора относительно точки о. Закорачивание обмоток управпения транС форматора о4 осуществляют выключателями В I,закорачивание обмоток управления трансформатора и выключателями В«. Управпение выключателями В/ и В осуществ ляется блоками управления БУ. Значения фазового сдвига между трехфазными системами выходных напряжений, равное О, устанавпивают закорачиванием обмоток управления трансформатора .«4,-а значение фазового сдвига, равное 180 траисформатора f Бпок управления выкпючатепями обеспеч вает пва рабочих COCTOSUIHH устройства, исключая возможность одновременного вклк

4

чения обоих выключателей, и одно переходное, в котором ни оаин из выключателей не включен.

На фиг, 2 а, представлена векторная диаграмма выходных напряжений для переходного состояния, при котором ни на одном из трансформаторов обмотки управления не закорочены. Между сопряженными выходными Hanpstениями(11д и Од , Ug MU4,) уст ойства в переходном состоянии устанавливается некоторый угоп 0 . При одинаковых сопротивлениях контуров намагничивания трансформаторов . е и приложенные напряжения распредел51ются поровну между их первичными обмотками. Если при этом Кае V -ЧГТ I/ X-W Г5КвС, то в режиме холостого хода & На фиг. 2а состояние устройства не явпяется рабочим, однако его использование может быть iienec6o6pa3HbiMii в некоторых особых режимах (например, при коротких замыканиях в пинии). На фиг 26 показана векторная диаграмма вьЬсодных напряжений устройства при закорачивании обмоток управпения трансформатора «С . При этом сопротивление контурд намагивчивания трансформатора X.: шунти руется контуром короткого замыкания, в ,татв чего напряжения Йд.и, с ока-, эыеаются Практически попностью припоженными к первичным обмоткам трансформатора 1. Первичные, а следовательно и вторичные напряжения трансформатора при этом бпизки { к нулю, и фазовый сдвиг между сопряжёнными выходными напряжениями пр ктически равен О. На фиг. 2 а приведена .векторная диаграмма напряженки при закорачивании обмо ток угфавпения тpaнcфbpмatopa . . При этом фазовый сдаиг между сопряжениями выходными напряженн51ми равен 1вО. Очевидно, что при таком соотношении между коэффициентами трансформации трансфор маторов X и jb (Kj Vj К), модули выходных напряжений при Ои ISOфазовом сдвиге одинаковы. Так как описьюаемое устройство имеет только два рабочих состояния5ТО управле- ние такими устройствами, установленными На противоположных концах пииии, синхронизация их работы осуществляется по максимал1 но простой схеме тепемеханическго упра&При закорачивании обмотки управления трансформатора оС нагрузку несет трансформатор и наоборот. Целесообразность установки фазового сдвига, равного О или 18О , определяется величиной мощности, передаваемой по линии. Так, в режиме холоотого хода и малых нагрузок необходимо устанавливать угол фазового сдвига Of а в режиме больших нагрузок - 180. Вепичина нагрузки, при которой электропередачу необходимо переводить из режима работы при фазовом сдвиге 0° в режим работы при фаз вом сдвиге 180, определяется техникоэкономическим расчетом. Анализ показывае что значение этой нагрузки приблизительно в два раза меньше максимальной мощности передаваемой по пинии. Поэтому мощность трансформатора ji может быть в два раза меньше максимальной мощности, передаваемой по пинии. Следовательно, мощность трансформатора может быть в два раза меньше мощности трансформатора оС , рассчитываемого на максимальную нагрузку. Общая установленная мощность устройства, таким образом, равна приблизительно попуторакратному (а не трехкратному, как у прототипа) значению максимальной передаваемой мощности. В реальных условиях остаточные , женвя на обмотках закорачиваемых тршо форматоров отличны от нуля, что обусловлено наличием активных сопротивлений и сопротивлений рассеяния рабочих обмоток и обмоток управления. Поэтому установ ка значений угла фазового сдвига. О и 180 осуществляется с некоторой пог1)ешн1 стью. Если объем меди закорачиваемой обмотк управления равен объему меди вторичной рабочей обмотки трансформатора (или двух вторичных обмоток трансформатора то остаточное напряжение на первичной о&мотке закорачиваемого трансформатора при .номинальной нагрузке равно LTj /« Потери энергии в цепи управпёния при этом равны активным потерям в меди вторичных обмоток закороченного трансформатора. По условиям ведения режимов электропередач повышенной пропускной способности, оборудованных иредпагаемыми трансформаторными устройствами, трансформатор oL находится в нерабочем (закороченном) состоянии при нагрузке от нуля до. некоторого значения, равного мощности трансформатора Поэтому обмотка управления трансформаг тора оС выполняется облегченной. Соотношение числа витков рабочих обмоток и обмоток упраьления определяется рабочими параметрами выключателей,В частном случае, если напряжение питающей сети и ток нагрузки первичных обмоток трансформаторного устройства соответствует рабочему напряжению и рабочему току выключателей, последние подключают нараплепьно первичным обмоткам трансформаторов. При этом отпадает необходимость в применении обмоток управления, а из цепи нагрузки исключаются сопротивления рассеяния и активное сопротивление перви,чных обмоток закорачиваемого трансформатора, что повышает общий КПД и улучшает нагрузочную характеристику устройства. В ряде случаев может оказаться целесообразным с увеличением нагрузки увеличить напряжение в линни электропередачи. Этого можно достичь, если выбрать коэффициент трансформации трансформатора чтС больше коэффициента трансформации трансформатора R подапенного на Уз) т,, а. 2 A/V3r Таким образом, предлагаемое трансформаторное устройство позволяет в зависимое-ти от ;, нагрузки, nyreiM закорачивания обмоч ток управлени1г1 того или иного трансформатора, осуществлять перевод электропередачи псфышеииой пропускной способности из режима, при котором между напряжениями, прикладываемыми к сближенным проводам, установпеи фазовый сдвиг 0, в режим фазового сдвига 180 и наоборот. Формула изобретения 1, Устройство дискретного регулироваиия фазового сдвига напряжений,сети состоящее из двух многообмоточных трансформаторов, о т п и, щ е вся тем, что, с целью повышения надежности электроснабжения потребителе и упрощения системы управления, первичные обмотки одноименных фаз трансформаторов соединены между собой последоватвпьно и согласно и образуют, например, треугольник, вторичные обмотки од ного из трансформаторов соединены в треугольник, к каждой из вершин которого присоединены общей точкой соединенные последовательно и согласно вторичные обмотки, фаза которых совпадает с фазой вторичной обмотки, противолежащей данной вершине, 2,Устройство поп, 1, отлича юе е с я тем, что каждый из трансформаоров снабжен обмотками управления, перелюченными посредством вьтлючателей к локу управления, 3,Устройство поп, 1, отпича loе е с я тем, что, с цепью улучшения агрузочной характеристики, параллельно ервичным обмоткам трансформаторов приоединены выключатепи, 4,Устройство по п. 1, отлича юе е с я тем, что, с целм-л повышения