Автоматический переключатель для ступенчатого регулирования напряжения маломощных распределительных трансформаторов Советский патент 1944 года по МПК H02P13/06 

С ростом протяженности, увеличением нагрузки и усложнением конфигурации электр ических сетей возникла неотложная потребность в дешевом автоматическом регуляторе для маломощных трансформаторов.Ступенчатое регулирование напряжения трансформаторов в экономическом отношении более выгодное, чем плавное. Для трансформаторов до 50 ква регуляторы могут быть выполнены в виде ртутных контактов. Преимущество ртутных контактов перед торцовыми контактами состоит в том, что автоматика для таких регуляторов может быть выполнена командным аппаратом, работающим в функции от напряжения или в функции от тока нагрузки. В обоих случаях в схеме необходимо иметь элемент, который создавал бы выдержку времени для устранения ИЗЛИШНИХ переключений при кратковременных колебаниях нагрузки.

Токовое реле, .которое может быть выполнено в виде, например, биметаллического реле, нагреваясь, создает необходимую выдержку времени, зависящую от тока. В схеме автоматического регулятора требуется также создать условия, которые устранили бы возможность переключений при затянувшемся коротком замыкании, так как при отсутствии этих условий, даже в случае независимой выдержки времени, может произойти переключение при коротком замыкании. Достижению указанных условий и посвящено настоящее изобретение.

Предлагаемый автоматический переключатель отличается от известных устройств тем, что, в переключающем электромагните, Кроме щунтовой обмотки, применена сериесная обмотка, ампер-ъитки которой дейсгвуют навстречу ампер-виткам щунтавой обмотки.

На фиг. 1 и 2 схематически изображена схема работы предлагаемого автоматического регулятора.

Приняты обозначения: обмотка трансформатора У, 2-регулируемая ступень трансформатора; 3-насыщенный дроссель; 4-двухпозиционный ртутный контакт; 5-электромагнит; 5-шунтовая обмотка электЛ-0 62925 -- 2 -

ромагнита; 7-сериесная обмотка электромагнита; 8-токовое реяе времени-биметаллический элемент; 9-дроссель, шунтирующий биметаллический элемент; 10-командный ртутный контакт.

Работа устройства протекает следующим образом.

Силовой трансформатор / .имеет две ступени регулиров-ки. Эти ступени обозначены соответственно Xi и Сгнели ток нагрузки меньще тока срабатывания токового реле времени биметаллического элемента 8, то командный ртутный контакт J& разомкнут и шунтовая обмотка 6 электромагнита 5 обесточена. Сериесные ампер-витки недостаточны для срабатывания электромагнита 5,. поэтому якорь этого электромагнита не втянут. ДБух1ПОЗиц.ионные ртутные контакты 4 при этом замыкают в звезду .концы Х обмотки трансформатора. Ток нагрузки .идет через двухпозицио.нные ртутные контакты 4. По насыщенному дросселю идет цир:кулирующий то.к, обусловленный тем, что каждая фаза насыщенного дросселя присоединена к регулируемой ступени 2 силового трансформатора.

Если ток нагрузки достиг величины, достаточной для срабатывания токового реле времени 8, командный ртутный контакт 70 замкнется, шунтовая обмотка 6 электромагнита 5 получит нитание. Якорь электромагнита 5 втянется и двухпозиционяый ртутный .контакт замкнет в звезду концы Xi. Напряжение в сети при этом повысится на 6%. Насыщенный же дроссель 3 в этом положении обесточен.

В промежуточном положении двухпозиционного ртутного .контакта 4 во время переключения, когда КОНЦЫ Х разомкнуты, а концы Xi еще не успели замкнуться, ток нагрузки протекает через насыщенный дроссель 3. Благодаря этому не происходит перерыва в подаче энергии.

Работа переключающего устройства при коротком замыкании описывается ниже.

Как видно из схемы (фиг. 1) щунтовая обмотка 6 электромагнита 5 включена между нулем и фазой а, а сериесная обмотка 7 электромагнита включена в фазу а.

На фиг. 2 представлены разл.ичные случаи короткого замыкания. Случаи ///, IV, VII, IX, X - при изолирова.нной, а случаи /, //, V, W,. V/// - при заземленной нейтралки. Ампервитки Awc, даваемые сериесной обмоткой 7 электромагнита 5, геометр.ически вычитаются из амперBjiTKOB AWia , даваемые щунтовой обмоткой 6 электромагнита 5, а не складываются с ними.

Командный ртутный контакт 10 разомкнут при токе нагрузки, меньщем тока срабатывания.

Все случаи короткого замыкания при наибольщ их (из возможных) .кратностях тока рассматриваются ниже. Результаты сведены в таблицу. В первой графе таблицы указан номер короткого замыкания на фнг. 2. Во второй графе рассматривается, почему не произойдет переключение, если до короткого замыкания командный ртутный контакт 10 был разомкнут. Во всех десяти случаях это объясняется за счет того, что результирующие ампервитки -Awc, недостаточны для втягивания якоря магнита (AWui ампервитки шунтОВОЙ , Awc-ампервитки сериесной обмотки). В третьей графе рас-. сматривается, почему не произойдет переключение, если до короткого замыкания командный ртутный контакт 10 был замкнут и якорь магнита был в притя-нутом состоянии. Во всех десяти случаях объясняется это за счет того,, что результирующие амнервитки Aw будут достаточны по величине для удержания якоря магнига в притянутом соВ таблице для сокращения приняты следующие обозначения: командный ртутный контакт 10- .к. 10; результирующие ампервитки-Лш; ампервитки шунтовой обмотки , ампервитки сериесной обмотки-Awc.

1-я

2-я графа графа

К.р.к. /О-замкнется, но электромагнит не сработает, так как -Awc, малы.

И III

К.р.к. 10 не замкнется

К.р.к. 10 замкнется, но

Aw Aw ш -Awc недостаточны для срабатывания электромагнита.

IV

К.р.к. 10 не замкнется.

К.р.к. 10 замкнется, Aw 0, Awc недостаточны для срабатывания электромагнита.

VI

К.р:к: 10 не зам.кнется. II

К.р.к.. 10 сработает, но Aw малы, Awc недостаточны для срабатывания электромагнита.

III

К.р. 10 сработает, но Лсо малы, Awc «недостаточны для срабатывания электромагнита.

IX X

К.р.к. 10 не замкнется.

К.р.к. 10 не замкнется.

Предмет изобретения

Автоматический переключатель для ступенчатого регулирования напряжения маломощных распределительных трансформаторов 1под нагрузкой с применением переключающего электромагнита, управляемого контактами токового реле с выдержкой времени, например, термореле, отличающийся тем, что, с целью лредотвращения переключений пря возникновении тока короткого замыкавия трансформатора в переключающем электромагните, .кроме щунтовой обмотки, применена сериесная обмотка, ампервитки которой действуют навстречу ампервитКВМ шунтовой обмотки.

3-я графа

Awc - достаточны для удержания.

К.р.к. 10 по-прежнему будет замкнут.

-Awc достаточны для удержания электромагнита.

Удерживается за счет Aw. Awc достаточны для удержания.

Удерживается за счет полных Лш„.-1

Удерживается за счет Awc.

Удерживается за счет Awc.

Удерживается за счет Лш. Удерживается за счет Лшс.

I S I If f S S Щ Д /

77

.X/ A

4 / / / fr

f fWVr, fffn

fffff

. fU8.2