Регулятор переменного напряжения Советский патент 1981 года по МПК H02P13/16 

(54-) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к автоматическим устройствам для регулирования напряжения в электрических сетях и может быть использовано в сетях с несимметричным напряжением и, в част ности, на тяговых подстанциях переменного тока электрифицированных же.-; лезных дорог. Известно устройство для регулирования несимметричного напряжения с органом контроля трех несимметричных напряжений в виде измерительного эле мента на туннельных диодах fl. Это устройство применялось на тяговых подстанциях совместно с выпускаемам промышленностью устройством автоматического управления регулятором Нсшряжения трансформаторов, в котором измерительный элемент выполняется на туннельном диоде. Недостаток работы устройства - сн жение точности регулирования при искажении формы кривой напряжения, так как измерительный элемент контролирует амплитудное значение напряжения Известно устройство, в котором измерительный элемент реагирует на среднее значение контролируемого напряжения, что повышает точность регулирования при искс1жении формы крнвой. Данное устройство предназначено для контроля одного напряжения в системе напряжений и содержит измерительный пороговый элемент среднего значения напряжения, вход которого под-, ключен к выходу фильтра а выход к входам двух каналов регулирования, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя импульсных сигналов в потенциальные, .элемента времени и исполнительного органа, и Г(еиератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входам, элементов времени Г2. Однако на тяговых подстанциях с несимметричным напряжением необходимо контролировать напряжение всех трех фаз, так как регулирование происходит по напряжению, имемцему наибольшее значение. Поэтому на практике это устройство на тяговых подстанциях включают во все фазы, т.е. используют три регулятора переменного напряжения. Очевидно, что на подстанции целесообразно иметь только одно устройство. Цель изобретения - расширение области применения регулятора переменного напряжения для несимметричного трехфазного напряжения, т.е. для контроля вс(х трех средних значений .трехфазного несимметричного напряжения и соответствующего управления режимом работы трансформатора. Поставленная цель достигается тем что в регулятор переменного напряжения, содержащий измерительный порого вый элемент среднего значения напряжения, вход которого подключен к фильтра, а выход - к входам двух каналов регулирования, каждый из которых выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя импульсных сигналов в потенциальт ные,элемента времени и исполнительного органа, и генератор тактовых импульсов, выход которого подключен ко входам элементов времени, дополнительно введены 3-х фазный трансформатор, первичные обмот-ки которого подключены к контролируемьйм напряжениям, при этом, вторичные .обмотки соединен-л по схеме звезда с нулевым выводом и коммутатор напряжений, выполненный в виде однофазного транс Форматора с одной вторичной обмоткой подключенной ко входу фильтра и тремя первичными обмотками, соединенными последовательно с вторичными обмотками фазного трансформатора и подключенными через симистры к ну левому выводу 3-х фазного трансформ тора, причем управляющие электроды симистров через усилители подключены к выходам распределителя-коммутатор вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу элемен та И, при этом один из входов последнего соединен с генератором тактовых импульсов, а другой - с выходом преобразователя импульсных сигн лов в потенциальные одного из каналов регулирования. На чертеже изображена структурна схема регулятора. Переходной трансформатор 1 преоб зует линейное контролируемое напряжение в пропорциональное еМу фазное напряжение. Коммутатор 2 выполнен в виде однофазного трансформатора, содержащем одну вторичную обмотку 3 подключенную к фильтру 4 и три первичные обмотки 5, входы.которых под соединены к фазным выводам переходного трансформатора 1, а выходы через симисторы 6 к нулевому проводу, УпЬ)авляющие электроды симисторов 6 подключены к распределителюкоммутатору 7 через усилитель 8. Ко мутатор 2 предназначен для поочеред ного переключения фаз так, чтобы с обмотки 3 поступала информация о величине каждого из трех контролируемых напряжений. Блок 9 устройств содержит три основных функционгшьны составлякицих: измерительный пороговый элемент 10 среднего значения напряжения, генератор 11 тактовых импульсов и каналы 12 регулирования прибавить, отрабатывающим команду на повышение напряжения, и канал 13 у.бавить, отрабатывающим команду на снижение напряжения. В состав каналов 12 и 13 входят преобразователи 14, 15 импульсных сигналов в потенциальные, элементы 16, 17 времени, осуществляющие задержку сигнала на срабатывание исполнительных элементов 18, 19 в течение заданного времени, и сброс накопленного времени. Один вход логического элемента И 20 подключен к ГТИ, а другой - к выходу преобразователя 15 какала убавить. При отсутствии повышенного напряжения в контролируемых фазах с выхода элемента И снимаются тактовые сигналы, соответствующие импульсам ГТИ. При наличии повьшенного напряжения, хотя бы в одной из контролируемых на выходе элемента И, сигналы отсутствуют. Формирователь 21 импульсов, подключенный к выходу элемента И 20, преобразует импульсы ГТИ в импульсы прямоугольной формы для подачи их на распределителькоммутатор 7. Регулятор работает следующим образом. Снимаемое со вторичной обмотки трансформатора 1 фазное напряжение подается на обмотки 5 однофазного трансформатора. Включение симисторов происходит поочередно, т.е. сначала с распределителя-коммутатора 7 через усилитель 8 приходит сигнал на-управляющий электрод одного из симисторов, вследствие чего этот симистор открыт, а два других закрыты, и с обмотки 3 снимается контролируемое .1апряжение данной фазы, пропорциональное линейному напряжению, например Ua. С приходом следукщего тактового импульса блок 9 выдает сигнал на открывание другого симистора, и с обмотки 3 контролируется напряжение Ugn и т.д. Таким образом, все три контролируемые линейные напряжения поочередно поступают через фильтр на измерительный пороговый элемент среднего значения напряжения 10. При этом, если контролируемое напряжение находится в допустимых пределах, то на преобразователи 15, 14 импульсных сигналов в потенциальные сигналы не поступают, и элементы времени не запускаются. Если на всех трех фазах напряжение пониженное, то поступает сигнал на элемент 16 времени, который с установленной выдержкой времени выдает сигнал на исполнительный элемент 18 по каналу прибавить. Если пониженное напряжение только на одной или двух фазах, то элемент 16 времени не успевает срабатывать.

Элемент времени предназначен для задержки сигнала на срабатывание исполнительных элементов и состоит из времязадающей цепочки RC. Сброс выдержки времени также происходит с задержкой времени по другой цепочке RC Параметры обеих цепей таковы, что сброс выдержки времени происходит более, тем в два раза быстрее, чем накопление. Поэтому за интервалы , времени контролирования фазы (или двух фаз) и пониженным напряжением элемент 16 времени накапливает определенную выдержку времени, однако за интервсщ контролирования фазы с напряжением, превышающим нижнюю допустимую границу, элемент времени успевает сбросить накопленноевремя. Таким образом, регулятор в этом случае не вьщает команду на повышение напряжения, что и необходимо по условиям регулирования напряжения на тяговых -подстанциях.

Во всех рассмотренных случаях, пока не обнаружена фаза с повышенным напряжением, регулирования по каналу убавить не происходит, преобразователь 15 импульсных сигналое в потенциальные не срабатывает , и с выхода элемента И на формирователь 21 импульсов продолжают: поступать сигналы ГТИ. С выхода элемента И тактовые импульсы, преобразованные формирователем 21 импульсов в импульсы прямоугольной формы,поступают на вход распределителя-коммутатора 7.

В случае повышенного напряжения, хотя бы на одной из контролируемых фаз, измерительный пороговый элемент 10 среднего значения напряжения подает сигнал по каналу убавить преобразователь 15 импульсных сигналов в потенциальные срабатывает и запускает элемент 17 времени. Отсутствие отрицательного сигнала на выходе преобразователя импульсных сигналов в потенциальные при его срабатывании вызывает прекращение выдачи тактовых импульсов с выхода элемента И, а, следовательно, и с выхода формирователя 21 импульсов. Тогда распределитель 7 принимает одно устойчивое состояние, т.е. фиксирует фазу с повышенным напряжением, и регулятор будет работать как обычный регулатор симметричного напряжение. Таким образом, с помощью одного блока известного устройства, используя описываемое изобретение, можно осуществить регулирование 1есимметричного напряжения.

Технико-экономический эффект изобретения состоит в том, что вместо используег х на подстанции трех регуляторов переменного напряжения применяется только ОДИЙ , т.е. ЭКОНОМ хТСЯ

два блока.

Формула изобретения

Регулятор переменного напряжения, содержащий измерительный пороговый элемент среднего значения напряжения,

5 вход которого подключен к выходу

фильтра, а выход - к входам двух каналов регулирования, каждый из кото-рых выполнен в виде последовательно соединенных преобразователя импульсных сигналов в потенциальные, элемента времени и исполнительного органа, и генератор тактовых импульсов,выход которого подключен ко входам элементов времени, отличающий5 с я тем,что, с целью расширения области применения, дополнительно введены трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого подключены к выводам контролируемого напряжения,

- при этом вторичные обмотки соединены по схеме звезда с нулевым внводом, и коммутатор напряжений, выполненный в виде однофазного трансформатора с одной вторичной и тремя первичными обмотками, соединенными последовательно с вторичными обмотками трехфазного трансформатора и подключенными через симистры к нулевому выводу трехфазного трансформатора, причем управлякицие электроды симистров через

0 усилители подключены к выходам распределителя-коммутатора, вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу элемента И, при этом один из входов последнего соединен с генератором тактовых импульсов, а другой - е выходом преобразователя импульсного сигнала в потенциальный одного из каналов регулирования. Источники информации,

0 примятые во внимание при экспертизе

2.АРТ-1Н. Автоматический регулятор трансформаторов. Техническое описание РОЗ. Рига, Латвэнерго, 1974.