RO122237B1 - Comutator modular monofazat stabilizat, de reglajsub sarcină a tensiunii - Google Patents

Abstract

Invenţia se referă la un comutator monofazat modular stabilizat, de reglare sub sarcină a tensiunii, pentru un transformator de forţă. Comutatorul conform invenţiei are în componenţă un modul (ST) stabilizator de tensiune, ferorezonant, al cărui secundar (S2) furnizează o tensiune (deltaU) suplimentară stabilizată, care se poate însuma algebric la tensiunea (U2) secundarului transformatorului de forţă, în funcţie de polaritatea unor prize (P1, P2...Pn) ale primarului unui stabilizator (ST) de tensiune, conectate prin intermediul unor contacte (K1, K2...Kn), în scopul menţinerii tensiunii (U2) secundare prescrise la anumite valori admisibile.

Description

Invenția se referă la un comutator monofazat modular, stabilizat, de reglaj sub sarcină a tensiunii la transformatoarele de forță.

Comutatoarele actuale, cunoscute și utilizate la reglajul în sarcină a tensiunii transformatoarelor de forță, se realizează cu rezistențe de limitare pentru o acționare rapidă a ruptorului (tip Jansen), sau includ reactanțe limitatoare și acționare lentă a contactelor ruptorului, având la bază comutarea circuitului înfășurării de pe o priză pe una vecină, cu scurtcircuitarea temporară a celor două prize, deci prin variația numărului de spire ale înfășurării transformatorului. De asemenea, la transformatoarele cu puteri până la 10 MVA exclusiv și tensiuni sub 110 kV, se prevăd comutatoare pentru reglajul tensiunii în absența acesteia, prin intermediul selectorului cu prize de reglaj.

Soluțiile cunoscute prezintă următoarele dezavantaje.

- scurtcircuitarea temporară a spirelor care se comută;

- durata de comutare relativ mare, 50...60 ms, la comutatoarele rapide cu rezistențe de limitare și aproximativ 2 secunde la comutatoarele ce înglobează bobine de reactanță;

- complexitate constructivă deosebită (ruptoare, selectoare, preselectoare, rezistențe sau reactanțe, bobinaj specializat);

- existența unor contacte cu comutație dinamică ușor degradabile datorită comutației unor curenți electrici relativ mari;

- program de comutare cu multe operații succesive în ordine prescrisă;

- dificultăți în exploatare;

- posibilitatea întreruperii fazelor comutate;

- dificultăți mari în cazul automatizării procesului de comutație;

- număr redus de manevre sub sarcină a comutatoarelor, ceea ce impune reparații la perioade scurte;

- preț de cost ridicat;

- gabarit mare.

Problema tehnică pe care își propune invenția să o rezolve este comutarea monofazică stabilizată de reglaj sub sarcină a tensiunii la transformatoarele de forță.

Soluția tehnică propusă pentru rezolvarea problemei tehnice este utilizarea unui modul separat, ce stabilizează variația tensiunii secundare atât în sens crescător, cât și în sens decrescător.

Comutatorul modular monofazat stabilizat de reglaj sub sarcină, conform invenției, este alcătuit dintr-un modul suplimentara cărui componentă principală este stabilizatorul de tensiune ST de tip ferorezonant cu două miezuri magnetice unul saturat m_s și celălalt nesaturat m_n, al cărui secundar s₂ furnizează o tensiune suplimentară stabilizată AU care se sumeză algebric la tensiunea secundarului transformatorului de forță U₂, funcție de polaritatea prizelor primarului Ρ_υ P₂...P_n, stabilizatorului de tensiune ST, conectate prin intermediul contactelor statice K,, K₂.....K_n, în scopul menținerii tensiunii secundare prescrise la anumite valori admisibile U₂.

Comutatorul modular monofazat stabilizat de reglaj sub sarcină, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea că folosește un modul separat ce stabilizează variația tensiunii secundare atât în sens crescător, cât și în sens descrescător.

Invenția prezintă următoarele avantaje:

- menținerea nivelului de tensiune între limitele admise în mod automat, independent pe fiecare fază, și cu toate componentele încorporate sau nu în cuva transformatorului de forță, în funcție de puterea nominală a acestuia;

- noul comutator nu produce scurtcircuitarea temporară a spirelor care se comută și nu necesită reactanțe limitatoare;

RO 122237 Β1

- contactoarele folosite în schema de forță a comutatorului nu posedă uzură mecanică, 1 în acest fel având o longevitate mare;

- eliminarea posibilităților de întrerupere a fazelor secundarului transformatorului; 3

- simplitate constructivă și nu necesită practic întreținere în exploatare;

- comutatorul poate interveni atât la scăderea, cât și la depășirea limitelor superioare 5 ale tensiunii secundare;

- permite realizarea automată a oricărui program de reglaj impus pentru a menține 7 nivelul de tensiune între limitele permise;

- construcția comutatorului și a accesoriilor este realizabilă cu mijloacele actuale și 9 tehnologiile cunoscute;

- secundarul transformatorului de forță poate să nu fie prevăzut cu prize de reglaj. 11

Se dă, în continuare, un exemplu de realizare a invenției, în legătură și cu fig. 1 și 2, care reprezintă: 13

- fig. 1, schema electrică a circuitelor de forță supuse comutării sub sarcină;

- fig. 2, variantă privind schema electrică a circuitului de forță pentru realizarea comu- 15 tării sub sarcină.

Prezentarea s-a realizat pentru conexiunea stea a transformatorului de forță, însă pro- 17 cedeul de reglaj rămâne valabil indiferent de tipul de conexiune și de faptul dacă transformatorul este monofazat sau trifazat. 19 înfășurarea secundară corespunzătoare transformatorului de forță, pentru fiecare fază,

AX, BY, CZ, fig. 1, este cuplată prin intermediul contactelor debroșabile Cd, la un modul de 21 reglaj stabilizat separat, a cărui componentă principală este reprezentată de stabilizatorul de tensiune ST, de exemplu de tip ferorezonant, cu două miezuri magnetice m_s, saturat și m_n, 23 nesaturat. Miezul magnetic nesaturat conține primarul P’ și înfășurarea de compensare S_k pentru ajustarea tensiunii stabilizate AU. Miezul magnetic saturat m_s, conține primarul cu pri- 25 zele P₄, P₂...P_n, secundarul S₂ și circuitul ferorezonant realizat din înfășurarea P_r și condensatorul C_r în paralel cu acesta, se pot conecta și alte condensatoare C₂...C_n, prin intermediul 27 contactoarelor electromagnetice sau statice K/...K,,’, în scopul varierii valorii tensiunii stabilizate AU. 29 în cazul când tensiunea secundarului transformatorului de forță U₂, depășește limitele admisibile, atunci unul sau mai multe dintre prizele P_v P₂...P_n, ale stabilizatorului ferorezonant 31 de tensiune ST, corespunzătoare miezului saturabil m_s, sunt conectate la bornele secundarului transformatorului de forță prin intermediul contactelor K_1t K₂...K_n, furnizând la nivelul 33 secundarului S₂, o tensiune suplimentară stabilizată AU, care se poate suma algebric la tensiunea inițială U₂, funcție de polaritatea înfășurării prizelor Ρ_υ P₂...P_n, conducând în final la o 35 tensiune secundară U₂, cu valori în limitele admisibile funcționării adecvate a consumatorilor.

Astfel, tensiunea suplimentară AU, va avea o valoare stabilizată indiferent de variația 37 tensiunii secundarului transformatorului de forță U₂, permițând o îmbunătățire în ceea ce privește menținerea tensiunii secundare U₂', în limitele impuse de diverși utilizatori. 39

Contactele Κ_υ K₂...K_n, necesare comutării înfășurării prizelor Ρ_υ P₂...P_n, sunt realizate cu componente semiconductoare comandate, detiptiristor, triac, MOSFET sau altesemicon- 41 ductoare comandate de putere, în scopul minimizării timpului de acționare și creșterii fiabilității comutatorului cu reglaj sub sarcină. 43 în fig. 2, se prezintă o variantă de realizare a schemei electrice a circuitului de forță necesare efectuării comutației sub sarcină. Schema electrică de forță este realizată prin 45 analogie cu schemele redresoarelor de forță complet comandate, unde sursa de alimentare este reprezentată de tensiunea secundarului transformatorului de forță U₂, sarcina fiind prizele 47

RO 122237 Β1

Ρ_υ Ρ₂...Ρ_η, alimentate prin contactoarele statice Κ_υ K₂...K„ Avantajul acestei scheme îl reprezintă posibilitatea extinderii numărului de trepte de reglaj, și deci o flexibilitate mai mare a comutatorului de reglaj sub sarcină. Astfel, de exemplu, dacă se dorește trecerea de la tensiunea U₂ - AU, la valoarea U₂ + AU, unde tensiunea AU reprezintă tensiunea stabilizată la nivelul secundarului S2 al stabilizatorului de tensiune ST, atunci se vor deschide contactele K₄ și K_n, și se vor închide contactele K₃, respectiv K_n+1, corespunzător prizelor P, și P₂.

Claims (3)

1. Revendicări

   1. Comutator modular monofazat, stabilizat, de reglaj sub sarcină, caracterizat prin aceea că este alcătuit dintr-un modul suplimentara cărui componentă principală este reprezentată de stabilizatorul de tensiune (ST) de tip ferorezonant, cu două miezuri magnetice (m_s), saturat și (m_n) nesaturat, al cărui secundar (S₂) furnizează o tensiune suplimentară stabilizată (AU) care se sumează algebric la tensiunea secundarului transformatorului de forță (U₂), funcție de polaritatea prizelor primarului (Ρ_υ P₂...P_n,) stabilizatorului de tensiune (ST), conectate prin intermediul contactelor statice (K^ K₂...K_n), în scopul menținerii tensiunii secundare prescrise la anumite valori admisibile (U₂').
2. 2. Comutator conform cu revendicarea 1, caracterizat prin aceea că stabilizatorul de tensiune (ST) de tip ferorezonant are posibilitatea varierii tensiunii suplimentare stabilizată (AU) prin conectarea în paralel cu condensatorul (C.,) din circuitul ferorezonant (P_rCJ și a altor condensatoare (C₂...C.,) prin intermediul unor contactoare electromagnetice, cu vid sau statice (K/...K _n'), conducând astfel la extinderea domeniului de reglaj pentru tensiunea rezultantă (U₂*).
3. 3. Comutator conform cu revendicarea 1, caracterizat prin aceea că schema electrică a circuitelor de forță pentru efectuarea comutării sub sarcină este realizată prin analogie cu schemele redresoarelorde forță complet comandate, unde sursa de alimentare o reprezintă tensiunea secundarului transformatorului de forță, (U₂), sarcina fiind prizele (P_v P₂...P_n) corespunzătoare stabilizatorului de tensiune (ST), acestea fiind alimentate prin contactele statice comandate (K₁₍ K₂...K_n), ceea ce implică extinderea numărului treptelor de reglaj.