RU2032262C1

RU2032262C1 - Induction-type on-load stepping tap changer "uvar"

Info

Publication number: RU2032262C1
Authority: RU
Inventors: Т.Х. Виннал; Ю.Ю. Теллинен; К. Янсон; Я.Я. Ярвик
Original assignee: Виннал Тоомас Хансович; Теллинен Юхани Юханиевич; Янсон Куно; Ярвик Яан Яанович
Priority date: 1991-01-03
Filing date: 1991-01-03
Publication date: 1995-03-27

Abstract

FIELD: electrical engineering. SUBSTANCE: tap changer has winding built up of two parallel circuits 3 and 4. Each circuit has series-connected main coil 5(6) and regulating coil 7(8). Like-polarity leads of circuits 3 and 4 are connected to one of terminals 1 of external circuit. Regulating coils of circuits have taps from same number of turns. Each of two switching systems is built up of series-connected main and auxiliary switches. Auxiliary switches 17,18 are made for changing over leads 9-16. Terminal leads of main switches 19 and 20 are connected to other terminal 2 of external circuit. With auxiliary switches 17,18 connected to leads brought out from same number of turns, load current flows through both parallel-connected circuits 3 and 4. During tap changing and continuous operation, when auxiliary switches 17,18 are connected to taps from different number of turns, circulating current is limited by opposing series connection of circuits 3 and 4. EFFECT: enlarged functional capabilities. 3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может быть использовано в реакторах, автотрансформаторах и трансформаторах, когда требуется ступенчато изменять число витков их обмоток под нагрузкой. The invention relates to electrical engineering and energy and can be used in reactors, autotransformers and transformers when it is required to stepwise change the number of turns of their windings under load.

Известен индукционный аппарат с встроенным ступенчатым переключением витков обмотки под нагрузкой, содержащий регулировочную обмотку с ответвлениями и токоограничивающие элементы, подключенные к ответвлениям через две коммутирующие системы. В качестве токо- ограничивающих элементов используют реактор, резисторы [1]. Known induction apparatus with integrated stepwise switching of the turns of the winding under load, containing an adjustment winding with branches and current-limiting elements connected to the branches through two switching systems. As current limiting elements, a reactor and resistors are used [1].

Недостатками этого аппарата являются сложность конструкции из-за использования специальных токоограничивающих элементов, увеличенные массогабаритные показатели из-за наличия дополнительного реактора и жесткие требования к быстродействию и надежности коммутирующей системы при использовании резисторов во избежание их перегрева. The disadvantages of this apparatus are the complexity of the design due to the use of special current-limiting elements, increased weight and size indicators due to the presence of an additional reactor, and stringent requirements for the speed and reliability of the switching system when using resistors in order to avoid overheating.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является индукционный аппарат со ступенчатым переключением витков под нагрузкой, входящий в состав электропечного трансформатора, содержащий обмотку, имеющую последовательно соединенные основную и регулировочную секции, подключенную к одному из зажимов внешней цепи, две коммутирующие системы, токоограничивающий реактор, средний вывод которого подключен к другому зажиму цепи. Промежуточные выводы регулировочной части обмотки переключаются посредством коммутирующих систем, каждая из которых содержит вспомогательный переключатель (избиратель) для выбора в обесточенном состоянии ответвлений обмотки и главный переключатель (контактор) для отключения тока в цепи избирателя при переходе с одного ответвления на другое. Выходными зажимами главные переключатели соединены с токоограничивающим реактором (ТР). ТР ограничивает ток в переключаемой части обмотки при переводе тока нагрузки с одного ответвления на другое, а также при длительной работе, когда избиратели подключены к разным ответвлениям. При этом величина циркулирующего тока определяется напряжением ступени и индуктивным сопротивлением реактора [2]. The closest to the proposed technical essence and the achieved effect is an induction apparatus with step-by-step switching of turns under load, which is part of an electric furnace transformer, containing a winding having a main and adjustment section connected in series, connected to one of the terminals of the external circuit, two switching systems, current limiting a reactor whose middle terminal is connected to another terminal of the circuit. The intermediate conclusions of the adjustment part of the winding are switched by means of switching systems, each of which contains an auxiliary switch (selector) for selecting the de-energized branches of the winding and a main switch (contactor) to disconnect the current in the selector circuit when switching from one branch to another. The output terminals of the main switches are connected to a current-limiting reactor (TP). TP limits the current in the switched part of the winding when transferring the load current from one branch to another, as well as during continuous operation, when the voters are connected to different branches. The magnitude of the circulating current is determined by the voltage of the stage and the inductive reactance of the reactor [2].

Недостатком этого аппарата является его сложность из-за использования специального ТР, имеющего значительные массогабаритные показатели. The disadvantage of this apparatus is its complexity due to the use of a special TR, which has significant overall dimensions.

Данное устройство практически реализуемо при величине ступеней регулирования 5-10%, так как при увеличении значения ступеней регулирования необходимо увеличение сопротивления реактора, что вызывает увеличение габаритов реактора, всего аппарата в целом и его стоимости. This device is practically feasible with the value of the control steps of 5-10%, since with an increase in the value of the control steps it is necessary to increase the resistance of the reactor, which causes an increase in the dimensions of the reactor, the whole apparatus and its cost.

Специфика работы некоторых видов электротехнологического оборудования требует индукционных аппаратов со ступенчатым регулированием витков обмотки ступеней регулирования до 25% и глубины до 5 раз. Габариты ТР пропорционально зависят от величины напряжения ступени, и при ее значении в 5% от номинального установленная мощность ТР составляет примерно 5% от мощности аппарата. При увеличении ступени до 25% от номинального установленная мощность ТР возрастает до 25%, что удорожает аппарат и увеличивает его размеры. Если же диапазон регулирования обеспечивать ступенями в 5-10 % от номинального, то это приводит, кроме наличия ТР, еще и к увеличению коммутирующей системы. В условиях жестких режимов работы электротехнологического оборудования из-за этого уменьшается надежность аппаратов. The specifics of the operation of certain types of electrotechnological equipment requires induction devices with stepwise regulation of the windings of the windings of the regulation steps up to 25% and depth up to 5 times. The dimensions of the TR are proportionally dependent on the magnitude of the voltage of the stage, and at its value of 5% of the rated installed capacity of the TR is approximately 5% of the power of the apparatus. When the step increases to 25% of the nominal installed capacity of the TR increases to 25%, which increases the cost of the apparatus and increases its size. If the regulation range is provided in steps of 5-10% of the nominal, then this, in addition to the availability of TR, also leads to an increase in the switching system. In the conditions of severe operating modes of electrotechnological equipment, the reliability of the apparatus decreases due to this.

Целью изобретения является упрощение и уменьшение массогабаритных показателей индукционных аппаратов со ступенчатым переключением витков обмотки под нагрузкой. The aim of the invention is to simplify and reduce the overall dimensions of induction apparatus with stepwise switching of the windings under load.

Это достигается тем, что в известном индукционном аппарате со ступенчатым переключением витков обмотки под нагрузкой, содержащем обмотку, имеющую последовательно соединенные основную и регулировочную секции, две коммутирующие системы, каждая из которых выполнена в виде последовательно соединенных главного и вспомогательного переключателей, обмотка выполнена в виде двух одинаковых ветвей, при этом свободный вывод основной секции каждой из ветвей подключен к первому выводу для подключения внешней цепи, входные контакты каждого вспомогательного переключателя выполнены с возможностью коммутации с промежуточными выводами регулировочной секции соответствующей ветви обмотки, выходной вывод главного переключателя каждой коммутирующей системы соединен с вторым выводом для подключения внешней цепи. This is achieved by the fact that in the known induction apparatus with stepwise switching of the turns of the winding under load, comprising a winding having series-connected main and adjustment sections, two switching systems, each of which is made in the form of series-connected main and auxiliary switches, the winding is made in the form of two identical branches, while the free output of the main section of each of the branches is connected to the first output for connecting an external circuit, the input contacts of each auxiliary switch are made with the possibility of switching with intermediate terminals of the adjustment section of the corresponding branch of the winding, the output terminal of the main switch of each switching system is connected to the second terminal for connecting an external circuit.

С целью повышения надежности силовые выводы каждого главного переключателя могут быть зашунтированы соответст- вующим введенным бесконтактным переключателем. In order to increase reliability, the power leads of each main switch can be bridged with the corresponding contactless switch.

Кроме того, с целью повышения надежности за счет облегчения условий работы главных переключателей введено четыре неуправляемых вентиля, каждая из коммутирующих систем содержит дополнительный вспомогательный переключатель, входные контакты основного вспомогательного переключателя выполнены с возможностью переключения четных выводов регулировочной секции соответствующей ветви обмотки, входные контакты дополнительного вспомогательного переключателя выполнены с возможностью переключения нечетных выводов, главный переключатель содержит три дополнительных выходных контакта, его подвижный контакт выполнен с возможностью замыкания одного или одновременно двух входных контактов, при этом первый и второй дополнительные входные контакты каждого из главных переключателей соединены через соответствующие неуправляемые вентили с выходными контактами основного вспомогательного переключателя cоответcтвующей коммутирующей cиcтемы и дополнительного вcпо- могательного переключателя другой коммутирующей системы соответственно, третий дополнительный входной контакт главного переключателя соединен с выходным контактом дополнительного вспомогательного переключателя другой коммути- рующей системы, а неуправляемые вентили, связанные с разными главными переключателями, включены встречно друг другу. In addition, in order to increase reliability by facilitating the working conditions of the main switches, four uncontrolled valves are introduced, each of the switching systems contains an additional auxiliary switch, the input contacts of the main auxiliary switch are configured to switch the even terminals of the adjustment section of the corresponding branch of the winding, the input contacts of the additional auxiliary switch made with the ability to switch the odd conclusions, the main switch with holds three additional output contacts, its movable contact is configured to close one or two input contacts at the same time, while the first and second additional input contacts of each of the main switches are connected through the corresponding uncontrolled valves to the output contacts of the main auxiliary switch of the corresponding switching system and additional power switch of another switching system, respectively, the third additional input contact h vnogo switch is connected to the output terminal of the other additional auxiliary switches commuting system as uncontrolled valves associated with different main switches included opposite to each other.

На фиг.1 приведена принципиальная схема индукционного аппарата в режиме, когда вспомогательные переключатели подключаются к ответвлениям разного количества витков ветвей обмотки; на фиг.2 и 3 - варианты выполнения аппарата. Figure 1 shows a schematic diagram of an induction apparatus in the mode when auxiliary switches are connected to branches of a different number of turns of the branches of the winding; figure 2 and 3 are embodiments of the apparatus.

Индукционный аппарат, подключенный к выводам 1(А) и 2(Х) внешней цепи, содержит обмотку, выполненную в виде двух одинаковых ветвей 3 и 4. Ветви имеют последовательно соединенные основные секции 5 и 6 и регулировочные секции 7 и 8 с промежуточными выводами (ответвлениями) 9 - 12 и 13 - 16. Количество витков выводов 9 - 12 одинаково с соответствующими промежуточными выводами 13 - 16. Коммутирующие системы содержат вспомогательные переключатели (избиратели) 17, 17' и 18, 18', входные контакты которых в обесточенном состоянии переключают ответвления, и главные переключатели (контакторы) 19 и 20. Выходные контакты вспомогательных переключателей 17, 17' и 18, 18' присоединены к входным контактам главных переключателей 19 и 20. Одноименные свободные выводы ветвей 3 и 4 подключены к выводу 1, а выходные зажимы главных переключателей 19 и 20 подключены к другому выводу 2 внешней цепи. The induction apparatus connected to the terminals 1 (A) and 2 (X) of the external circuit contains a winding made in the form of two identical branches 3 and 4. The branches have series sections 5 and 6 connected in series and adjustment sections 7 and 8 with intermediate terminals ( branches) 9 - 12 and 13 - 16. The number of turns of terminals 9 - 12 is the same with the corresponding intermediate terminals 13 - 16. Switching systems contain auxiliary switches (voters) 17, 17 'and 18, 18', the input contacts of which are switched off when de-energized branches, and the main cross switches (contactors) 19 and 20. The output contacts of the auxiliary switches 17, 17 'and 18, 18' are connected to the input contacts of the main switches 19 and 20. The same free leads of branches 3 and 4 are connected to terminal 1, and the output terminals of the main switches 19 and 20 are connected to another terminal 2 of the external circuit.

Один вариант выполнения аппарата предусматривает присоединение параллельно главным переключателям 19 и 20 бесконтактного переключателя 21 с двумя управляемыми плечами 22 и 23 (фиг.2). One embodiment of the apparatus involves connecting in parallel to the main switches 19 and 20 a proximity switch 21 with two controlled arms 22 and 23 (Fig. 2).

В другом варианте выполнения аппарата могут быть использованы неуправляемые вентили 24 - 27 (фиг.3). Входные контакты 17 и 17' выполнены с возможностью коммутации с четными ответвлениями 10 и 12, 14 и 16 соответственно одного и того же количества витков ветвей 3 и 4. Входные контакты 18 и 18' выполнены с возможностью коммутации с нечетными ответвлениями 9 и 11, 13 и 15 соответственно одного и того же количества витков ветвей. Главные переключатели 19 и 20 каждой ветви в этом варианте выполнения имеют входные контакты 28 - 31 и 32 - 35. Выходные контакты вспомогательных переключателей каждой коммутирующей системы присоединены к входным контактам главных переключателей через вентили 24, 26 и 25, 27, проводящее направление которых у каждой из ветвей 3 и 4 противоположное. In another embodiment, the apparatus can be used uncontrolled valves 24 - 27 (figure 3). The input contacts 17 and 17 'are made with the possibility of switching with even branches 10 and 12, 14 and 16, respectively, of the same number of turns of branches 3 and 4. The input contacts 18 and 18' are made with the possibility of switching with odd branches 9 and 11, 13 and 15, respectively, of the same number of turns of branches. The main switches 19 and 20 of each branch in this embodiment have input contacts 28 - 31 and 32 - 35. The output contacts of the auxiliary switches of each switching system are connected to the input contacts of the main switches through valves 24, 26 and 25, 27, the direction of which for each from branches 3 and 4 the opposite.

Индукционный аппарат со ступенчатым переключением витков обмотки под нагрузкой работает следующим образом (фиг.1). Например, входные подвижные контакты вспомогательных переключателей 17 и 18 находятся соответственно на ответвлениях 10 и 14 одного и того же количества витков обеих ветвей. Главные переключатели 19 и 20 замкнуты. Рассмотрим переход с ответвлений 10 и 14 на ответвления 11 и 15 (фиг.1). Ток нагрузки проходит по обеим параллельно подключенным одинаковым ветвям 3 и 4 в одном направлении, избирателям 17 и 18 и главным переключателям 19 и 20. Размыкается контактор 19. Ток нагрузки продолжает протекать через контактор 20, избиратель 18, ответвление 14, ветвь 4. Избиратель 17 в бестоковом положении размыкает свой контакт на ответвлении 10 и замыкает на ответвлении 11. Затем контактор 19 вновь замыкается. В этом промежуточном положении, когда избиратели 17 и 18 подключаются к ответвлениям разного количества витков ветвей 3 и 4, образуется из-за несбалансированности ЭДС контур циркулирующего тока: 11-17-19-20-18-14-6-5-11. Источником напряжения в этом контуре является часть ветви 3 между предыдущим ответвлением 10 и ответвлением 11. Встречно-последовательное включение ветвей 3 и 4 в этом контуре создает необходимое сопротивление для ограничения циркулирующего тока. В этом положении последний накладывается на ток нагрузки. Далее размыкается контактор 20, тем самым обрывая циркулирующий ток. Ток нагрузки протекает через контактор 19, избиратель 17, ответвление 11 и ветвь 3. Избиратель 18 размыкает свой контакт с ответвлением 14 и замыкает с ответвлением 15. Далее замыкается контактор 20. Ток нагрузки вновь проходит по ветвям 3 и 4. Этим цикл заканчивается. An induction apparatus with stepwise switching of the turns of the winding under load works as follows (Fig. 1). For example, the input movable contacts of the auxiliary switches 17 and 18 are respectively located on the branches 10 and 14 of the same number of turns of both branches. The main switches 19 and 20 are closed. Consider the transition from branches 10 and 14 to branches 11 and 15 (figure 1). The load current passes through both parallel connected branches 3 and 4 in the same direction, the voters 17 and 18 and the main switches 19 and 20. The contactor 19 opens. The load current continues to flow through the contactor 20, the selector 18, branch 14, branch 4. The selector 17 in the currentless position, opens its contact on the branch 10 and closes on the branch 11. Then, the contactor 19 closes again. In this intermediate position, when voters 17 and 18 are connected to branches of a different number of turns of branches 3 and 4, a circulating current loop is formed due to the unbalance of the EMF: 11-17-19-20-18-14-6-5-11. The voltage source in this circuit is part of branch 3 between the previous branch 10 and branch 11. The counter-series connection of branches 3 and 4 in this circuit creates the necessary resistance to limit the circulating current. In this position, the latter is superimposed on the load current. Next, the contactor 20 opens, thereby breaking off the circulating current. The load current flows through the contactor 19, the selector 17, branch 11 and branch 3. The selector 18 opens its contact with the branch 14 and closes with the branch 15. Then the contactor 20 closes. The load current again passes through branches 3 and 4. This cycle ends.

Для повышения надежности и эффективности переключения параллельно контакторам 19 и 20 дополнительно может быть присоединен бесконтактный переключатель 21. В этом случае индукционный аппарат работает следующим образом (фиг.2). Например, входные подвижные контакты вспомогательных переключателей 17 и 18 находятся соответственно на ответвлениях 10 и 14 одного и того же количества витков обеих ветвей. Рассмотрим переход с ответвлений 10 и 14 на ответвления 11 и 15. Ток нагрузки проходит по обеим параллельно подключенным одинаковым ветвям 3 и 4 в одном направлении, вспомогательным переключателям 17 и 18 и главным переключателям 19 и 20. Бесконтактный переключатель 21 включается, а переключатели 19 и 20 размыкаются. Затем размыкается плечо 22, ток нагрузки продолжает протекать через плечо 23, избиратель 18, ветвь 4. Избиратель 17 в бестоковом положении размыкает свой контакт на ответвлении 10 и замыкает на ответвлении 11, после чего замыкается плечо 22. В этом промежуточном положении, когда избиратели 17 и 18 подключаются к ответвлениям разного количества витков регулировочных секций 7 и 8, образуется из-за несбалансированности ЭДС контур циркулирующего тока: 11-17-22-23-18-14-6-5-11. Источником напряжения в этом контуре является часть ветви 3 между предыдущим ответвлением 10 и ответвлением 11. Встречно-последовательное включение ветвей 3 и 4 в этом контуре создает необходимое сопротивлением для ограничения циркулирующего тока. В этом положении последний накладывается на ток нагрузки. Далее запирается плечо 23 переключателя 21, циркулирующий ток обрывается, а ток нагрузки продолжает протекать через плечо 22, избиратель 17, ответвление 11 ветви 3. Избиратель 18 размыкает свой контакт на ответвлении 14 и замыкает на ответвлении 15. Замыкается плечо 23, затем замыкаются контакторы 19 и 20. Ток нагрузки вновь проходит по двум ветвям 3 и 4 в одном направлении. В конце цикла бесконтактный переключатель 21 размыкается. Ток нагрузки проходит по контурам 1, 3, 11, 17, 19, 2 и 1, 4, 15, 18, 20, 2. To increase the reliability and efficiency of switching in parallel with the contactors 19 and 20, an additional proximity switch 21 can be connected. In this case, the induction apparatus operates as follows (Fig. 2). For example, the input movable contacts of the auxiliary switches 17 and 18 are respectively located on the branches 10 and 14 of the same number of turns of both branches. Consider the transition from branches 10 and 14 to branches 11 and 15. The load current passes through both parallel connected identical branches 3 and 4 in one direction, auxiliary switches 17 and 18 and main switches 19 and 20. The proximity switch 21 is turned on, and the switches 19 and 20 open. Then the shoulder 22 opens, the load current continues to flow through the shoulder 23, the voter 18, branch 4. The voter 17 in the dead position opens its contact on the branch 10 and closes on the branch 11, after which the shoulder 22 closes. In this intermediate position, when the voters 17 and 18 are connected to branches of a different number of turns of the adjustment sections 7 and 8, a circulating current circuit is formed due to the unbalance of the EMF: 11-17-22-23-18-18-14-6-5-11. The voltage source in this circuit is part of branch 3 between the previous branch 10 and branch 11. The counter-series connection of branches 3 and 4 in this circuit creates the necessary resistance to limit the circulating current. In this position, the latter is superimposed on the load current. Next, the arm 23 of the switch 21 is locked, the circulating current is cut off, and the load current continues to flow through the arm 22, the selector 17, branch 11 of the branch 3. The selector 18 opens its contact on the branch 14 and closes on the branch 15. The shoulder 23 closes, then the contactors 19 are closed and 20. The load current again passes through two branches 3 and 4 in one direction. At the end of the cycle, the proximity switch 21 opens. The load current passes along the circuits 1, 3, 11, 17, 19, 2 and 1, 4, 15, 18, 20, 2.

Главные переключатели 19 и 20 шунтируются бесконтактным переключателем 21 и практически не коммутируют токов, поэтому значительно облегчается режим их эксплуатации, не загрязняется масло в баке индукционного аппарата. Бесконтактный переключатель 21 может быть выполнен на базе встречно-параллельно соединенных тиристоров или других бесконтактных ключевых элементов. Для повышения коммутационной способности аппарата, заключаю- щейся в облегчении условий работы главных переключателей, может быть увеличено количество вспомогательных переключателей в каждой коммутирующей системе, а подсоединение их к входным контактам главных переключателей может проходить через неуправляемые вентили (фиг.3). The main switches 19 and 20 are shunted by the proximity switch 21 and practically do not switch currents, so their operation mode is much easier, the oil in the tank of the induction apparatus is not contaminated. The proximity switch 21 can be made on the basis of counter-parallel connected thyristors or other contactless key elements. To increase the switching ability of the apparatus, which consists in facilitating the working conditions of the main switches, the number of auxiliary switches in each switching system can be increased, and their connection to the input contacts of the main switches can pass through uncontrolled valves (Fig. 3).

В этом случае аппарат работает следующим образом. Например, входные подвижные контакты избирателей 17 и 17' одной коммутирующей системы находятся на четных ответвлениях 10 и 14 одного и того же количества витков обеих ветвей, а избиратели 18 и 18' другой коммутирующей системы - на ответвлениях 9 и 13. Подвижные контакты главных переключателей замыкают соответственно 28 и 29, 32 и 33, вентили 24 и 26 зашунтированы. Рассмотрим переход с ответвлений 10 и 14 на ответвления 11 и 15. Ток нагрузки протекает по обеим параллельно подключенным ветвям 3 и 4, ответвлениям 10 и 14, избирателям 17 и 17', переключателям 19 и 20. В бестоковом состоянии избиратели 18 и 18' размыкают свои контакты с ответвлений 9 и 13 и замыкают на ответвлениях 11 и 15. In this case, the device operates as follows. For example, the input moving contacts of voters 17 and 17 'of one switching system are on even branches 10 and 14 of the same number of turns of both branches, and the voters 18 and 18' of the other switching system are on branches 9 and 13. Mobile contacts of the main switches close 28 and 29, 32 and 33, respectively, valves 24 and 26 are shunted. Consider the transition from branches 10 and 14 to branches 11 and 15. The load current flows through both parallel connected branches 3 and 4, branches 10 and 14, voters 17 and 17 ', switches 19 and 20. In the current state, voters 18 and 18' open their contacts from branches 9 and 13 and close on branches 11 and 15.

Далее подвижные контакты главных переключателей размыкаются на 28 и 32, замыкаясь на 29 и 33. Тогда в положительный полупериод ток нагрузки течет от вывода 1(А) по ветви 4, ответвлению 14, вентилю 26 и через контакт 33 к выводу 2(Х), в отрицательный полупериод - по ветви 3, ответвлению 10, вентилю 24 и через контакт 29 к выводу 2(Х). Then the movable contacts of the main switches open at 28 and 32, closing at 29 and 33. Then, in a positive half-cycle, the load current flows from terminal 1 (A) along branch 4, branch 14, valve 26 and through terminal 33 to terminal 2 (X), in the negative half-cycle - along branch 3, branch 10, valve 24 and through pin 29 to terminal 2 (X).

Затем переключатели 19 и 20 замыкают одновременно контакты 29 и 30, 33 и 34. В этом промежуточном положении, когда избиратели 17 и 17' одной коммутирующей системы и избиратели 18 и 18' другой подключаются к ответвлениям разного количества витков ветвей, образуется из-за несбалансированности ЭДС контур циркулирующего тока: 14-26-20-19-25-18-11-5-6-14 либо 10-24-19-20-27-18'-15-6-5-10. Источником напряжения в этих контурах являются части ветвей между четными и нечетными ответвлениями. Встречно-последовательное включение ветвей 3 и 4 в этих контурах создает необходимое сопротивле- нием для ограничения циркулирующего тока. Then, the switches 19 and 20 simultaneously close the contacts 29 and 30, 33 and 34. In this intermediate position, when the voters 17 and 17 'of one switching system and the voters 18 and 18' of the other are connected to branches of a different number of turns of branches, it is formed due to imbalance EMF circuit of the circulating current: 14-26-20-19-25-18-11-5-6-14 or 10-24-19-20-27-18'-15-6-5-10. The voltage source in these circuits is the parts of the branches between the even and odd branches. The counter-series connection of branches 3 and 4 in these circuits creates the necessary resistance to limit the circulating current.

Далее контакты замыкаются на 30 и 34, размыкаясь с 29 и 33. Циркулирующий ток обрывается. Ток нагрузки в положительный полупериод протекает по цепи 1-4-15-18'-27-20, а в отрицательный - по цепи 1-3-11-18-25-19-2. Further, the contacts close at 30 and 34, opening from 29 and 33. The circulating current breaks. The load current in the positive half-cycle flows through the circuit 1-4-15-18'-27-20, and in the negative - through the circuit 1-3-11-18-25-19-2.

В заключении цикла переключения контакты переключателей 19 и 20 замыкаются соответственно с 30 и 31, 34 и 35. Диоды шунтированы. Ток течет по обеим параллельно подключенным ветвям 3 и 4, ответвлениям 11 и 15 одинакового количества витков, избирателям 18 и 18', переключателям 19 и 20 к выводу 2(Х). At the end of the switching cycle, the contacts of the switches 19 and 20 are closed, respectively, with 30 and 31, 34 and 35. The diodes are shunted. Current flows through both parallel connected branches 3 and 4, branches 11 and 15 of the same number of turns, voters 18 and 18 ', switches 19 and 20 to terminal 2 (X).

В этом варианте выполнения длительность горения дуги в главных переключателях не превышает половины периода из-за последовательного подключения к избирателям неуправляемых вентилей. Дуга может образоваться только на контактах одного из главных переключателей, т.е. либо на контакте 29, либо на контакте 33. In this embodiment, the duration of the arc burning in the main switches does not exceed half the period due to the sequential connection of uncontrolled valves to the voters. An arc can only form on the contacts of one of the main switches, i.e. either on pin 29 or on pin 33.

Технико-экономические преимущества заключаются в значительном упрощении, уменьшении массогабаритных показателей, повышении надежности аппарата. Отпадает необходимость в специальном токоограничивающем реакторе. При этом появляется возможность выполнить регулировочную часть обмотки в реакторах, автотрансформаторах, трансформаторах, выпускаемых промышленностью, с большими ступенями переключаемых витков обмотки до 25% и обеспечить, например, глубину переключения четырьмя ступенями. Предельное значение ступени определяется напряжением короткого замыкания ветвей обмотки. При его большем значении можно в предлагаемом устройстве получить и ступени 35-40%, что в известных устройствах получить крайне сложно. При этом переключение протекает без чрезмерного увеличения циркулирующего тока, повышается надежность, а габариты магнитопровода и обмоток индукционного аппарата остаются практически такими же, как и габариты прототипа. При малых ступенях (до 5% от номинального) индукционный аппарат может постоянно работать в режиме, когда вспомогательные переключатели подключаются к ответвлениям разного количества витков регулировочных частей ветвей обмотки. Такое положение соответствует самостоятельной ступени переключения, при котором напряжение регулировочной части равно среднему арифметическому от напряжения подключенных ступеней. При этом величина циркулирующего тока не превышает 0,2 номинального тока. В процессе коммутации и при постоянной работе в этом режиме такой циркулирующий ток в ветвях обмотки не оказывает заметного влияния на температурный режим индукционного аппарата. Таким образом, повышается надежность, так как отсутствуют требования к быстродействию устройства. Величина ступени при таком режиме работы примерно в 2 раза больше, чем у прототипа. Technical appraisal and economic benefits consist of a significant simplification, reduction of overall dimensions, and increased reliability of the apparatus. There is no need for a special current-limiting reactor. At the same time, it becomes possible to perform the adjustment part of the winding in reactors, autotransformers, transformers manufactured by the industry, with large steps of switched winding turns up to 25% and to provide, for example, the switching depth with four steps. The limit value of the stage is determined by the voltage of the short circuit of the branches of the winding. With its greater value, it is possible to obtain 35-40% steps in the proposed device, which is extremely difficult to obtain in known devices. In this case, the switching proceeds without an excessive increase in the circulating current, reliability increases, and the dimensions of the magnetic circuit and windings of the induction apparatus remain almost the same as the dimensions of the prototype. At small steps (up to 5% of the nominal), the induction apparatus can constantly work in the mode when auxiliary switches are connected to branches of a different number of turns of the adjustment parts of the winding branches. This position corresponds to an independent switching stage, at which the voltage of the adjustment part is equal to the arithmetic average of the voltage of the connected stages. In this case, the circulating current does not exceed 0.2 of the rated current. In the process of switching and with constant operation in this mode, such a circulating current in the branches of the winding does not have a noticeable effect on the temperature regime of the induction apparatus. Thus, the reliability is increased, since there are no requirements for the speed of the device. The value of the stage with this mode of operation is approximately 2 times greater than that of the prototype.

Данный аппарат может быть использован при высоких и сверхвысоких напряжениях, так как позволяет включать обмотки в "звезду" с заземленной нейтралью и поэтому коммутационные аппараты не оказываются под высоким потенциалом. This device can be used at high and ultra-high voltages, since it allows you to include windings in a "star" with a grounded neutral and therefore switching devices do not appear at high potential.

Предлагаемый индукционный аппарат "UVAR" может широко использоваться в электротехнологическом оборудовании, когда по условиям технологического режима не допускается перерыв в электроснабжении или ресурс коммутирующих аппаратов не позволяет частого снятия питания для осуществления переключения со снятием напряжения. The proposed UVAR induction apparatus can be widely used in electrotechnological equipment when, under the conditions of the technological regime, an interruption in the power supply is not allowed or the resource of the switching devices does not allow frequent power off to carry out switching with voltage relief.

Claims

"UVAR" INDUCTION UNIT WITH STEP-BY-STEP SWITCHING OF WINDING WINDS UNDER LOAD.

1. An induction apparatus with stepwise switching of the turns of the winding under load, comprising a winding having series-connected main and adjustment sections, in addition, two switching systems, each of which is made in the form of series-connected main and auxiliary switches, characterized in that, for the purpose of simplification and reduction of overall dimensions, the winding is made in the form of two identical branches, while the same free terminals of the main section of each branch are connected to CB terminal for connecting an external circuit, the input terminals of each of the auxiliary switch adapted to be switched to the intermediate section of the adjusting pin corresponding branch winding, an output terminal of the main switch each switching system is connected to a second terminal for connecting an external circuit.

2. The apparatus according to claim 1, characterized in that, in order to increase reliability, the power leads of each main switch are bridged with the corresponding contactless switch.

3. The apparatus according to claim 1, characterized in that, in order to increase reliability by facilitating the working conditions of the main switches, four uncontrolled valves are introduced, each of the switching systems contains an additional auxiliary switch, the input contacts of the main auxiliary switch are configured to switch even outputs the adjustment section of the corresponding branch of the winding, the input contacts of the auxiliary auxiliary switch are configured to switch the odd output in the adjustment section of the other branch of the winding, the main switch contains three additional input contacts, its movable contact is configured to close one or two input contacts at the same time, while the first and second additional input contacts of each of the main switches are connected through the corresponding uncontrolled valves to the output contacts of the main auxiliary switch of the corresponding switching system and additional auxiliary switch of another switch yoke, respectively, a third additional input terminal of the main switch is connected to the output terminal of the other additional auxiliary switch switching system further uncontrolled valves associated with different main switches included opposite to each other.