RU2046531C1 - A c voltage regulator - Google Patents
A c voltage regulator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2046531C1 RU2046531C1 RU93040933A RU93040933A RU2046531C1 RU 2046531 C1 RU2046531 C1 RU 2046531C1 RU 93040933 A RU93040933 A RU 93040933A RU 93040933 A RU93040933 A RU 93040933A RU 2046531 C1 RU2046531 C1 RU 2046531C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- transformer
- unit
- windings
- current
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электроэнергетике, предназначено для преобразования электрической энергии и может быть использовано в трансформаторостроении, а также на электрических станциях и понизительных подстанциях, имеющих трансформаторы, для повышения надежности работы потребителей электрической энергии. The invention relates to the electric power industry, is intended for converting electrical energy, and can be used in transformer construction, as well as in power plants and step-down substations having transformers, to improve the reliability of consumers of electric energy.
Известен трансформаторный регулятор переменного напряжения (авт.св.СССР N 694969, кл. Н 02 Р 13/06, 1972), содержащий автотрансформатор с отводами, обмотка которого через линейный дроссель подключена к источнику питания. Нагрузка через тиристорные ключи подключена к разным отводам обмотки трансформатора и к общей с линейным дpосселем цепи. Регулирование напряжения осуществляется изменением коэффициента трансформации трансформатора, которое достигается отключением одного тиристорного ключа и включением другого. Known transformer AC voltage regulator (ed.St.SSSR N 694969, class N 02
Недостатки регулятора состоят в сложности его конструкции, высокой стоимости, малом диапазоне регулирования напряжения и низкой надежности. Тиристорные ключи и линейный дроссель должны быть выбраны с учетом максимальных параметров устройства регулирования напряжения. Кроме того, низкой надежностью отличается работа тиристорных ключей при протекании через тиристоры токов короткого замыкания и в других нестационарных режимах, сопровождающихся повышенными значениями тока (перегрузка, режим самозапуска электродвигателей и т.д.). The disadvantages of the regulator are the complexity of its design, high cost, a small range of voltage regulation and low reliability. Thyristor switches and line choke must be selected taking into account the maximum parameters of the voltage regulation device. In addition, the low reliability is distinguished by the operation of thyristor switches when short circuit currents flow through thyristors and in other non-stationary modes, accompanied by increased current values (overload, self-starting mode of electric motors, etc.).
Известно также устройство для регулирования напряжения трансформатора под нагрузкой (РПН) (Порудомский В.В. Устройства переключения трансформаторов под нагрузкой, серия Трансформаторы, вып. 25, М.Энергия, 1974). Оно состоит из двухобмоточного тогоограничивающего реактора, последовательно с обмотками которого включены контакты контакторов и переключатель отводов обмотки. РПН устанавливается со стороны высокого напряжения трансформатора или со скоростью высокого или среднего напряжений автотрансформатора с целью повышения надежности работы контактов переключателя. Переключатель имеет две пары контактов, которые приводятся в действие электроприводом. Регулирование напряжения осуществляется за счет изменения коэффициента трансформации трансформатора, путем изменения числа витков на высокой стороне трансформатора, посредством переключателя. There is also a device for regulating the voltage of a transformer under load (on-load tap-changer) (Porodomsky V.V. Transformer switching devices under load, Transformers series,
Работает устройство РПН следующим образом. Для изменения напряжения на низкой стороне трансформатора U2 (на нагрузке) необходимо отключить первый контактор, контакты которого установлены в одной из обмоток реактора. Обесточенный контакт переключателя переводится электроприводом на соседний отвод обмотки. Затем снова включаются контакты контактора. Ток циркуляции ограничивается индуктивным сопротивлением обмоток реактора, которые включены для этого тока согласно. Затем отключаются контакты второго контактора и переводятся вторые контакты переключателя в бестоковую паузу на тот же отвод обмотки трансформатора. Включаются контакты второго контактора. После завершения переключений обмотка высокого напряжения трансформатора имеет иное количество витков (W1) и согласно формуле
U2 U1˙W2/W1 другое напряжение на вторичной обмотке трансформатора W2, чем до переключения, при неизменной величине первичного напряжения U1.The on-load tap-changer operates as follows. To change the voltage on the low side of the transformer U 2 (at the load), it is necessary to disconnect the first contactor, the contacts of which are installed in one of the windings of the reactor. The de-energized contact of the switch is transferred by the electric drive to the adjacent winding tap. Then the contactor contacts are switched on again. The circulation current is limited by the inductive resistance of the reactor windings, which are included for this current according to. Then the contacts of the second contactor are disconnected and the second contacts of the switch are transferred to a dead time for the same tap of the transformer winding. The contacts of the second contactor are turned on. After the switching is completed, the high voltage winding of the transformer has a different number of turns (W 1 ) and according to the formula
U 2 U 1 ˙ W 2 / W 1 other voltage on the secondary winding of the transformer W 2 than before switching, with a constant value of the primary voltage U 1 .
Устройство РПН имеет более простую конструкцию и относительно низкую стоимость. Обеспечивается регулирование напряжения в широком диапазоне ступенями через 1,5-2,5% относительно номинального первичного напряжения трансформатора. Основной недостаток устройства состоит в его низкой надежности работы при кратковременных пониженных напряжениях в электрической сети, вызванных удаленными короткими замыканиями, самозапуском электродвигателей при переключении с рабочего трансформатора на резервный и т.д. заключающейся в малом быстродействии РПН и ненадежной работе контактной системы при протекании повышенных токов. The on-load tap-changer has a simpler design and a relatively low cost. Provides voltage regulation in a wide range in steps of 1.5-2.5% relative to the rated primary voltage of the transformer. The main disadvantage of the device is its low reliability during short-term reduced voltages in the electric network caused by remote short circuits, self-starting of electric motors when switching from a working transformer to a backup one, etc. which consists in the low speed of the on-load tap-changer and the unreliable operation of the contact system when high currents flow.
Наиболее близким к предлагаемому устройству по технической сущности и достигаемым результатам является регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное (авт.св. СССР N 1200367, кл. Н 02 М 5/257, 1985). Преобразователь содержит трансформатор. К одному из выводов первичной обмотки трансформатора через токообмоточный токоограничивающий реактор подключен один из выводов источника переменного напряжения. Две обмотки реактора соединены встречно-параллельно через размыкающиеся контакты контактора и через контакты переключателя подключены к одному из отводов первичной обмотки. Третья обмотка реактора через тиристорный ключ соединена с другим отводом первичной обмотки трансформатора. Управление тиристорным ключом выполняется от блока управления, соединенного с блоком запуска форсировки, реле времени, обмоткой трансформатора напряжения, подключенного к обмотке низкого напряжения трансформатора. Ток нагрузки трансформатора через трансформатор тока и блок запрета форсировки подается в блок запуска форсировки. При понижении напряжения на обмотке трансформатора ниже заданного уровня и при условии, что ток во вторичной обмотке трансформатора меньше тока уставки, включается тиристорный ключ. Напряжение на первичной, а соответственно и на вторичной обмотке трансформатора повышается. Через время, устанавливаемое реле времени, тиристорный ключ отключается и схема возвращается в исходное положение. Closest to the proposed device in technical essence and the achieved results is an adjustable AC to AC converter (ed. St. USSR N 1200367, class N 02
Недостатками данного преобразователя являются малый диапазон регулирования напряжения и низкая надежность работы. Предел форсировки напряжения ограничивается наличием отводов в первичной обмотке трансформатора, снабженного РПН. При работе форсировки напряжения токи циркуляции через часть первичной обмотки трансформатора, обмотки реактора и тиристорный ключ в 1,5-1,8 раза превышают номинальный ток трансформатора. Кроме того, тиристорный ключ и третья обмотка реактора имеют непосредственную электрическую связь с первичной обмоткой высокого напряжения трансформатора. Данные обстоятельства снижают надежность работы преобразователя, трансформатора и потребителей. The disadvantages of this converter are the small voltage control range and low reliability. The voltage boost limit is limited by the presence of taps in the primary winding of the transformer equipped with on-load tap-changer. During voltage boost operation, the circulation currents through part of the transformer primary winding, reactor windings and thyristor switch are 1.5-1.8 times higher than the rated transformer current. In addition, the thyristor switch and the third winding of the reactor have a direct electrical connection with the primary winding of the high voltage transformer. These circumstances reduce the reliability of the converter, transformer and consumers.
Технический результат изобретения заключается в расширении диапазона регулирования напряжения и в повышении надежности работы устройства. The technical result of the invention is to expand the range of voltage regulation and to increase the reliability of the device.
Указанный технический результат обеспечивается тем, что в устройство для регулирования переменного напряжения, содержащее ключ с двусторонней проводимостью, силовой трансформатор, связанный с источником переменного напряжения, причем первичная обмотка трансформатора выполнена с отводами и соединена через две параллельные цепи из обмоток токоограничивающего реактора, размыкающие контакты контактора и подвижные контакты переключателя напряжения с входными выводами, а вторичная обмотка силового трансформатора соединена с выходными обмотками, последовательно с вторичной обмоткой силового трансформатора включена первичная обмотка трансформатора тока, а параллельно выходным выводам подключена первичная обмотка трансформатора напряжения, где вторичная обмотка подключена через блок запрета форсировки к одному их входов блока запуска форсировки, выходы которого соединены один непосредственно, другой через реле времени с первым и вторым входами блока управления ключом, третий вход которого и второй вход блока запуска форсировки связаны с вторичной обмоткой трансформатора напряжения, введены преобразователь и блок расфорсировки, а также дополнительный источник переменного напряжения, при этом токоограничивающий реактор снабжен двумя дополнительными обмотками, которые соединены последовательно и согласно и через ключ подключены к дополнительному источнику переменного напряжения, вторичная обмотка трансформатора напряжения подключена к второму входу блока запуска форсировки через преобразователь, второй выход которого соединен с третьим входом бока управления через блок расфорсировки, а второй выход блока управления связан с цепями управления контактами контактора. The specified technical result is ensured by the fact that in the device for regulating the alternating voltage, containing a switch with two-sided conductivity, a power transformer connected to an alternating voltage source, the transformer primary winding made with taps and connected through two parallel circuits from the windings of the current-limiting reactor, opening the contactor contacts and movable contacts of the voltage switch with input terminals, and the secondary winding of the power transformer is connected to the output windings, the primary winding of the current transformer is connected in series with the secondary winding of the power transformer, and the primary winding of the voltage transformer is connected in parallel with the output terminals, where the secondary winding is connected through the force inhibit block to one of the inputs of the boost start block, the outputs of which are connected directly to one another, through a time relay with the first and second inputs of the key control unit, the third input of which and the second input of the boost trigger unit are connected to the secondary winding of the transfer a voltage transformer, a converter and a de-energizing unit, as well as an additional source of alternating voltage, are introduced, while the current-limiting reactor is equipped with two additional windings that are connected in series and are connected through a key to an additional source of alternating voltage, the secondary winding of the voltage transformer is connected to the second input of the start-up unit boost through a converter, the second output of which is connected to the third input of the control side through the boost unit, and W swarm output control unit is connected to the contacts of the contactor control circuit.
Расширение диапазона регулирования напряжения получено за счет выполнения токоограничивающего реактора с обмотками, имеющими трансформаторную связь с обмотками реактора и подключение через ключ к дополнительному источнику переменного напряжения, а также за счет отключения одной из обмоток токоограничивающего реактора посредством контактов контактора под воздействием блока управления в режиме форсировки напряжения. Extension of the voltage control range was obtained by designing a current-limiting reactor with windings transformer connected to the reactor windings and connecting via a key to an additional AC voltage source, as well as by disconnecting one of the windings of the current-limiting reactor through contactor contacts under the influence of a control unit in voltage boost mode .
Повышение надежности устройства достигнуто за счет введения гальванической развязки между высоковольтными обмотками реактора и обмотками, подключенными к дополнительному источнику питания переменного напряжения, выполняемому низковольтным, а также введения блока расфорсировки, который возвращает устройство регулирования в исходное положение в случае восстановления напряжения на нагрузке выше заданного и тем самым сокращает время воздействия повышенного напряжения на изоляцию обмоток силового трансформатора и нагрузку,
На фиг. 1 приведена схема устройства для регулирования переменного напряжения; на фиг.2 показан вариант конструкции реактора.Improving the reliability of the device is achieved through the introduction of galvanic isolation between the high-voltage windings of the reactor and the windings connected to an additional AC voltage source, performed by low-voltage, as well as the introduction of the de-energizing unit, which returns the control device to its original position in case of restoration of the voltage at the load above the specified thereby reducing the time of exposure to increased voltage on the insulation of the windings of the power transformer and the load,
In FIG. 1 shows a diagram of a device for controlling AC voltage; figure 2 shows a design variant of the reactor.
К источнику 1 переменного напряжения (фиг.1) подключен силовой трансформатор 2, обмотка 3 высокого напряжения которого имеет отводы. К вторичной обмотке 4 трансформатора 2 подсоединена нагрузка 5, надежность работы которой существенно зависит от понижения уровня напряжения. Одна из цепей источника 1 переменного напряжения подключена к отводам обмотки 3 высокого напряжения через обмотки токоограничивающего реактора 6, имеющего четыре обмотки 7-10. Обмотки 7,8 соединены встречно-параллельно через контакты 11 и 12 контакторов и контакты переключателя 13, подключенного к одному из отводов обмотки 3 трансформатора 2. Обмотки 9,10 соединены последовательно и через тиристорный ключ 14 подсоединены к дополнительному источнику 15 переменного напряжения. Причем обмотки 7, 10 имеют согласное включение, а обмотки 8,9 встречное включение. A
Напряжение вторичной обмотки 4 трансформатора 2 подается через измерительный трансформатор 16 напряжения в преобразователь 17, выходы которого соединены с блоком 19 запуска форсировки и блоком 18 расфорсировки. Измерительный ток вторичной обмотки 4 через трансформаторы 20 тока поступает в блок 21 запрета форсировки, выход которого соединен с одним из входов блока 22 управления через блок 19 запуска форсировки. Другой вход блока 22 через орган 23 времени соединен с блоком 19 запуска форсировки. Один выход блока 22 управления подключен к цепям управления тиристорного ключа 14, а другой выход к цепям управления контактами 11 контактора. The voltage of the
Токоограничивающий реактор (фиг.2) выполнен на базе трехстержневого магнитопровода 24, все стержни которого имеют немагнитные зазоры 25. На среднем стержне размещены обмотки 7,8, а на крайних стержнях обмотки 9,10. Наличие обмоток 9,10 необходимо для расширения диапазона регулирования напряжения путем трансформации напряжения в обмотки 7,8 реактора. Кроме того, с помощью обмоток 9,10 схема токоограничивающего реактора получается симметричной. The current-limiting reactor (Fig. 2) is made on the basis of a three-core
Преобразователь 17 выполнен на базе трансформатора с двумя вторичными обмотками, которые включены на выпрямительные мосты постоянного тока. Блок 18 расфорсировки содержит реле максимального напряжения, выходные цепи которого воздействуют на блок 22 управления. При повышении напряжения до 0,85-0,9 от номинального реле напряжения срабатывает и запрещает выдачу сигналов управления на тиристоры ключа 14 и в цепи управления контактами 11 контактора с блока 22. Блоки 19-23 выполнены так же, как и регулируемый преобразователь переменного напряжения в переменное (авт.св. СССР N 1200367). The Converter 17 is made on the basis of a transformer with two secondary windings that are connected to rectifier DC bridges. The
Работает устройство следующим образом. The device operates as follows.
При понижении напряжения на нагрузке 5 ниже заданного уровня, определяемого блоком 19, и при условии, что ток во вторичной обмотке трансформатора 2 меньше тока уставки, через блок 22 управления разрешается включение тиристорного ключа 14 и отключение обмотки 7 реактора путем размыкания контактов 11 контактора. Блок 21 запрета форсировки напряжения не разрешает запуск устройства форсировки в режиме короткого замыкания в цепях вторичной обмотки 4 трансформатора 2. Орган 23 времени устанавливает максимально допустимую длительность форсировки напряжения. When the voltage at
При возрастании напряжения на нагрузке 5 выше заданного уровня блок 18 снимает форсировку напряжения и запрещает выдачу управляющих импульсов на тиристорный ключ 14 и в цепи управления контактами 11 контактора с выхода блока 22. В преобразователе 17 напряжение, снимаемое с трансформатора 16 напряжения, размножается и выпрямляется. When the voltage at the
При отключенном ключе 14 и замкнутом контакте 11 контактора устройство, состоящее из двух обмоток 7,8 реактора 6, двух контактов 11,12 контакторов и переключателя 13, работает так же, как и известное устройство РПН. При встречном включении обмоток 7,8 реактора падение напряжения на обмотках незначительное, что не ухудшает режима работы нагрузки при нормальном уровне напряжения в питающей сети. When the
При включенном ключе 14 и разомкнутом контакте 11 контактора ток протекает по обмоткам 9,10 реактора и обмотке 8. За счет трансформации напряжение на обмотке 8 резко увеличивается и к первичной обмотке 3 трансформатора прикладывается напряжение, равное сумме напряжений источника 1 и напряжения на обмотке 8. Напряжение на нагрузке возрастает. When the key 14 is turned on and the
Диапазон расширения форсировки напряжения не имеет ограничений и зависит от конструктивного исполнения токоограничивающего реактора 6. The expansion range of the voltage boost is not limited and depends on the design of the current-limiting
Обмотки 9,10 и тиристорный ключ 14 с высоковольтными обмотками 7,8 имеют гальваническую развязку, что существенно повышает надежность работы устройства регулирования напряжения. The windings 9.10 and
Предлагаемое устройство может найти самое широкое применение во всех трансформаторах с РПН, которые обеспечивают электроснабжение потребителей, чувствительных даже к кратковременному понижению напряжения, а также для повышения уровня напряжения при самозапуске электродвигателей в случае переключения их с рабочего трансформатора на резервный. The proposed device can find the widest application in all transformers with on-load tap-changers, which provide power to consumers that are sensitive even to short-term undervoltage, as well as to increase the voltage level during self-starting of electric motors if they switch from a working transformer to a backup one.
Экономический эффект от применения данного устройства по сравнению с базовым объектом, за которое может быть принято устройство РПН, заключается в повышении надежности работы электроустановок, чувствительных к кратковременным понижениям напряжения или зависящих от уровня напряжения. Например, на предприятиях целлюлозно-бумажной промышленности бумагоделательные машины, имеющие тиристорные приводы, отключаются как при работе устройства автоматического ввода резерва (перерыв в питании 0,35-3,5с), так и при кратковременных понижениях напряжения, вызванных, например, удаленными короткими замыканиями в питающей системе, Наблюдается расстройство технологического процесса, отпадают магнитные пускатели электродвигателей и т.д. Получается ущерб от недовыпуска продукции. В то же время затраты на устройство регулирования напряжения незначительные. The economic effect of the use of this device in comparison with the basic object, which can be taken on-load tap-changer, is to increase the reliability of electrical installations that are sensitive to short-term voltage drops or depending on the voltage level. For example, at pulp and paper industry enterprises, paper machines with thyristor drives are switched off both during operation of the automatic transfer switch (power interruption 0.35-3.5 s) and during short-term voltage drops caused, for example, by remote short circuits in the supply system, there is a disruption of the process, magnetic starters of electric motors disappear, etc. Damage arises from under-production. At the same time, the costs of the voltage regulation device are negligible.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93040933A RU2046531C1 (en) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | A c voltage regulator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU93040933A RU2046531C1 (en) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | A c voltage regulator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2046531C1 true RU2046531C1 (en) | 1995-10-20 |
RU93040933A RU93040933A (en) | 1996-06-27 |
Family
ID=20146494
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU93040933A RU2046531C1 (en) | 1994-08-12 | 1994-08-12 | A c voltage regulator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2046531C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196985U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" | DEVICE FOR AUTOMATIC VOLTAGE REGULATION AT TRACTION SUBSTATION |
RU2826833C1 (en) * | 2024-04-04 | 2024-09-17 | Бехруз Довудходжаевич Табаров | Double-subrange reactor-thyristor device on low voltage side of transformer substation |
-
1994
- 1994-08-12 RU RU93040933A patent/RU2046531C1/en active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР N 1200367, кл. H 02M 5/257, 1983. * |
Авторское свидетельство СССР N 694969, кл. H 02P 13/06, 1972. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196985U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" | DEVICE FOR AUTOMATIC VOLTAGE REGULATION AT TRACTION SUBSTATION |
RU2826833C1 (en) * | 2024-04-04 | 2024-09-17 | Бехруз Довудходжаевич Табаров | Double-subrange reactor-thyristor device on low voltage side of transformer substation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR101134998B1 (en) | Device for regulating electrical voltage | |
US4513224A (en) | Fluorescent-lighting-system voltage controller | |
CA1038450A (en) | Reactance controller | |
US11747841B2 (en) | Current control apparatus | |
KR100214934B1 (en) | Ac power controlling equipment | |
US5990667A (en) | Regulator with asymmetrical voltage increase/decrease capability for utility system | |
RU2622890C1 (en) | Method for switching-on, switching-off and regulating voltage of transformer substation | |
RU2046531C1 (en) | A c voltage regulator | |
US20050017696A1 (en) | Method and device for regulating electric voltage | |
Bashi | Microcontroller-based fast on-load semiconductor tap changer for small power transformer | |
Faiz et al. | Fast response solid-state on load transformers tap-changer | |
RU2093943C1 (en) | Method for reducing making current during repeated on/off switching of transformer | |
RU2761173C1 (en) | Device to control transformer voltage under load | |
RU2788078C1 (en) | Phase converter with adjustable power | |
RU2115212C1 (en) | Ac voltage regulator | |
SU1072172A1 (en) | Overcurrent limiter | |
Rao et al. | Fine voltage control using OLTC by static tap change mechanism | |
RU2748588C1 (en) | Device for controlling transformer voltage under load | |
RU2772263C1 (en) | DEVICE FOR SWITCHING COILS OF WINDING OF TRANSFORMER 6(10)/0.4 kV | |
CN109921428B (en) | Three-phase reactor excitation on-load voltage regulating system | |
SU1675868A1 (en) | Induction-type ac voltage regulator | |
SU1654916A1 (en) | Electric power substation | |
SU744840A1 (en) | Device for automatic regulation of voltage in networks with double-side power supply | |
SU1584030A1 (en) | Three-phase shifter | |
RU2667095C1 (en) | Method of control starting transformer for power transformer |