RU2622890C1 - Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции - Google Patents
Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции Download PDFInfo
- Publication number
- RU2622890C1 RU2622890C1 RU2016131037A RU2016131037A RU2622890C1 RU 2622890 C1 RU2622890 C1 RU 2622890C1 RU 2016131037 A RU2016131037 A RU 2016131037A RU 2016131037 A RU2016131037 A RU 2016131037A RU 2622890 C1 RU2622890 C1 RU 2622890C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- power transformer
- substation
- voltage
- switching
- phase
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc
- H02M5/04—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters
- H02M5/22—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/25—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/257—Conversion of ac power input into ac power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into dc by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
Landscapes
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для включения, отключения и регулирования или поддержания на заданном уровне напряжения трансформаторной подстанции. Предложен способ включения, выключения и регулирования напряжения силовых трансформаторных подстанций под нагрузкой, при котором повышаются коэффициенты мощности и полезного действия у силового трансформатора подстанции и у потребителей электроэнергии, снижается ток потребления, уменьшаются просадки напряжения и потери в сети в пусковых и стационарных режимах работы. Обеспечивается отсутствие электрической дуги, коммутационных потерь и перенапряжений на обмотках силового трансформатора при управляемом отключении подстанции. Кроме этого, как и в прототипе сохраняются преимущества управляемого включения подстанции. Не нарушается симметрия токов намагничивания и магнитных потоков силового трансформатора, что обуславливает снижение потерь в магнитопроводе и предопределяет улучшение массогабаритных показателей. Достигается снижение в два раза пусковых токов в обмотках и в четыре раза электродинамических усилий на обмотки силового трансформатора подстанции. Техническим результатом является улучшение энергетических показателей и динамических свойств трансформаторной подстанции. Целесообразной областью применения являются трансформаторные подстанции промышленных предприятий с напряжениями 35/(10-6) кВ и (10-6)/0,4 кВ, требующие компенсацию отклонений напряжения ΔU в узком диапазоне ± 10%. Наиболее целесообразной областью применения являются печные трансформаторы электросталеплавильных цехов металлургических предприятий, в электродуговой технологии которых требуется расширенный диапазон регулирования напряжения. 1 ил.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для включения, отключения и регулирования или поддержания на заданном уровне напряжения трансформаторной подстанции.
Известен способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции, согласно которому через оперативные цепи управления, воздействуя на коммутационную аппаратуру с механическими контактами, производят включения и отключения силового трансформатора подстанции на стороне высокого напряжения и дискретное регулирование напряжения за счет переключения под нагрузкой отпаек на первичной обмотке силового трансформатора механическим переключающим устройствам через трехфазный токоограничивающий реактор (Веников В.А. и др. Регулирование напряжения в электроэнергетических системах / В.А. Веников, В.И. Идельчик, М.С. Лисеев. - М.: Энергоатомиздат, 1985. – Стр. 102-108, рис. 4.4).
К недостаткам известного способа включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции следует отнести отсутствие возможности управления электромагнитными процессами силового трансформатора, в результате чего переходные процессы носят случайный характер и сопровождаются большими пусковыми токами с просадками напряжения, возникновением ударных электродинамических усилий и постоянных подмагничивающих составляющих у магнитных потоков и токов намагничивания, создающих увеличение материалоемкости силового трансформатора и дополнительные электрические и магнитные потери.
К недостаткам также следует отнести возникновение электрической дуги при отключении механическими контактами индуктивных цепей на стороне высокого напряжения трансформаторной подстанции.
Наиболее близким по физической сущности является способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции (патент РФ на изобретение №2536304, Бюл. №3, 20.12.2014), который взят за прототип.
Известный способ применим для трансформаторных подстанций, силовые трансформаторы которых имеют соединение первичной обмотки в треугольник или в звезду с изолированной нейтралью и любую из схем и групп соединения вторичной обмотки. Способ-прототип сохраняет работоспособность на всех стадиях выполнения операций при подключенной и при отключенной нагрузке на подстанции.
Пускорегулирующее устройство трансформаторной подстанции, реализующее способ-прототип, включено в цепь первичной обмотки силового трансформатора подстанции и содержит три тиристорных ключа с естественной коммутацией и трехфазный контактор.
Способ-прототип выполняет операции в следующей последовательности. При включении подстанции сначала двумя тиристорными ключами подключают две фазы первичной обмотки силового трансформатора к соответствующим фазам сети в момент перехода фазного напряжения третьей фазы сети через ноль, затем третьим тиристорным ключом подключают третью фазу первичной обмотки силового трансформатора к третьей фазе сети в момент перехода линейного напряжения двух других фаз сети через ноль.
К недостаткам прототипа следует отнести отсутствие в нем операций управления электромагнитными процессами в силовом трансформаторе при переходе после включения подстанции к узкодиапазонному регулированию напряжения как вверх, так и вниз относительно номинального уровня, а также при переходе от процесса регулирования напряжения на входе силового трансформатора к выключению подстанции. Отсутствие этих операций вызывает возникновение электрической дуги при коммутации механическими контактами индуктивных цепей и ухудшает энергетические показатели и динамические свойства трансформаторной подстанции.
Задачей изобретения является повышение коэффициентов мощности и полезного действия у силового трансформатора подстанции и у потребителей электроэнергии, снижение тока потребления, уменьшение просадки напряжения и потери в сети в пусковых и стационарных режимах работы, обеспечение отсутствия электрической дуги, коммутационных потерь и перенапряжений на обмотках силового трансформатора при управляемом отключении подстанции.
Решение поставленной задачи достигается тем, что, завершая процесс включения силового трансформатора с одновременной подготовкой подстанции к регулированию напряжения, параллельно полностью открытым тиристорным ключам посредством трехфазного контактора подключают трехфазный реактор, после чего изменением проводящего состояния тиристорных ключей производят регулирование напряжения на первичной обмотке силового трансформатора и на нагрузке подстанции, при этом верхний предел регулирования напряжения на нагрузке задают коэффициентом трансформации силового трансформатора при полностью открытых тиристорных ключах, а нижний предел регулирования задают сопротивлением реактора при полностью закрытых тиристорных ключах, причем при выключении силового трансформатора сначала тиристорные ключи переводят в полностью открытое состояние, затем трехфазным контактором отключают трехфазный реактор и в завершение процесса выключения силового трансформатора снимают управляющие импульсы с тиристорных ключей с естественной коммутацией.
Техническим результатом является улучшение энергетических показателей и динамических свойств трансформаторной подстанции. При этом, как и в прототипе, сохраняются преимущества управляемого включения подстанции. Не нарушается симметрия токов намагничивания и магнитных потоков силового трансформатора, что обуславливает снижение потерь в магнитопроводе и предопределяет улучшение массогабаритных показателей. Достигается снижение в 2 раза пусковых токов в обмотках и в 4 раза электродинамических усилий на обмотки силового трансформатора подстанции.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется чертежом, где в однолинейном исполнении приведены трехфазные элементы подстанции, включая элементы пускорегулирующего устройства, при помощи которых выполняются операции способа.
На чертеже приведены следующие трехфазные элементы подстанции: 1 - силовой трансформатор; 2 - тиристорные ключи, выполненные, например, для повышения класса напряжения из последовательно соединенных тиристоров и диодов; 3 - контактор; 4 - реактор; 5 - сеть; 6 - нагрузка.
Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции состоит из известных и вновь введенных операций и взаимодействий между ними.
При включении силового трансформатора 1 сначала двумя тиристорными ключами 2 подключают две фазы его первичной обмотки к соответствующим фазам сети в момент перехода фазного напряжения третьей фазы сети 5 через ноль, затем третьим тиристорным ключом 2 подключают третью фазу первичной обмотки силового трансформатора 1 к третьей фазе сети 5 в момент перехода линейного напряжения двух других фаз сети 5 через ноль и в завершение процесса включения силового трансформатора 1 параллельно полностью открытым тиристорным ключам посредством трехфазного контактора 3 подключают трехфазный реактор 4, а при отключении силового трансформатора 1 сначала тиристоры переводят в полностью открытое состояние, затем трехфазным контактором 3 отключают трехфазный реактор 4 и в завершение процесса отключения силового трансформатора 1 снимают управляющие импульсы с тиристорных ключей 2 с естественной коммутацией.
Способ работает следующим образом.
Управляемое включение силового трансформатора 1 заключается в том, что в момент перехода фазного напряжения одной из фаз сети 5 через ноль, линейное напряжение двух других фаз сети посредством тиристорных ключей 2 подключают к двум фазам первичной обмотки трансформатора 1. В результате этого к каждой из этих фазных обмоток прикладывается половина линейного напряжения, что в 2/1,73=1,15 раза или на 15% меньше фазного напряжения.
Эти два фактора (два начальных условия для общего решения неоднородного дифференциального уравнения первого порядка для активно-индуктивного контура с синусоидальным напряжением) - во-первых, включение обмоток на пониженное напряжение и, во-вторых, включение в середине полупериода прикладываемого напряжения, существенно ограничивают нарастание тока и ударного электродинамического воздействия на обмотки силового трансформатора. Следующая операция способа управляемого включения вновь подготавливает начальные условия для продолжения благоприятного формирования процесса пуска силового трансформатора 1, а именно, через четверть периода сетевого напряжения производится подключение третьей фазной первичной обмотки силового трансформатора к третьей фазе сети 5 в момент перехода линейного напряжения от двух предыдущих фаз сети через ноль. Наконец, завершают включение силового трансформатора 1 тем, что посредством трехфазного контактора 3 параллельно полностью открытым тиристорным ключам 2 подключают трехфазный реактор 4.
После включения контакторам 3 схема подстанции подготовлена к регулированию напряжения. Контактор 3 включает реактор 4 в цепь первичной обмотки силового трансформатора 1 и при плавном изменении проводящего состояния тиристорных ключей 2 производят плавное регулирование напряжения на нагрузке 6. Верхний предел регулирования задается увеличением коэффициента трансформации (уменьшением числом витков первичной обмотки) силового трансформатора 1, а нижний предел регулирования задается увеличением падения напряжения на сопротивлении реактора 4 (увеличением индуктивности реактора).
Выключение силового трансформатора 1 подстанции без возникновения электрической дуги и коммутационных перенапряжений производят в три операции.
Сначала тиристорные ключи 2 переводят в полностью открытое состояние, обнуляя ток через контакты контактора 3 и реактор 4. Затем трехфазным контактором 3 без возникновения электрической дуги и перенапряжений отключают обесточенную цепь с реактором 4. На завершающей операции способа снимают управляющие импульсы с тиристорных ключей 2, и они выключаются без коммутационных потерь за счет естественных процессов в схеме первичной обмотки силового трансформатора 1, соединенной в треугольник или в звезду с изолированной нейтралью. Сначала отключается одна из трех фаз, ток в которой раньше, чем в остальных фазах перейдет через ноль, затем отключаются две оставшиеся фазы при переходе через ноль общего для них тока.
Целесообразной областью применения являются трансформаторные подстанции промышленных предприятий с напряжениями 35/(10-6) кВ и (10-6)/0,4 кВ, требующие компенсацию отклонений напряжения ΔU в узком диапазоне ± 10%.
Наиболее целесообразной областью применения являются печные трансформаторы электросталеплавильных цехов металлургических предприятий, в электродуговой технологии которых требуется расширенный диапазон регулирования напряжения.
Claims (1)
- Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции посредством трех тиристорных ключей с естественной коммутацией и трехфазного контактора в цепи первичной обмотки силового трансформатора подстанции, заключающийся в том, что включение и выключение силового трансформатора производится тиристорными ключами с естественной коммутацией, причем при включении силового трансформатора сначала двумя тиристорными ключами подключают две фазы его первичной обмотки к соответствующим фазам сети в момент перехода фазного напряжения третьей фазы сети через ноль, затем третьим тиристорным ключом подключают третью фазу первичной обмотки силового трансформатора к третьей фазе сети в момент перехода линейного напряжения двух других фаз сети через ноль, отличающийся тем, что, завершая процесс включения силового трансформатора с одновременной подготовкой подстанции к регулированию напряжения, параллельно полностью открытым тиристорным ключам посредством трехфазного контактора подключают трехфазный реактор, после чего изменением проводящего состояния тиристорных ключей производят регулирование напряжения на первичной обмотке силового трансформатора и на нагрузке подстанции, при этом верхний предел регулирования напряжения на нагрузке задают коэффициентом трансформации силового трансформатора при полностью открытых тиристорных ключах, а нижний предел регулирования задают сопротивлением реактора при полностью закрытых тиристорных ключах, причем при выключении силового трансформатора сначала тиристорные ключи переводят в полностью открытое состояние, затем трехфазным контактором отключают трехфазный реактор и в завершение процесса выключения силового трансформатора снимают управляющие импульсы с тиристорных ключей с естественной коммутацией.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131037A RU2622890C1 (ru) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2016131037A RU2622890C1 (ru) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2622890C1 true RU2622890C1 (ru) | 2017-06-21 |
Family
ID=59241262
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2016131037A RU2622890C1 (ru) | 2016-07-27 | 2016-07-27 | Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2622890C1 (ru) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107196308A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-22 | 王佳宁 | 1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统及其调压方法 |
RU2667095C1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-09-14 | Владимир Степанович Климаш | Способ управления пускорегулирующим устройством силового трансформатора |
RU2667481C1 (ru) * | 2017-12-14 | 2018-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Устройство для включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции |
RU2739053C1 (ru) * | 2020-06-11 | 2020-12-21 | Владимир Васильевич Галайко | Способ включения силового трансформатора и обслуживания подстанции |
RU225848U1 (ru) * | 2024-03-20 | 2024-05-08 | Бехруз Довудходжаевич Табаров | Устройство для стабилизации напряжения на низкой стороне трансформаторной подстанции |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2403855A (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-12 | Caledon Controls Ltd | Burst firing control for switching elements in a three phase power supply |
RU142160U1 (ru) * | 2013-09-09 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Тиристорный регулятор переменного напряжения |
RU2536304C1 (ru) * | 2013-05-08 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | Способ включения трансформатора тяговой подстанции |
-
2016
- 2016-07-27 RU RU2016131037A patent/RU2622890C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2403855A (en) * | 2003-07-02 | 2005-01-12 | Caledon Controls Ltd | Burst firing control for switching elements in a three phase power supply |
RU2536304C1 (ru) * | 2013-05-08 | 2014-12-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет" (ФГБОУ ВПО "КнАГТУ") | Способ включения трансформатора тяговой подстанции |
RU142160U1 (ru) * | 2013-09-09 | 2014-06-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева" (НГТУ) | Тиристорный регулятор переменного напряжения |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107196308A (zh) * | 2017-07-04 | 2017-09-22 | 王佳宁 | 1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统及其调压方法 |
CN107196308B (zh) * | 2017-07-04 | 2023-08-18 | 河南送变电建设有限公司 | 1000千伏主变调压补偿变有载调压自投切系统及其调压方法 |
RU2667481C1 (ru) * | 2017-12-14 | 2018-09-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Комсомольский-на-Амуре государственный университет" (ФГБОУ ВО "КнАГУ") | Устройство для включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции |
RU2667095C1 (ru) * | 2017-12-29 | 2018-09-14 | Владимир Степанович Климаш | Способ управления пускорегулирующим устройством силового трансформатора |
RU2739053C1 (ru) * | 2020-06-11 | 2020-12-21 | Владимир Васильевич Галайко | Способ включения силового трансформатора и обслуживания подстанции |
RU225848U1 (ru) * | 2024-03-20 | 2024-05-08 | Бехруз Довудходжаевич Табаров | Устройство для стабилизации напряжения на низкой стороне трансформаторной подстанции |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2622890C1 (ru) | Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции | |
RU2621068C1 (ru) | Комбинированное устройство компенсации реактивной мощности и плавки гололеда на основе управляемого шунтирующего реактора-трансформатора | |
EP2942796B1 (en) | Voltage control system | |
CN106877352B (zh) | 无级可调饱和补偿电抗器 | |
CN107294100B (zh) | 一种配电网柔性交流互联装置 | |
Parikh et al. | Mitigation of magnetic inrush current during controlled energization of coupled un-loaded power transformers in presence of residual flux without load side voltage measurements | |
RU123598U1 (ru) | Трехфазный управляемый реактор | |
RU106060U1 (ru) | Фазоповоротное устройство | |
CN102647093A (zh) | 一种新型双电源有载调压整流变压器 | |
CN104752043A (zh) | 一种三相有载调压自耦变压器的调压方法 | |
WO2018192845A1 (en) | Longitudinal voltage regulation at the line terminals of a phase shifting transformer | |
RU2360316C2 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор-трансформатор | |
KR20110128236A (ko) | 제 1 파워 서플라이 디바이스 및 제 2 파워 서플라이 디바이스를 구비한 파워 서플라이 장치 | |
RU2711587C1 (ru) | Способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой и устройство для его реализации | |
RU2613679C2 (ru) | Устройство для регулирования напряжения и способ его регулирования | |
CA2815182A1 (en) | Current supply arrangement with a first and a second current supply device, wherein the second current supply device is connected to the first current supply device | |
Sonagra et al. | Controlled switching of non-coupled & coupled reactor for re-ignition free de-energization operation | |
RU2352010C2 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор-автотрансформатор | |
Khan et al. | Comparison of fault current limitation with saturable reactor and dynamic voltage restorer | |
RU2667481C1 (ru) | Устройство для включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции | |
RU2643350C1 (ru) | Распределительное устройство в сети переменного тока | |
Alsuwaidi et al. | Design and simulation of a seven taps electronic on load tap changer in 11/0.4 KV distribution transformers using a PI controller | |
CN103840471A (zh) | 用于电力网络的可调无功功率补偿器 | |
Taillefer et al. | Limiting Voltage Dips & Inrush Currents When Energizing Power Transformers Controlled Switching of Gang Operated Switches-Theory and Case Study | |
RU2667095C1 (ru) | Способ управления пускорегулирующим устройством силового трансформатора |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20180728 |