RU2746124C1 - Voltage control method of transformer under load - Google Patents
Voltage control method of transformer under load Download PDFInfo
- Publication number
- RU2746124C1 RU2746124C1 RU2020134429A RU2020134429A RU2746124C1 RU 2746124 C1 RU2746124 C1 RU 2746124C1 RU 2020134429 A RU2020134429 A RU 2020134429A RU 2020134429 A RU2020134429 A RU 2020134429A RU 2746124 C1 RU2746124 C1 RU 2746124C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- voltage
- transformer
- galvanically isolated
- output
- winding
- 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
- H02M5/10—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 transformers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Ac-Ac Conversion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к регуляторам коэффициента трансформации трансформаторов (РКТ), и может быть использовано в электрических сетях для поддержания необходимого уровня напряжения в месте их подключения.The invention relates to the field of electrical engineering and power engineering, in particular to regulators of the transformation ratio of transformers (RKT), and can be used in electrical networks to maintain the required voltage level at the point of their connection.
Известен способ, заключающийся в регулировании напряжения путем контроля тока и напряжения питающей сети, определении подключаемых к питающей сети, с помощью соответствующих вентилей, регулировочных ответвлений гальванически изолированных полуобмоток трансформатора, подачи и снятия управляющих импульсов напряжения на вентили [патент RU на полезную модель №88863, МПК H02J 3/00, опубл. 20.11.2009].The known method consists in regulating the voltage by monitoring the current and voltage of the supply network, determining those connected to the supply network using appropriate valves, adjusting branches of the galvanically isolated semi-windings of the transformer, supplying and removing control voltage pulses to the valves [RU patent for utility model No. 88863, IPC H02J 3/00, publ. 20.11.2009].
Недостатком данного технического решения является высокая установленная мощность трансформатора, связанная с тем, что в каждой гальванически изолированной полуобмотке потребляемый ток протекает лишь на одном полупериоде, что определяется направлением электропроводности подключаемых к гальванически изолированным полуобмоткам управляемых вентилей, не способных проводить ток в противоположную сторону на другом полупериоде.The disadvantage of this technical solution is the high installed power of the transformer, due to the fact that in each galvanically isolated half-winding the consumed current flows only in one half-period, which is determined by the direction of electrical conductivity of the controlled valves connected to the galvanically isolated half-windings, which are not able to conduct current in the opposite direction on the other half-period ...
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой, в соответствии с которым переключения регулировочных ответвлений первичной секционированной обмотки, при помощи двунаправленных тиристорных ключей (полупроводникового коммутатора), осуществляют на фиксированных временных интервалах времени, определяемых посредством фиксации временных интервалов, на которых напряжение и ток питающей сети имеют одинаковые и разные знаки, измерения фазового сдвига между током и напряжением питающей сети и, в зависимости от требований по управлению напряжением на выходе трансформатора, переключения регулировочных ответвлений первичной секционированной обмотки при помощи двунаправленных тиристорных ключей (полупроводникового коммутатора) с использованием измерений мгновенных значений напряжения питающей сети и потребляемого тока питающей сети [патент RU на изобретение №2711589, МПК Н02Р 13/06, опубл. 17.01.2020].The closest in technical essence to the proposed invention is a method for controlling the voltage of a transformer under load, in accordance with which the switching of the control taps of the primary sectioned winding, using bidirectional thyristor switches (semiconductor switch), is carried out at fixed time intervals determined by fixing time intervals, on which the voltage and current of the supply network have the same and different signs, measurements of the phase shift between the current and the voltage of the supply network and, depending on the requirements for voltage control at the output of the transformer, switching the control taps of the primary sectioned winding using bidirectional thyristor switches (semiconductor switch) using measurements of instantaneous values of the supply voltage and the consumed current of the supply network [RU patent for invention No. 2711589, IPC Н02Р 13/06, publ. 01/17/2020].
Недостатком данного технического решения является его ограниченная функциональная возможность по регулированию выходного напряжения.The disadvantage of this technical solution is its limited functionality to regulate the output voltage.
Технической задачей предлагаемого изобретения является расширение функциональных возможностей.The technical objective of the present invention is to expand the functionality.
Технический результат заключается в расширении количества уровней и диапазона регулирования выходного напряжения силовых трансформаторов с первичной секционированной обмоткой.The technical result consists in expanding the number of levels and the range of regulation of the output voltage of power transformers with a primary sectioned winding.
Это достигается тем, что способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой, заключающийся в контроле тока и напряжения питающей сети, фиксации временных интервалов, на которых напряжение и ток питающей сети имеют одинаковые и разные знаки, измерении фазового сдвига между током и напряжением питающей сети и, в зависимости от требований по управлению напряжением на выходе трансформатора, управлении полупроводниковым коммутатором на соответствующих фиксированных временных интервалах, осуществляют управление напряжением на выходе трансформатора, используя при этом секционированную обмотку трансформатора в виде двух гальванически изолированных полуобмоток с регулировочными ответвлениями.This is achieved by the fact that the method of controlling the voltage of the transformer under load, which consists in monitoring the current and voltage of the supply network, fixing the time intervals at which the voltage and current of the supply network have the same and different signs, measuring the phase shift between the current and voltage of the supply network and, in depending on the requirements for voltage control at the output of the transformer, control of the semiconductor switch at appropriate fixed time intervals, the voltage at the output of the transformer is controlled using the sectioned transformer winding in the form of two galvanically isolated semi-windings with control taps.
Дополнительно управление напряжением на выходе трансформатора осуществляют по одной из гальванически изолированных полуобмоток.Additionally, voltage control at the output of the transformer is carried out along one of the galvanically isolated semi-windings.
Кроме того управление напряжением на выходе трансформатора осуществляют совместно по двум гальванически изолированным полуобмоткам.In addition, the voltage control at the output of the transformer is carried out jointly by two galvanically isolated half-windings.
Способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой осуществляют следующим образом.The method for controlling the voltage of the transformer under load is as follows.
Контролируют ток и напряжение питающей сети, фиксируют временные интервалы, на которых напряжение и ток питающей сети имеют одинаковые и разные знаки, измеряют фазовый сдвиг между током и напряжением питающей сети. В зависимости от требований по управлению напряжением на выходе трансформатора управляют полупроводниковым коммутатором на соответствующих фиксированных временных интервалах. При выполнении секционированной обмотки трансформатора в виде двух гальванически изолированных полуобмоток с регулировочными ответвлениями, управление напряжением на выходе трансформатора осуществляют как отдельно по одной из гальванически изолированных полуобмоток, так и совместно по двум гальванически изолированным полуобмоткам.They control the current and voltage of the supply network, fix the time intervals at which the voltage and current of the supply network have the same and different signs, measure the phase shift between the current and the voltage of the supply network. Depending on the requirements for controlling the voltage at the output of the transformer, the semiconductor switch is controlled at appropriate fixed time intervals. When performing a sectioned transformer winding in the form of two galvanically isolated half-windings with control taps, the voltage at the transformer output is controlled both separately along one of the galvanically isolated half-windings, and jointly along two galvanically isolated half-windings.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где показана структурная схема устройства, реализующего предлагаемый способ.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of a device that implements the proposed method.
Устройство для реализации способа управления 1 напряжением трансформатора 2 под нагрузкой состоит из двух вентильных групп 3 и 4, при этом вентильная группа 3 включает двунаправленные тиристорные ключи 5, 6 и 7, одними своими выводами соединенные вместе, а вентильная группа 4 включает двунаправленные тиристорные ключи 8, 9 и 10, одними своими выводами также соединенные вместе. Вентильные группы 3 и 4 образуют полупроводниковый коммутатор, служащий для управления напряжением трансформатора 2. Первичная секционированная обмотка 11 трансформатора 2 состоит из двух гальванически изолированных полуобмоток 12 и 13, каждая из которых имеет начало, конец и два регулировочных ответвления. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 5 вентильной группы 3, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 6 и 7, соединен с выводом регулировочного ответвления гальванически изолированной полуобмотки 12, следующего за началом гальванически изолированной полуобмотки 12. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 6 вентильной группы 3, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 5 и 7, соединен с выводом другого регулировочного ответвления гальванически изолированной полуобмотки 12, следующего перед концом гальванически изолированной полуобмотки 12. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 7 вентильной группы 3, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 5 и 6, соединен с концом гальванически изолированной полуобмотки 12. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 8 вентильной группы 4, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 9 и 10, соединен с началом гальванически изолированной полуобмотки 13. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 9 вентильной группы 4, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 8 и 10, соединен с выводом регулировочного ответвления гальванически изолированной полуобмотки 13, следующего за началом гальванически изолированной полуобмотки 13. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 10 вентильной группы 4, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 8 и 9, соединен с выводом другого регулировочного ответвления гальванически изолированной полуобмотки 13, следующего перед концом гальванически изолированной полуобмотки 13. Общие точки соединения выводов двунаправленных тиристорных ключей 5, 6 и 7 вентильной группы 3 соединены с одним выводом механического ключа 14, второй вывод которого подключен к общей точке соединения двунаправленных тиристорных ключей 8, 9 и 10 вентильной группы 4. Конец гальванически изолированной полуобмотки 12 подключен к одному выводу механического ключа 15, второй вывод которого подключен к к началу гальванически изолированной полуобмотки 13. Датчик тока 16 одним выводом подключен к началу гальванически изолированной полуобмотки 12 трансформатора 2, а другим выводом подключен к выводу питающей сети, и входит в состав устройства управления 1 напряжением трансформатора 2 под нагрузкой. Датчик напряжения 17, подключен параллельно выводам питающей сети и также входит в состав устройства управления 1 напряжением трансформатора 2 под нагрузкой. При этом конец гальванически изолированной полуобмотки 13 подключен к другому выводу питающей сети, к которому не подключен датчик тока 16. Информационные входы блока управления 18 подключены к выходам датчика тока 16, датчика напряжения 17 и блока задания выходного напряжения 19. Выходы блока управления 18 связаны с управляющими входами двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7, 8, 9 и 10. Вторичная обмотка 20 трансформатора 2 при этом подключена к нагрузке.The device for implementing the method of controlling 1 the voltage of the
Способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой осуществляется следующим образом.The method for controlling the voltage of the transformer under load is as follows.
В режиме регулирования напряжения на выходе трансформатора 2 устройством управления 1 по информационному сигналу с выхода блока задания выходного напряжения 19, посредством управления состоянием двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7 вентильной группы 3 и двунаправленных тиристорных ключей 8, 9, 10 вентильной группы 4, осуществляемого блоком управления 18, обеспечивают соединение различных регулировочных ответвлений гальванически изолированной полуобмотки 12, а также конца гальванически изолированной полуобмотки 12 и регулировочных ответвлений гальванически изолированной полуообмотки 13, а также начала гальванически изолированной полуобмотки 13 при помощи двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7, 8, 9 и 10 вентильных групп 3 и 4 таким образом, что всегда объединены только одно из регулировочных ответвлений гальванически изолированной полуобмотки 12, либо конец гальванически изолированной полуобмотки 12, и одно из регулировочных ответвлений гальванически изолированной полуобмотки 13, либо начало гальванически изолированной полуобмотки 13.In the voltage regulation mode at the output of the
При замкнутом механическом ключе 14 и разомкнутом механическом ключе 15 обеспечивают реализацию максимального количества уровней регулируемого напряжения.With a closed
При разомкнутом механическом ключе 14 и замкнутом механическом ключе 15 последнюю регулировочную секцию гальванически изолированной полуобмотки 12, расположенную ближе к концу гальванически изолированной полуобмотки 12, включают последовательно с первой регулировочной секцией гальванически изолированной полуобмотки 13, расположенной ближе к началу гальванически изолированной полуобмотки 13, тем самым сокращают общее количество регулировочных секций первичной секционированной обмотки 11 трансформатора 2, используемых для регулирования напряжения с 4 шт. до 3 шт.When the
При этом, для управления напряжением используют как одну из гальванически изолированных полуобмоток 12 или 13, так и обе гальванически изолированные полуобмотки 12 и 13 сразу. Максимальное количество уровней регулирования напряжения траснформатора 2 может быть достигнуто только при управлении напряжением по двум гальванически изолированным полуобмоткам 12 и 13 одновременно.At the same time, to control the voltage, one of the galvanically isolated half-
Заявляемый способ применяют для управления напряжением трансформатора 2 в случае, если гальванически изолированные полуобмотки 12 и 13 трансформатора 2 содержат любое число регулировочных ответвлений.The inventive method is used to control the voltage of the
При наличии большего числа регулировочных ответвлений в каждой из гальванически изолированных полуобмоток 12 и 13 первичной секционированной обмотки 11 трансформатора 2 эффект от увеличения количества уровней регулирования напряжения трансформатора будет еще более выраженным. При наличии начала, конца и трех регулировочных ответвлений, вместо начала, конца и двух регулировочных ответвлений, в каждой гальванически изолированной полуобмотке 12 и 13, количество уровней регулирования напряжения трансформатора составит 16 шт., тогда как при налчиии начала, конца и двух регулировочных ответвлений в каждой гальванически изолированной полуобмотке 12 и 13 количество уровней регулирования напряжения трансформатора составляет 9 шт. Количество уровней регулирования напряжения трансформатора определяется количеством комбинаций одновременно проводящих двунаправленного тиристорного ключа 5, либо 6, либо 7 вентильной группы 3 и двунаправленного тиристорного ключа 8, либо 9, либо 10 вентильной группы 4:In the presence of a larger number of control taps in each of the galvanically isolated half-
№1 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 5 и 8;No. 1 - only bidirectional thyristor switches 5 and 8 are carried out;
№2 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 5 и 9;No. 2 - only
№3 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 5 и 10;No. 3 - only bidirectional thyristor switches 5 and 10 are carried out;
№4 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 6 и 8;No. 4 - only bidirectional thyristor switches 6 and 8 are carried out;
№5 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 6 и 9;No. 5 - only
№6 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 6 и 10;No. 6 - only bidirectional thyristor switches 6 and 10 are carried out;
№7 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 7 и 8;No. 7 - only bidirectional thyristor switches 7 and 8 are carried out;
№8 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 7 и 9;No. 8 - conduct only
№9 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 7 и 10.No. 9 - only bidirectional thyristor switches 7 and 10 are carried out.
Использование способа управления напряжением трансформатора под нагрузкой позволяет расширить функциональные возможности за счет обеспечения максимально возможного количества уровней регулируемого напряжения трансформатора.Using the method of controlling the voltage of the transformer under load allows expanding the functionality by providing the maximum possible number of levels of the regulated voltage of the transformer.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134429A RU2746124C1 (en) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | Voltage control method of transformer under load |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020134429A RU2746124C1 (en) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | Voltage control method of transformer under load |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2746124C1 true RU2746124C1 (en) | 2021-04-07 |
Family
ID=75353197
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020134429A RU2746124C1 (en) | 2020-10-20 | 2020-10-20 | Voltage control method of transformer under load |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2746124C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2163916A5 (en) * | 1971-12-06 | 1973-07-27 | Alsthom | |
RU2274945C1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-04-20 | Борис Алексеевич Аржанников | Method and device for transformer winding tap changing |
RU158346U1 (en) * | 2015-05-13 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | TRANSFORMER WINDING DIVISION SWITCHING DEVICE |
RU2711589C1 (en) * | 2019-08-16 | 2020-01-17 | Дмитрий Иванович Панфилов | Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation |
-
2020
- 2020-10-20 RU RU2020134429A patent/RU2746124C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2163916A5 (en) * | 1971-12-06 | 1973-07-27 | Alsthom | |
RU2274945C1 (en) * | 2004-09-13 | 2006-04-20 | Борис Алексеевич Аржанников | Method and device for transformer winding tap changing |
RU158346U1 (en) * | 2015-05-13 | 2015-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" | TRANSFORMER WINDING DIVISION SWITCHING DEVICE |
RU2711589C1 (en) * | 2019-08-16 | 2020-01-17 | Дмитрий Иванович Панфилов | Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2680819C2 (en) | Sequential valve control device for transmitting high voltage direct current | |
RU2741335C1 (en) | Control device for transformer under load | |
RU2416855C1 (en) | Control device of voltage mode in electric network by using fuzzy logic | |
RU2746124C1 (en) | Voltage control method of transformer under load | |
RU2711587C1 (en) | Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation | |
JP5731143B2 (en) | Voltage regulator | |
RU2752865C1 (en) | Method for controlling transformer voltage under load | |
RU2364916C1 (en) | Ac controller | |
RU2661339C2 (en) | Electrical network parameters stabilizing device | |
RU2675247C1 (en) | Stepped ac voltage stabilizer | |
US20060082350A1 (en) | 3-Phase electronic tap changer commutation and device | |
RU2761174C1 (en) | Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load | |
RU2761173C1 (en) | Device to control transformer voltage under load | |
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 | |
RU2741336C1 (en) | Device for transformer under load voltage control | |
RU2748588C1 (en) | Device for controlling transformer voltage under load | |
RU154310U1 (en) | STEP-BY-STEP SWITCH MANAGEMENT SYSTEM OF A PHASE-TURNING DEVICE SHUNT TRANSFORMER | |
RU2761522C1 (en) | Apparatus for controlling the voltage of a transformer under load | |
RU119184U1 (en) | TRANSFORMER VOLTAGE CONTROL DEVICE | |
KR20210107933A (en) | device for controlling tap changing transformer using controlling device of the mechamical tap changing transformer | |
RU2245600C1 (en) | Step-by-step ac voltage regulation device | |
RU2752000C1 (en) | Method for changing transformation ratio of power transformer | |
RU82886U1 (en) | AC VOLTAGE REGULATOR | |
RU2531389C1 (en) | Line voltage control unit | |
RU2788078C1 (en) | Phase converter with adjustable power |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |