RU2761174C1 - Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load - Google Patents

Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load Download PDF

Info

Publication number
RU2761174C1
RU2761174C1 RU2021107867A RU2021107867A RU2761174C1 RU 2761174 C1 RU2761174 C1 RU 2761174C1 RU 2021107867 A RU2021107867 A RU 2021107867A RU 2021107867 A RU2021107867 A RU 2021107867A RU 2761174 C1 RU2761174 C1 RU 2761174C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
transformer
voltage
relay
voltage regulator
bidirectional thyristor
Prior art date
Application number
RU2021107867A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Михаил Георгиевич Асташев
Дмитрий Иванович Панфилов
Павел Ахматович Рашитов
Александр Владимирович Горчаков
Михаил Игоревич Петров
Александр Николаевич Рожков
Original Assignee
Акционерное общество высоковольтного оборудования "Электроаппарат" (АО ВО "Электроаппарат")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Акционерное общество высоковольтного оборудования "Электроаппарат" (АО ВО "Электроаппарат") filed Critical Акционерное общество высоковольтного оборудования "Электроаппарат" (АО ВО "Электроаппарат")
Priority to RU2021107867A priority Critical patent/RU2761174C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2761174C1 publication Critical patent/RU2761174C1/en

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
    • H02M5/12—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 for conversion of voltage or current amplitude only

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to voltage regulators of transformers under load and can be used in electrical networks to provide various modes of operation of the transformer voltage regulator under load. The expected result is achieved by the fact that in the method for controlling the modes of operation of the transformer voltage regulator under load, which consists in using the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, carried out by controlling the state of bidirectional thyristor keys, connected to the taps of the sections of the primary winding of the transformer, monitoring the current and voltage of the supply network, fixing 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, controlling bidirectional thyristor keys at corresponding fixed time intervals, in the mode of no voltage regulation on the secondary winding of the transformer, implemented when the bidirectional thyristor keys are switched off, the primary winding of the transformer is connected to the supply network using a relay with normally closed contacts, when switching to the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, the corresponding bidirectional thyristor keys of the voltage regulator are switched on in parallel with the relay with normally closed contacts and the relay contacts with normally closed contacts are opened, and when exiting the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, the corresponding bidirectional thyristor keys are turned on in parallel with the relay with normally closed contacts, the relay contacts with normally closed contacts are closed and the bidirectional thyristor keys of the voltage regulator are turned off, switching the voltage regulator to the mode of no voltage regulation on the secondary winding of the transformer.
EFFECT: expanding the functionality for controlling the modes of operation of the transformer voltage regulator under load and in increasing the reliability of the transformer voltage regulator under load in various modes of its operation.
2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к способам управления режимами работы регуляторов напряжения трансформаторов под нагрузкой и может быть использовано в электрических сетях для обеспечения различных режимов работы регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой.The invention relates to the field of electrical engineering and power engineering, in particular to methods of controlling the operating modes of voltage regulators of transformers under load and can be used in electrical networks to provide various modes of operation of the voltage regulator of a transformer under load.

Известен способ, в котором управление напряжением на нагрузке осуществляют с помощью полупроводникового регулятора, подключающего соответствующие ответвления первичной обмотки трансформатора к питающей сети, при этом на каждом полупериоде напряжения питающей сети происходит переключение тока питающей сети с одной секции первичной обмотки трансформатора на другую [патент RU на полезную модель №88863, МПК H02J 3/00, опубл. 20.11.2009, бюл. №32].There is a known method in which the voltage control at the load is carried out using a semiconductor regulator connecting the corresponding branches of the primary winding of the transformer to the supply network, while at each half-cycle of the supply voltage, the current of the supply network is switched from one section of the primary winding of the transformer to another [RU patent on utility model No. 88863, IPC H02J 3/00, publ. 20.11.2009, bul. No. 32].

Недостатком данного технического решения являются низкие показатели качества выходного напряжения трансформатора и низкая надежность работы магнитного сердечника трансформатора. При неработающем полупроводниковом регуляторе напряжения отсутствует напряжение на выходной обмотке трансформатора.The disadvantages of this technical solution are low quality indicators of the output voltage of the transformer and low reliability of the magnetic core of the transformer. When the semiconductor voltage regulator is not working, there is no voltage on the output winding of the transformer.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой, заключающийся в применении полупроводникового регулятора, с помощью которого подключают соответствующие отводы секций первичной обмотки трансформатора к питающей сети. В качестве управляемых ключей полупроводникового регулятора используются двунаправленные тиристорные ключи, управление которыми осуществляют на основе измерения мгновенных значений напряжения и тока питающей сети, [патент RU на изобретение №2711589, МПК Н02Р 13/06, опубл. 17.01.2020. бюл. №2].The closest in technical essence to the proposed invention is a method for controlling the voltage of a transformer under load, which consists in the use of a semiconductor controller, with the help of which the corresponding taps of the sections of the primary winding of the transformer are connected to the supply network. Bidirectional thyristor switches are used as controlled keys of the semiconductor controller, which are controlled based on the measurement of instantaneous values of voltage and current of the supply network, [RU patent for invention No. 2711589, IPC Н02Р 13/06, publ. 01/17/2020. bul. No. 2].

Недостатком данного технического решения является низкая надежность работы полупроводникового регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой, связанная с тем, что при отсутствии необходимости регулирования напряжения на выходе трансформатора, полупроводниковый регулятор выключают из работы путем снятия управления со всех двунаправленных тиристорных ключей. При этом напряжение на выходе трансформатора пропадает и напряжение питающей сети приложено непосредственно к полупроводниковому регулятору. Это накладывает повышенные требования к классу, применяемых в полупроводниковом регуляторе двунаправленных тиристорных ключей, что отрицательно сказывается на надежности работы полупроводникового регулятора в целом.The disadvantage of this technical solution is the low reliability of the operation of the semiconductor voltage regulator of the transformer under load, due to the fact that in the absence of the need to regulate the voltage at the output of the transformer, the semiconductor regulator is turned off from operation by removing control from all bidirectional thyristor switches. In this case, the voltage at the output of the transformer disappears and the voltage of the supply network is applied directly to the semiconductor regulator. This imposes increased requirements on the class of bidirectional thyristor switches used in the semiconductor regulator, which negatively affects the reliability of the semiconductor regulator as a whole.

Технической задачей предлагаемого изобретения является повышение надежности регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой в различных режимах его работы.The technical problem of the present invention is to improve the reliability of the voltage regulator of the transformer under load in various modes of its operation.

Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей по управлению режимами работы регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой и в повышении надежности регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой в различных режимах его работы.The technical result consists in expanding the functionality for controlling the operating modes of the voltage regulator of the transformer under load and in increasing the reliability of the voltage regulator of the transformer under load in various modes of its operation.

Это достигается тем, что в способе управления режимами работы регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой, заключающемся в использовании режима регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора, осуществляемого путем управления состоянием двунаправленных тиристорных ключей, подключаемых к отводам секций первичной обмотки трансформатора, 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, управлении двунаправленными тиристорными ключами на соответствующих фиксированных временных интервалах в зависимости от требований по управлению напряжением на выходе трансформатора, согласно изобретению в режиме отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора, реализуемом при выключенных двунаправленных тиристорных ключах, первичную обмотку трансформатора подключают к питающей сети с помощью реле с нормально замкнутыми контактами, при переходе в режим регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора параллельно реле с нормально замкнутыми контактами включают соответствующие двунаправленные тиристорные ключи регулятора напряжения и размыкают контакты реле с нормально замкнутыми контактами, а при выходе из режима регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора, включают соответствующие двунаправленные тиристорные ключи параллельно реле с нормально замкнутыми контактами, замыкают контакты реле с нормально замкнутыми контактами и выключают двунаправленные тиристорные ключи регулятора напряжения, переводя регулятор напряжения в режим отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора.This is achieved by the fact that in the method of controlling the operating modes of the voltage regulator of the transformer under load, which consists in using the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, carried out by controlling the state of the bidirectional thyristor switches connected to the taps of the sections of the primary winding of the transformer, monitoring the current and voltage of the supply network, fixing 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 the voltage of the supply network, controlling bidirectional thyristor switches at appropriate fixed time intervals depending on the requirements for controlling the voltage at the output of the transformer, according to the invention in the mode of lack of voltage regulation on the secondary winding of the transformer, which is realized when the bidirectional thyristor switches are turned off, the primary winding of the transformer is connected to the mains using a relay with with normally closed contacts, when switching to the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, parallel to the relay with normally closed contacts, turn on the corresponding bi-directional thyristor switches of the voltage regulator and open the relay contacts with normally closed contacts, and when exiting the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, turn on the corresponding bidirectional thyristor switches parallel to the relay with normally closed contacts, close the relay contacts with normally closed contacts and turn off the bi-directional thyristor switches of the voltage regulator, transferring the voltage regulator to the mode of no voltage regulation on the secondary winding of the transformer.

Дополнительно при работе регулятора напряжения в режиме регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора и появлении тока короткого замыкания в нагрузке снимают импульсы управления со всех двунаправленных тиристорных ключей регулятора, подают импульсы управления на замыкание контактов реле с нормально замкнутыми контактами и на дополнительный двунаправленный тиристорный ключ, включенный параллельно реле с нормально замкнутыми контактами, а после замыкания контактов реле с нормально замкнутыми контактами снимают импульсы управления с дополнительного двунаправленного тиристорного ключа, переводя регулятор напряжения в режим отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора.Additionally, when the voltage regulator is operating in the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer and a short-circuit current appears in the load, control pulses are removed from all bidirectional thyristor switches of the regulator, control pulses are supplied to close the relay contacts with normally closed contacts and to an additional bidirectional thyristor switch connected in parallel relay with normally closed contacts, and after closing the contacts of the relay with normally closed contacts, control pulses are removed from the additional bidirectional thyristor switch, transferring the voltage regulator to the mode of no voltage regulation on the secondary winding of the transformer.

Сущность изобретения поясняется чертежом, где представлена структурная схема регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой, реализующая предлагаемый способ.The essence of the invention is illustrated by the drawing, which shows a block diagram of the voltage regulator of the transformer under load, which implements the proposed method.

Регулятор 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой содержит две вентильные группы 3 и 4. Вентильная группа 3 включает в себя двунаправленные тиристорные ключи 5, 6, 7, одни выводы которых соединены вместе в общую точку. Вентильная группа 4 включает в себя двунаправленные тиристорные ключи 8, 9, 10, одни выводы которых также соединены вместе в другую общую точку. Общие точки двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7 вентильной группы 3 и двунаправленных тиристорных ключей 8, 9, 10 вентильной группы 4 соединены вместе и образуют единый узел. Первичная обмотка И трансформатора 2 является секционированной и состоит из двух гальванически изолированных полуобмоток 12 и 13 с отводами секций. При этом, отводы секций гальванически изолированных полуобмоток 12 и 13 являются отводами секций первичной обмотки 11. Гальванически изолированная полуобмотка 12 имеет начало и три отвода секций, один из которых является ее концом, а ее начало является также началом первичной обмотки 11. Гальванически изолированная полуобмотка 13 имеет конец и три отвода секций, один из которых является ее началом, а ее конец является также концом первичной обмотки 11. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 5, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 6 и 7 вентильной группы 3, подключен к отводу секций, следующего сразу за началом гальванически изолированной полуобмотки 12. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 6, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 5 и 7 вентильной группы 3, подключен к следующему отводу секций, расположенному перед концом гальванически изолированной полуобмотки 12. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 7, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 5 и 6 вентильной группы 3, подключен к отводу секций, являющимся концом гальванически изолированной полуобмотки 12. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 8, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 9 и 10 вентильной группы 4, подключен к отводу секций, являющимся началом гальванически изолированной полу обмотки 13. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 9, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 8 и 10 вентильной группы 4, подключен к отводу секций, расположенному сразу за началом гальванически изолированной полуобмотки 13. Вывод двунаправленного тиристорного ключа 10, свободный от подключения к двунаправленным тиристорным ключам 8 и 9 вентильной группы 4, подключен к другому отводу секций, расположенному перед концом гальванически изолированной полуобмотки 13. Блок реле 14, входящий в состав регулятора 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой, включает в себя параллельно подключенные дополнительный двунаправленный тиристорный ключ 15 и реле 16 с нормально замкнутыми контактами, и имеет два вывода. Один вывод блока реле 14 подключен к концу гальванически изолированной полуобмотки 12, а другой вывод блока реле 14 подключен к началу гальванически изолированной полуобмотки 13. Датчик тока 17 одним выводом подключен к началу гальванически изолированной полуобмотки 12, а другим выводом подключен к выводу питающей сети и входит в состав регулятора 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой. Датчик напряжения 18, подключен параллельно к выводам питающей сети и также входит в состав регулятора 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой. Конец гальванически изолированной полуобмотки 13 подключен к другому выводу питающей сети, свободному от подключения к выводам датчика тока 17. Информационные входы блока управления 19 подключены к выходам датчика тока 17, датчика напряжения 18 и блока задания выходного напряжения 20. Выходы блока управления 19 связаны с управляющими входами двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7, 8, 9, 10 и с управляющими входами дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 15 и реле 16 с нормально замкнутыми контактами. Вторичная обмотка 21 трансформатора 2 подключена к нагрузке.The voltage regulator 1 of the transformer 2 under load contains two valve groups 3 and 4. The valve group 3 includes bi-directional thyristor switches 5, 6, 7, some of the outputs of which are connected together at a common point. The gate group 4 includes bi-directional thyristor switches 8, 9, 10, some of the outputs of which are also connected together to another common point. Common points of bidirectional thyristor switches 5, 6, 7 of valve group 3 and bidirectional thyristor switches 8, 9, 10 of valve group 4 are connected together and form a single unit. The primary winding AND of the transformer 2 is sectioned and consists of two galvanically isolated semi-windings 12 and 13 with section taps. In this case, the taps of the sections of the galvanically isolated half-windings 12 and 13 are the taps of the sections of the primary winding 11. The galvanically insulated semi-winding 12 has the beginning and three taps of the sections, one of which is its end, and its beginning is also the beginning of the primary winding 11. The galvanically isolated semi-winding 13 has an end and three taps of sections, one of which is its beginning, and its end is also the end of the primary winding 11. The output of the bidirectional thyristor switch 5, free from connection to the bidirectional thyristor switches 6 and 7 of the valve group 3, is connected to the outlet of the sections, the following immediately after the beginning of the galvanically isolated half-winding 12. The output of the bidirectional thyristor switch 6, free from connection to the bidirectional thyristor switches 5 and 7 of the valve group 3, is connected to the next branch outlet located in front of the end of the galvanically isolated half-winding 12. The output of the bidirectional thyristor switch 7, free from connection to the bidirectional thyristor switches 5 and 6 of valve group 3, connected to the section outlet, which is the end of the galvanically isolated half-winding 12. The output of the bidirectional thyristor switch 8, free from connection to the bidirectional thyristor switches 9 and 10 of valve group 4, is connected to the section outlet, which is the beginning of the galvanically isolated semi-winding 13. The output of the bidirectional thyristor switch 9, free from connection to the bidirectional thyristor switches 8 and 10 of the valve group 4, is connected to the branch outlet located immediately after the beginning of the galvanically isolated half-winding 13. The output of the bidirectional thyristor switch 10, free of connection to the bi-directional thyristor switches 8 and 9 of the valve group 4, connected to another branch outlet located in front of the end of the galvanically isolated half-winding 13. Relay unit 14, which is part of the voltage regulator 1 of the transformer 2 under load, includes parallel connected complements Separate bi-directional thyristor switch 15 and relay 16 with normally closed contacts, and has two outputs. One terminal of the relay unit 14 is connected to the end of the galvanically isolated half-winding 12, and the other terminal of the relay unit 14 is connected to the beginning of the galvanically isolated half-winding 13. The current sensor 17 is connected with one terminal to the beginning of the galvanically isolated half-winding 12, and the other terminal is connected to the outlet of the supply network and enters in the composition of the voltage regulator 1 of the transformer 2 under load. The voltage sensor 18 is connected in parallel to the terminals of the supply network and is also part of the voltage regulator 1 of the transformer 2 under load. The end of the galvanically isolated half-winding 13 is connected to another outlet of the supply network, free from connection to the terminals of the current sensor 17. The information inputs of the control unit 19 are connected to the outputs of the current sensor 17, the voltage sensor 18 and the unit for setting the output voltage 20. The outputs of the control unit 19 are connected to the control units. inputs of bidirectional thyristor switches 5, 6, 7, 8, 9, 10 and with control inputs of an additional bidirectional thyristor switch 15 and relay 16 with normally closed contacts. The secondary winding 21 of the transformer 2 is connected to the load.

Способ управления режимами работы регулятора 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой осуществляется следующим образом.The method of controlling the operating modes of the voltage regulator 1 of the transformer 2 under load is carried out as follows.

В режиме отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2 импульсы управления двунаправленными тиристорными ключами 5, 6, 7, 8, 9, 10 и дополнительным двунаправленным тиристорным ключом 15 блоком управления 19 не формируются. Контакты реле 16 с нормально замкнутыми контактами замкнуты и соединяют конец гальванически изолированной полуобмотки 12 первичной обмотки 11 трансформатора 2 с началом гальванически изолированной полуобмотки 13 первичной обмотки 11 трансформатора 2. При этом первичная обмотка 11 трансформатора 2 подключена к питающей сети и на вторичной обмотке 21 трансформатора 2 присутствует напряжение, подаваемое на нагрузку. В этом режиме регулятор 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой не регулирует напряжение на нагрузке и к выключенным двунаправленным тиристорным ключам 5, 6, 7, 8, 9, 10 прикладываются обратные напряжения, определяемые напряжениями между соответствующими отводами секций гальванически изолированных полуобмоток 12 и 13. Эти напряжения являются существенно меньшими по сравнению с напряжением питающей сети, что позволяет снизить класс по напряжению применяемых тиристоров и повысить надежность управления полупроводниковым регулятором напряжения трансформатора под нагрузкой.In the absence of voltage regulation on the secondary winding 21 of the transformer 2, control pulses for the bidirectional thyristor switches 5, 6, 7, 8, 9, 10 and the additional bidirectional thyristor switch 15 are not generated by the control unit 19. The contacts of the relay 16 with normally closed contacts are closed and connect the end of the galvanically isolated semi-winding 12 of the primary winding 11 of the transformer 2 with the beginning of the galvanically isolated semi-winding 13 of the primary winding 11 of the transformer 2. In this case, the primary winding 11 of the transformer 2 is connected to the supply network and on the secondary winding 21 of the transformer 2 there is a voltage applied to the load. In this mode, the voltage regulator 1 of the transformer 2 under load does not regulate the voltage across the load, and reverse voltages are applied to the switched off bidirectional thyristor switches 5, 6, 7, 8, 9, 10, which are determined by the voltages between the corresponding taps of the galvanically isolated half-winding sections 12 and 13. These the voltages are significantly lower than the voltage of the supply network, which makes it possible to reduce the voltage class of the thyristors used and increase the reliability of the control of the semiconductor voltage regulator of the transformer under load.

При переходе в режим регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2 блок управления 19 включает двунаправленные тиристорные ключи 7 и 8, размыкает контакты реле 16 с нормально замкнутыми контактами. После размыкания контактов реле 16 с нормально замкнутыми контактами, регулятор 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой готов к режиму регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2.When switching to the voltage regulation mode on the secondary winding 21 of the transformer 2, the control unit 19 turns on the bidirectional thyristor switches 7 and 8, opens the contacts of the relay 16 with normally closed contacts. After opening the contacts of relay 16 with normally closed contacts, voltage regulator 1 of transformer 2 under load is ready for the mode of voltage regulation on the secondary winding 21 of transformer 2.

В режиме регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2 с выхода блока задания выходного напряжения 20 подают информационный сигнал с уставкой по напряжению вторичной обмотки 21 на соответствующий вход блока управления 19. Блок управления 19, посредством подачи импульсов управления на соответствующие входы двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7, 8, 9 и 10, обеспечивает соединение различных отводов секций гальванически изолированной полу обмотки 12, и отводов секций гальванически изолированной полуобмотки 13 таким образом, что всегда соединены только один отвод секций гальванически изолированной полу обмотки 12 и один отвод секций гальванически изолированной полуобмотки 13. Соединение двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7, 8, 9 и 10, обеспечивает максимально возможное количество комбинаций соединения различных секций полуобмоток 12 и 13, что в свою очередь реализует максимальное количество уровней регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2. При этом, количество уровней регулирования напряжения для регулятора 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой будет равно девяти:In the mode of voltage regulation on the secondary winding 21 of the transformer 2 from the output of the unit for setting the output voltage 20, an information signal with a setting for the voltage of the secondary winding 21 is supplied to the corresponding input of the control unit 19. The control unit 19, by supplying control pulses to the corresponding inputs of the bidirectional thyristor switches 5, 6, 7, 8, 9 and 10, provides the connection of various taps of the sections of the galvanically isolated semi-winding 12, and taps of the sections of the galvanically isolated half-winding 13 in such a way that only one outlet of the sections of the galvanically isolated semi-winding 12 and one outlet of the sections of the galvanically isolated half-winding are always connected 13. Connection of bidirectional thyristor switches 5, 6, 7, 8, 9 and 10, provides the maximum possible number of combinations of connection of different sections of half-windings 12 and 13, which in turn implements the maximum number of voltage regulation levels on the secondary winding 21 transformers a 2. In this case, the number of voltage regulation levels for the voltage regulator 1 of the transformer 2 under load will be equal to nine:

№1 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 5 и 8; №2 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 5 и 9; №3 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 5 и 10; №4 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 6 и 8; №5 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 6 и 9;. №6 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 6 и 10; №7 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 7 и 8; №8 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 7 и 9; №9 - проводят только двунаправленные тиристорные ключи 7 и 10.No. 1 - only bidirectional thyristor switches 5 and 8 are carried out; No. 2 - only bidirectional thyristor switches 5 and 9 are carried out; No. 3 - only bidirectional thyristor switches 5 and 10 are carried out; No. 4 - only bidirectional thyristor switches 6 and 8 are carried out; No. 5 - only bidirectional thyristor switches 6 and 9 are carried out; No. 6 - only bidirectional thyristor switches 6 and 10 are carried out; No. 7 - only bidirectional thyristor switches 7 and 8 are carried out; No. 8 - only bidirectional thyristor switches 7 and 9 are carried out; No. 9 - only bidirectional thyristor switches 7 and 10 are carried out.

При выходе из режима регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2, посредством подачи импульсов управления с выходов блока управления 19, включают двунаправленные тиристорные ключи 7 и 8, замыкают контакты реле 16 с нормально замкнутыми контактами и после замыкания контактов реле 16 с нормально замкнутыми контактами выключают двунаправленные тиристорные ключи 7 и 8, тем самым переводя регулятор 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой в режим отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2. При этом, напряжение на нагрузке формируется за счет подключения последовательного соединения двух гальванически изолированных полуобмоток 12 и 13 к питающей сети с помощью замкнутых контактов реле 16 с нормально замкнутыми контактами.When exiting the voltage regulation mode on the secondary winding 21 of the transformer 2, by sending control pulses from the outputs of the control unit 19, they turn on the bidirectional thyristor switches 7 and 8, close the contacts of the relay 16 with normally closed contacts, and after closing the contacts of the relay 16 with normally closed contacts they turn them off bidirectional thyristor switches 7 and 8, thereby transferring the voltage regulator 1 of the transformer 2 under load to the mode of no voltage regulation on the secondary winding 21 of the transformer 2. In this case, the voltage across the load is formed by connecting the series connection of two galvanically isolated semi-windings 12 and 13 to the supply network using closed contacts of relay 16 with normally closed contacts.

При появлении тока короткого замыкания нагрузки во вторичной обмотке 21 трансформатора 2 в режиме регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2 блок управления 19 снимает импульсы управления с соответствующих двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7, 8, 9, 10, одновременно с этим, включает дополнительный двунаправленный тиристорный ключ 15 и замыкает контакты реле 16 с нормально замкнутыми контактами. Включение дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 15 при снятых импульсах управления от блока управления 19 с двунаправленных тиристорных ключей 5, 6, 7, 8, 9, 10 обеспечивает подключение последовательного соединения гальванически изолированных полуобмоток 12 и 13 к питающей сети, что приводит к тому, что обратное прикладываемое напряжение к тиристорам двунаправленных тиристорных ключей остается соизмеримо с напряжениями между отводами секций первичной обмотки 11 трансформатора 2, и эти напряжения являются существенно меньшими, чем напряжение питающей сети. Следует отметить, что замыкание контактов реле 16 с нормально замкнутыми контактами происходит с существенной временной задержкой по сравнению с включением дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 15 и с момента включения дополнительного двунаправленного тиристорного ключа 15 до момента замыкания контактов реле 16 с нормально замкнутыми контактами защиту двунаправленных ключей 5, 6, 7, 8, 9 и 10 от высокого напряжения питающей сети обеспечивает включенный дополнительный двунаправленный ключ 15. После замыкания нормально замкнутых контактов реле 16 блок управления 19 выключает дополнительный двунаправленный тиристорный ключ 15 и все двунаправленные тиристорные ключи регулятора 1 напряжения трансформатора 2 под нагрузкой находятся в выключенном состоянии, переводя регулятор 1 напряжения трансформатора 2 в режим отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке 21 трансформатора 2.When a load short-circuit current appears in the secondary winding 21 of the transformer 2 in the voltage regulation mode on the secondary winding 21 of the transformer 2, the control unit 19 removes control pulses from the corresponding bidirectional thyristor switches 5, 6, 7, 8, 9, 10, at the same time, turns on an additional bidirectional thyristor switch 15 and closes the contacts of relay 16 with normally closed contacts. The inclusion of an additional bidirectional thyristor switch 15 when the control pulses from the control unit 19 are removed from the bidirectional thyristor switches 5, 6, 7, 8, 9, 10 provides the connection of the serial connection of the galvanically isolated half-windings 12 and 13 to the mains, which leads to the fact that the reverse the voltage applied to the thyristors of the bidirectional thyristor switches remains commensurate with the voltages between the taps of the sections of the primary winding 11 of the transformer 2, and these voltages are significantly lower than the supply voltage. It should be noted that the closure of the contacts of the relay 16 with normally closed contacts occurs with a significant time delay compared to the inclusion of an additional bidirectional thyristor switch 15 and from the moment the additional bidirectional thyristor switch 15 is switched on until the moment the contacts of the relay 16 are closed with normally closed contacts, the protection of bidirectional switches 5, 6, 7, 8, 9 and 10 from the high voltage of the mains is provided by the included additional bidirectional switch 15. After closing the normally closed contacts of relay 16, the control unit 19 turns off the additional bidirectional thyristor switch 15 and all bidirectional thyristor switches of the voltage regulator 1 of the transformer 2 are under load in the off state, transferring the voltage regulator 1 of the transformer 2 to the mode of no voltage regulation on the secondary winding 21 of the transformer 2.

В режиме регулирования напряжения на выходе трансформатора 2, блок управления 19 регулятора 1 напряжения отслеживает появление аварийного режима, при котором наблюдается пропадание импульсов управления с двунаправленных ключей 5, 6, 7, 8, 9 и 10. В этом случае, блок управления 19 включает дополнительный двунаправленный ключ 15 и реле 16 с нормально замкнутыми контактами и инициализируется процесс управления регулятором 1 напряжения, аналогичный процессу его управления при появлении короткого замыкания в нагрузке. Это защищает двунаправленные тиристорные ключи 5, 6, 7, 8, 9 и 10 от появления перенапряжений, связанных с их одновременным выключением, что также повышает надежность работы регулятора 1 напряжения.In the voltage regulation mode at the output of the transformer 2, the control unit 19 of the voltage regulator 1 monitors the appearance of the emergency mode, in which there is a loss of control pulses from the bidirectional keys 5, 6, 7, 8, 9 and 10. In this case, the control unit 19 includes an additional bi-directional switch 15 and relay 16 with normally closed contacts and the process of controlling the voltage regulator 1 is initialized, similar to the process of its control when a short circuit appears in the load. This protects the bidirectional thyristor switches 5, 6, 7, 8, 9 and 10 from overvoltages associated with their simultaneous shutdown, which also increases the reliability of the voltage regulator 1.

Использование способа управления режимами работы регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой расширяет функциональные возможности по управлению режимами работы регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой и повышает надежность регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой в различных режимах его работы.The use of the method for controlling the operating modes of the voltage regulator of the transformer under load expands the functionality of controlling the operating modes of the voltage regulator of the transformer under load and increases the reliability of the voltage regulator of the transformer under load in various modes of its operation.

Claims (2)

1. Способ управления режимами работы регулятора напряжения трансформатора под нагрузкой, заключающийся в использовании режима регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора, осуществляемого путем управления состоянием двунаправленных тиристорных ключей, подключаемых к отводам секций первичной обмотки трансформатора, 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, управлении двунаправленными тиристорными ключами на соответствующих фиксированных временных интервалах в зависимости от требований по управлению напряжением на выходе трансформатора, отличающийся тем, что в режиме отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора, реализуемом при выключенных двунаправленных тиристорных ключах, первичную обмотку трансформатора подключают к питающей сети с помощью реле с нормально замкнутыми контактами, при переходе в режим регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора параллельно реле с нормально замкнутыми контактами включают соответствующие двунаправленные тиристорные ключи регулятора напряжения и размыкают контакты реле с нормально замкнутыми контактами, а при выходе из режима регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора, включают соответствующие двунаправленные тиристорные ключи параллельно реле с нормально замкнутыми контактами, замыкают контакты реле с нормально замкнутыми контактами и выключают двунаправленные тиристорные ключи регулятора напряжения, переводя регулятор напряжения в режим отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора.1. A method for controlling the operating modes of the voltage regulator of the transformer under load, which consists in using the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, carried out by controlling the state of bidirectional thyristor switches connected to the taps of the sections of the primary winding of the transformer, monitoring the current and voltage of the supply network, fixing time intervals, at which the voltage and current of the supply network have the same and different signs, measurement of the phase shift between the current and voltage of the supply network, control of bidirectional thyristor switches at appropriate fixed time intervals, depending on the requirements for voltage control at the output of the transformer, characterized in that in the absence mode voltage regulation on the secondary winding of the transformer, which is realized when the bidirectional thyristor switches are off, the primary winding of the transformer is connected to the mains using relays with normally closed contacts acts, when switching to the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, parallel to the relay with normally closed contacts, turn on the corresponding bi-directional thyristor switches of the voltage regulator and open the relay contacts with normally closed contacts, and when exiting the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer, turn on the corresponding bi-directional thyristor keys parallel to the relay with normally closed contacts, close the relay contacts with normally closed contacts and turn off the bi-directional thyristor switches of the voltage regulator, transferring the voltage regulator to the mode of no voltage regulation on the secondary winding of the transformer. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что при работе регулятора напряжения в режиме регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора и появлении тока короткого замыкания в нагрузке снимают импульсы управления со всех двунаправленных тиристорных ключей регулятора, подают импульсы управления на замыкание контактов реле с нормально замкнутыми контактами и на дополнительный двунаправленный тиристорный ключ, включенный параллельно реле с нормально замкнутыми контактами, а после замыкания контактов реле с нормально замкнутыми контактами снимают импульсы управления с дополнительного двунаправленного тиристорного ключа, переводя регулятор напряжения в режим отсутствия регулирования напряжения на вторичной обмотке трансформатора.2. The method according to claim 1, characterized in that when the voltage regulator is operating in the voltage regulation mode on the secondary winding of the transformer and a short-circuit current appears in the load, control pulses are removed from all bidirectional thyristor switches of the regulator, control pulses are applied to close the relay contacts with normal by closed contacts and to an additional bi-directional thyristor switch connected in parallel to the relay with normally closed contacts, and after the contacts of the relay with normally closed contacts are closed, control pulses are removed from the additional bi-directional thyristor switch, transferring the voltage regulator to the mode of no voltage regulation on the secondary winding of the transformer.
RU2021107867A 2021-03-24 2021-03-24 Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load RU2761174C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107867A RU2761174C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021107867A RU2761174C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2761174C1 true RU2761174C1 (en) 2021-12-06

Family

ID=79174277

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021107867A RU2761174C1 (en) 2021-03-24 2021-03-24 Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2761174C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2163916A5 (en) * 1971-12-06 1973-07-27 Alsthom
RU88863U1 (en) * 2009-06-22 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева VOLTAGE CONTROL UNIT UNDER LOAD
RU2711589C1 (en) * 2019-08-16 2020-01-17 Дмитрий Иванович Панфилов Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation
RU2741335C1 (en) * 2020-09-08 2021-01-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Control device for transformer under load

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2163916A5 (en) * 1971-12-06 1973-07-27 Alsthom
RU88863U1 (en) * 2009-06-22 2009-11-20 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Нижегородский государственный технический университет им. Р.Е. Алексеева VOLTAGE CONTROL UNIT UNDER LOAD
RU2711589C1 (en) * 2019-08-16 2020-01-17 Дмитрий Иванович Панфилов Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation
RU2741335C1 (en) * 2020-09-08 2021-01-25 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "МЭИ" (ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ") Control device for transformer under load

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10147562B2 (en) On-load voltage regulation tap switch for transformer and switch control method
UA103786C2 (en) Operating technique for medium-/low-voltage transformer having tapping switch
RU106060U1 (en) PHASE TURNING DEVICE
RU2741335C1 (en) Control device for transformer under load
RU2761174C1 (en) Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load
CN103633978B (en) The load ratio bridging switch of a kind of economy and method thereof
RU2761173C1 (en) Device to control transformer voltage under load
RU2319248C1 (en) Arcless electromechanical contactor
RU2752865C1 (en) Method for controlling transformer voltage under load
CN207381234U (en) A kind of distribution transformer on-load voltage regulation system
US20050017696A1 (en) Method and device for regulating electric voltage
CN115276423A (en) Bipolar regulator and distribution alternating current voltage stabilizing device
EA018813B1 (en) Alternating voltage stabiliser (embodiments)
RU2746124C1 (en) Voltage control method of transformer under load
RU2748588C1 (en) Device for controlling transformer voltage under load
RU2682852C1 (en) Method of controlling phase-shift device
CN111477441A (en) Automatic on-load voltage regulation distribution transformer and voltage regulation method
RU2093943C1 (en) Method for reducing making current during repeated on/off switching of transformer
RU2224344C2 (en) Method and device for reducing electrical energy loss in low-voltage networks
CN109921428B (en) Three-phase reactor excitation on-load voltage regulating system
RU98629U1 (en) CONTROLLED SWITCH DEVICE
CN209526669U (en) A kind of regulator of transformer
CN211858384U (en) Automatic on-load voltage regulation distribution transformer
RU2761522C1 (en) Apparatus for controlling the voltage of a transformer under load
RU2741336C1 (en) Device for transformer under load voltage control