RU2809278C1 - Преобразователь трехфазного напряжения - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области электротехники, в частности к трансформаторам с переключением входного напряжения между средним первым (35 кВ) и средними вторыми (6 кВ, 10 кВ, 20 кВ) напряжениями. Преобразователь трехфазного напряжения содержит девять одинаковых однофазных трансформаторов, выводы первичных и вторичных обмоток которых снабжены перемычками, при этом перемычки первичных обмоток выполнены с возможностью переключения между выводами таким образом, что он может функционировать при среднем первом (35 кВ) или среднем втором (6 кВ, 10 кВ, 20 кВ) входном напряжении, а перемычки вторичных обмоток - с возможностью переключения между выводами таким образом, что разделяют его на два или три трехфазных трансформатора. Технический результат заключается в расширении функциональных возможностей преобразователя и упрощении его конструкции. 7 ил., 1 табл.

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к трансформаторам с переключением входного напряжения между средним первым (35 кВ) и средними вторыми (6 кВ, 10 кВ, 20 кВ) напряжениями, и может быть использовано в системах электроснабжения при временных подключениях к линиям среднего класса напряжения.

Известен трансформатор универсальный (см. патент RU 150256 U1, МПК H01F 27/02, опубл. 10.02.2015, бюл. №4), который включает первичную обмотку, переключатель схемы соединения, а также включающий взаимосвязанные с обмоткой две рейки с неподвижными контактами и взаимодействующие с ними две рейки с подвижными контактами, первая из которых содержит схему соединения «звезда», обеспечивающая входное напряжение 10 кВ, вторая - схему соединения «треугольник», обеспечивающая входное напряжение 6 кВ. Переключатель дополнительно снабжен блокировочным устройством, выполненным с возможностью обеспечения блокирования первой рейки с подвижным контактом в положении отсутствия напряжения при выборе режима работы трансформатора «6 кВ» и блокирования второй рейки с подвижными контактами в положении отсутствия напряжения при выборе режима работы «10 кВ».

Недостатком такого технического решения является отсутствие возможности переключения первичной обмотки на 20 кВ и 35 кВ.

Известен распределительный трансформатор двойного напряжения на 6 кВ и 10 кВ (см. CN 201413760 Y, МПК H01F 27/28, H01F 27/40, опубл. 24.02.2010). Распределительный трансформатор содержит размещенный в корпусе трансформатора железный сердечник, первичную и вторичную обмотки, намотанные на железный сердечник, и переключатель, при этом первичная обмотка образована D-образной обмоткой с номинальным напряжением 10 кВ, а D-обмотка и Y-обмотка могут переключаться с помощью переключателя.

Недостатком такого устройства, позволяющего переключать входное напряжение с 10 кВ на 6 кВ и обратно, является отсутствие возможности переключения первичной обмотки на 20 кВ и 35 кВ.

Известен трансформатор двойного напряжения (см. CN 201698878 U, МПК H01F 27/ 28, H01F29/ 02, опубл. 05.01.2011), который состоит из первичной обмотки высокого напряжения, вторичной обмотки низкого напряжения и замкнутого стального сердечника. Первичная обмотка высокого напряжения и вторичная обмотка низкого напряжения намотаны на закрытый железный сердечник, а первичная обмотка высокого напряжения разделена на две обмотки вдоль осевого направления железного сердечника, которые соединяются последовательно или параллельно по мере необходимости, чтобы реализовать преобразование напряжения двух уровней напряжения на стороне высокого напряжения; более того, один и тот же трансформатор можно использовать в электросетях с двумя разными уровнями напряжения.

Недостатком указанного выше устройства, является сложность конструктивного исполнения обмоток трансформатора на промышленном образце, что увеличивает его стоимость, а также ограниченная возможность подключения для преобразования одновременно только одного источника напряжения к первичной обмотке.

Известен также высоковольтный трансформатор (см. RU 18208 U1, МПК H01F 27/ 28, опубл. 10.08.2001, бюл.№21), содержащий первичные и вторичные обмотки, магнитопровод, который выполнен из четырех моноблоков, первичные обмотки которых соединены параллельно, а вторичные - последовательно, а также из N моноблоков, первичные обмотки которых соединены параллельно, а вторичные - последовательно.

Недостатком указанного выше устройства, является отсутствие возможности работы в нескольких режимах при различных уровнях напряжения трехфазной сети, подключенной к первичной обмотке.

Известен переключающий распределительный трансформатор двойного назначения 6кВ/ 10кВ (см. CN 103035384 A, МПК H01F 27/40, H01F 29/02, опубл. 10.04.2013), относящийся к области техники трансформаторного оборудования. Переключающий распределительный трансформатор двойного назначения 6 кВ/ 10 кВ содержит первый переключатель ответвлений и второй переключатель ответвлений, которые подключены к высоковольтной обмотке трансформатора, при этом выводы А, В и С первой шестерни первого переключателя ответвлений соединены с вводами А, В и С первой шестерни второго переключателя ответвлений соответственно высоковольтным соединением; и вводы X, Y и Z второго зубчатого колеса первого переключателя соединены с вводами X, Y и Z второго зубчатого колеса второго переключателя соответственно высоковольтным соединением.

Недостатками такого устройства, позволяющего переключать входное напряжение с 10 кВ на 6 кВ и обратно, являются отсутствие возможности преобразования напряжения первичной обмотки величиной 20 кВ и 35 кВ и ограниченный ресурс переключателя.

Известен трансформатор напряжения 10 кВ - 20 кВ (См. CN 103000360A, МПК H01F 27/ 28, H01F 29/02, H01F 38/24, H01F 38/26, опубл. 27.03.2013), в котором число витков первичной обмотки напряжения составляет 18600, две группы вторичных обмоток напряжения расположены посередине, отводы расположены посередине; число витков первой группы вторичной обмотки напряжения 186, средний отвод расположен на 93-м витке; число витков второй группы вторичных обмоток напряжения равно 108.

Недостатком такого устройства является сложность конструкции, что не в полной мере может обеспечить его успешную эксплуатацию.

Известен трансформатор двойного назначения с преобразованием звезда-треугольник на уровне 6 кВ/ 10 кВ (см. CN 101699738 A, МПК H01F 27/ 28, H02M 5/12, опубл. 28.04.2010), содержащий трансформатор и трехфазный двухпозиционный переключатель Y-D. Когда трехфазный двухпозиционный переключатель Y-D повернут в первое положение, трансформатор представляет собой трансформатор, применимый к сети 6 кВ, а когда трехфазный двухпозиционный переключатель Y-D повернут во второе положение, трансформатор представляет собой трансформатор, применимый к сети 10 кВ, поэтому для двух сетей требуется только один трансформатор.

Недостатком такого устройства является его ограниченная функциональность, заключающаяся в применимости только к сетям напряжением 6 кВ или 10 кВ.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому универсальному трехфазному трансформатору является трансформатор двойного напряжения (см. CN 202134379 U, МПК H01F 7/28, H01F 29/02, опубл. 01.02.2012), который состоит из стального сердечника, катушки низкого напряжения и катушки высокого напряжения. Катушка низкого напряжения разделена на первую обмотку и вторую обмотку, первая обмотка и вторая обмотка имеют одинаковое количество витков, первая обмотка и вторая обмотка находятся в состоянии параллельного соединения или состояния последовательного соединения, и первая обмотка и вторая обмотка имеют общий регулируемый переключатель отводов. Первая обмотка и вторая обмотка находятся в состоянии параллельного соединения или в состоянии последовательного соединения выборочно через переключатель. Трансформатор подходит для преобразования между напряжением 35 кВ и 20 кВ.

Недостатком такого устройства является его ограниченная функциональность, заключающаяся в применимости только к сетям напряжением 35 кВ или 20 кВ.

Технической задачей изобретения является обеспечение функциональной работы универсального трехфазного трансформатора при среднем первом (35 кВ) или среднем втором (6 кВ, 10 кВ, 20 кВ) входных напряжениях, обеспечение возможности подключения для преобразования более одного источника напряжения к первичной обмотке, а также упрощение эксплуатации и снижение ее стоимости путем упрощения конструкции.

Техническим результатом изобретения является расширение функциональных возможностей и упрощение конструкции.

Это достигается тем, что преобразователь трехфазного напряжения, содержащий трансформатор с первичными и вторичными обмотками и средства для переключения обмоток, согласно изобретению содержит девять одинаковых однофазных трансформаторов по три трансформатора на каждую фазу, выводы первичных и вторичных обмоток которых снабжены перемычками, при этом перемычки первичных и вторичных обмоток выполненными с возможностью переключения между выводами обмоток для обеспечения работы преобразователя в шести режимах: в первом режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 35/0,4 кВ, перемычки соединяют первичные обмотки трех трансформаторов в каждой фазе последовательно и сформированные последовательные цепи соединяют по схеме звезда, а вторичные обмотки в каждой фазе соединяют параллельно и сформированные цепи соединяют по схеме звезда; во втором режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 20/0,4кВ, перемычки соединяют первичные обмотки трех трансформаторов в каждой фазе последовательно и сформированные последовательные цепи соединяют по схеме треугольник, а вторичные обмотки в каждой фазе соединяют параллельно и сформированные цепи соединяют по схеме звезда; в третьем режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 10/0,4 кВ и 20/0,4 кВ, первые трансформаторы фаз образуют первую группу, вторые и третьи трансформаторы фаз образуют вторую группу трансформаторов, перемычки соединяют первичные и вторичные обмотки первой группы по схеме звезда, первичные обмотки в каждой фазе второй группы соединяют последовательно и сформированные последовательные цепи соединяют по схеме звезда, вторичные обмотки в каждой фазе второй группы соединяют параллельно и сформированные цепи соединяют по схеме звезда, а свободные выводы вторичных обмоток соответствующих фаз первой и второй групп соединяю между собой; в четвертом режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 10/0,4кВ и 6/0,4кВ, первые, вторые и третьи трансформаторы фаз образуют первую, вторую и третью группы трансформаторов, соответственно, перемычки соединяют первичные обмотки трансформаторов первой и второй групп по схеме звезда, а первичные обмотки трансформаторов третьей группы по схеме треугольник, вторичные обмотки трансформаторов каждой из групп соединяют по схеме звезда, а свободные выводы вторичных обмоток соответствующих фаз каждой из групп соединяю между собой; в пятом режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 10/0,4 кВ и 20/0,4 кВ, первые трансформаторы фаз образуют первую группу, вторые и третьи трансформаторы фаз образуют вторую группу трансформаторов, перемычки соединяют первичные и вторичные обмотки первой группы по схеме звезда, первичные обмотки в каждой фазе второй группы соединяют последовательно и сформированные последовательные цепи соединяют по схеме звезда, а вторичные обмотки в каждой фазе второй группы соединяют параллельно и сформированные цепи соединяют по схеме звезда; в шестом режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 10/0,4кВ и 6/0,4кВ, первые, вторые и третьи трансформаторы фаз образуют первую, вторую и третью группы трансформаторов, соответственно, перемычки соединяют первичные обмотки трансформаторов первой и второй групп по схеме звезда, а трансформаторов третьей группы по схеме треугольник, а вторичные обмотки трансформаторов каждой из групп соединяют по схеме звезда.

Сущность изобретения поясняется чертежами, где:

на фиг.1 представлена схема расположения однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения;

на фиг.2 - схема соединения обмоток однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения для работы в режиме преобразования среднего первого напряжения 35/0,4 кВ;

на фиг.3 - схема соединения обмоток однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения для работы в режиме преобразования среднего второго напряжения 20/0,4 кВ;

на фиг.4 - схема соединения обмоток однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения для работы в режиме одновременного преобразования среднего второго напряжения 10-20/0,4 кВ;

на фиг.5 - схема соединения обмоток однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения для работы в режиме одновременного преобразования среднего второго напряжения 10-10-6/0,4 кВ;

на фиг.6 - схема соединения обмоток однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения для работы в режиме преобразования напряжений двумя трансформаторами: 10/0,4 кВ, 20/0,4 кВ;

на фиг.7 - схема соединения обмоток однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения для работы в режиме преобразования напряжений тремя трансформаторами: 10/0,4 кВ, 10/0,4 кВ, 6/0,4 кВ.

На фиг. 1 - 6 приняты следующие обозначения:

1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 - однофазный трансформатор;

10 - преобразователь трехфазного напряжения;

11, 12, 13, 14, 15 - трехфазный трансформатор;

1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18 -выводы первичных обмоток однофазных трансформаторов, снабженные перемычками;

2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17, 2.18 - выводы вторичных обмоток однофазных трансформаторов, снабженные перемычками.

Преобразователь трехфазного напряжения 10 построен по модульному принципу и состоит из девяти одинаковых однофазных трансформаторов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.

Устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии однофазные трансформаторы 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 не подключены к сети среднего напряжения, выводы первичных обмоток однофазных трансформаторов 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18 и выводы вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17, 2.18 свободны и не соединены между собой (фиг.1).

Все переключения перемычек могут осуществляться, например, вручную с соблюдением правил технической эксплуатации электроустановок потребителей электрической энергии и электробезопасности персонала.

При соединении перемычками выводов первичных обмоток однофазных трансформаторов 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11, 1.12, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18 и соединении перемычками выводов вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17, 2.18 однофазных трансформаторов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, таким образом, что второй вывод 1.2 первичной обмотки однофазного трансформатора 1 соединен с первым выводом 1.3 первичной обмотки однофазного трансформатора 2, второй вывод 1.4 первичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 1.5 первичной обмотки однофазного трансформатора 3, второй вывод 1.8 первичной обмотки однофазного трансформатора 4 соединен с первым выводом 1.9 первичной обмотки однофазного трансформатора 5, второй вывод 1.10 первичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 1.11 первичной обмотки однофазного трансформатора 6, второй вывод 1.14 первичной обмотки однофазного трансформатора 7 соединен с первым выводом 1.15 первичной обмотки однофазного трансформатора 8, второй вывод 1.16 первичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом 1.17 первичной обмотки однофазного трансформатора 9, вторые выводы 1.6, 1.12, 1.18 первичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6 и 9 соединены между собой, первый вывод 2.1 вторичной обмотки однофазного трансформатора 1 соединен с первым выводом 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2, первый вывод 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 2.5 вторичной обмотки однофазного трансформатора 3, первый вывод 2.7 вторичной обмотки однофазного трансформатора 4 соединен с первым выводом 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5, первый вывод 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 2.11 вторичной обмотки однофазного трансформатора 6, первый вывод 2.13 вторичной обмотки однофазного трансформатора 7 соединен с первым выводом 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8, первый вывод 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом 2.17 вторичной обмотки однофазного трансформатора 9, вторые выводы 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 2.10, 2.12, 2.14, 2.16, 2.18 вторичных обмоток всех девяти однофазных трансформаторов соединены между собой, первые выводы 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4 и 7 остаются свободными от перемычек и используются для подключения к источнику напряжения, вторые выводы 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4 и 7 используются для подключения к источнику напряжения. Преобразователь трехфазного напряжения 10 соединен по схеме преобразования напряжения «звезда-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее первое напряжение 35 кВ с первых выводов 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4 и 7 в низкое напряжение 0,4 кВ с первых выводов 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4 и 7 (фиг.2).

При соединении перемычками выводов первичных обмоток однофазных трансформаторов 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 1.10, 1.11, 1.12, 1.13, 1.14, 1.15, 1.16, 1.17, 1.18 и соединении перемычками выводов вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17, 2.18 однофазных трансформаторов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, таким образом, что второй вывод 1.2 первичной обмотки однофазного трансформатора 1 соединен с первым выводом 1.3 первичной обмотки однофазного трансформатора 2, второй вывод 1.4 первичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 1.5 первичной обмотки однофазного трансформатора 3, второй вывод 1.8 первичной обмотки однофазного трансформатора 4 соединен с первым выводом 1.9 первичной обмотки однофазного трансформатора 5, второй вывод 1.10 первичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 1.11 первичной обмотки однофазного трансформатора 6, второй вывод 1.14 первичной обмотки однофазного трансформатора 7 соединен с первым выводом 1.15 первичной обмотки однофазного трансформатора 8, второй вывод 1.16 первичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом 1.17 первичной обмотки однофазного трансформатора 9, первый вывод 1.1 первичной обмотки однофазного трансформатора 1 соединен со вторым выводом 1.18 первичной обмотки однофазного трансформатора 9, второй вывод 1.6 первичной обмотки однофазного трансформатора 3 соединен с первым выводом 1.7 первичной обмотки однофазного трансформатора 4, второй вывод 1.12 первичной обмотки однофазного трансформатора 6 соединен с первым выводом 1.13 первичной обмотки однофазного трансформатора 7, первый вывод 2.1 вторичной обмотки однофазного трансформатора 1 соединен с первым выводом 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2, первый вывод 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 2.5 вторичной обмотки однофазного трансформатора 3, первый вывод 2.7 вторичной обмотки однофазного трансформатора 4 соединен с первым выводом 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5, первый вывод 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 2.11 вторичной обмотки однофазного трансформатора 6, первый вывод 2.13 вторичной обмотки однофазного трансформатора 7 соединен с первым выводом 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8, первый вывод 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом 2.17 вторичной обмотки однофазного трансформатора 9, вторые выводы 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 2.10, 2.12, 2.14, 2.16, 2.18 вторичных обмоток всех девяти однофазных трансформаторов соединены между собой, первые выводы 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 используются для подключения к источнику напряжения, первые выводы 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 используются для подключения к источнику напряжения. Преобразователь трехфазного напряжения 10 соединен по схеме преобразования напряжения «треугольник-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее второе напряжения 20 кВ с первых выводов 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 в низкое напряжение 0,4 кВ с первых выводов 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 (фиг.3).

При соединении перемычками выводов первичных обмоток однофазных трансформаторов 1.2, 1.4, 1.5, 1.6, 1.8, 1.10, 1.11, 1.12, 1.14, 1.16, 1.17, 1.18 и соединении перемычками выводов вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17, 2.18 однофазных трансформаторов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, таким образом, что вторые выводы 1.2, 1.8, 1.14 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 соединены между собой, второй вывод 1.4 первичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 1.5 первичной обмотки однофазного трансформатора 3, второй вывод 1.10 первичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 1.11 первичной обмотки однофазного трансформатора 6, второй вывод 1.16 первичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом первичной обмотки однофазного трансформатора 9, вторые выводы 1.6, 1.12, 1.18 первичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9 соединены между собой, первый вывод 2.1 вторичной обмотки однофазного трансформатора 1 соединен с первым выводом 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2, первый вывод 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 2.5 вторичной обмотки однофазного трансформатора 3, первый вывод 2.7 вторичной обмотки однофазного трансформатора 4 соединен с первым выводом 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5, первый вывод 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 2.11 вторичной обмотки однофазного трансформатора 6, первый вывод 2.13 вторичной обмотки однофазного трансформатора 7 соединен с первым выводом 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8, первый вывод 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом 2.17 вторичной обмотки однофазного трансформатора 9, вторые выводы 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 2.10, 2.12, 2.14, 2.16, 2.18 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1-9 соединены между собой, первые выводы 1.1, 1.3, 1.7, 1.9, 1.13, 1.15 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 2, 4, 5, 7, 8 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения, первые выводы 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 используются для подключения к источнику напряжения. Преобразователь трехфазного напряжения 10 соединен по схеме преобразования напряжения «звезда, звезда-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее второе напряжения 20 кВ с первых выводов 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7, среднее второе напряжения 10 кВ с первых выводов 1.3, 1.9, 1.15 первичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8 в низкое напряжение 0,4 кВ с первых выводов 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 (фиг.4).

При соединении перемычками выводов первичных обмоток однофазных трансформаторов 1.2, 1.4, 1.5, 1.6, 1.8, 1.10, 1.11, 1.12, 1.14, 1.16, 1.17, 1.18 и соединении перемычками выводов вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.13, 2.14, 2.15, 2.16, 2.17, 2.18 однофазных трансформаторов 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, таким образом, что вторые выводы 1.2, 1.8, 1.14 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 соединены между собой, вторые выводы 1.4, 1.10, 1.16 первичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8 соединены между собой, первый вывод 1.5 первичной обмотки однофазного трансформатора 3 соединен со вторым выводом 1.18 первичной обмотки однофазного трансформатора 9, второй вывод 1.6 первичной обмотки однофазного трансформатора 3 соединен с первым выводом 1.11 первичной обмотки однофазного трансформатора 6, второй вывод 1.12 первичной обмотки однофазного трансформатора 6 соединен с первым выводом 1.17 первичной обмотки однофазного трансформатора 9, первый вывод 2.1 вторичной обмотки однофазного трансформатора 1 соединен с первым выводом 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2, первый вывод 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 2.5 вторичной обмотки однофазного трансформатора 3, первый вывод 2.7 вторичной обмотки однофазного трансформатора 4 соединен с первым выводом 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5, первый вывод 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 2.11 вторичной обмотки однофазного трансформатора 6, первый вывод 2.13 вторичной обмотки однофазного трансформатора 7 соединен с первым выводом 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8, первый вывод 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом 2.17 вторичной обмотки однофазного трансформатора 9, вторые выводы 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 2.10, 2.12, 2.14, 2.16, 2.18 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1-9 соединены между собой, первые выводы 1.1, 1.3, 1.5, 1.7, 1.9, 1.11, 1.13, 1.15, 1.17 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1-9 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения, первые выводы 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 используются для подключения к источнику напряжения. Преобразователь трехфазного напряжения 10 соединен по схеме преобразования напряжения «звезда, звезда, треугольник-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее второе напряжения 10 кВ с первых выводов 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7, среднее второе напряжения 10 кВ с первых выводов 1.3, 1.9, 1.15 первичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8 и среднее второе напряжения 6 кВ с первых выводов первичных обмоток однофазных трансформаторов 1.5, 1.11, 1.17 в низкое напряжение 0,4 кВ с первых выводов 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 (фиг.5).

При соединении перемычками вторых выводов 1.2, 1.8, 1.14 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 и соединении перемычками вторых выводов 2.2, 2.8, 2.14 вторичных обмоток однофазных трансформаторов однофазных 1, 4, 7, таким образом, что вторые выводы 1.2, 1.8, 1.14 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 соединены между собой, вторые выводы 2.2, 2.8, 2.14 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 соединены между собой, первые выводы 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения, первые выводы 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения, и соединении перемычками выводов 1.4, 1.5, 1.6, 1.10, 1.11, 1.12, 1.16, 1.17, 1.18 первичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 3, 5, 6, 8, 9 и соединении перемычками выводов вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2.3, 2.4, 2.5, 2,6, 2.9, 2.10, 2.11, 2.12, 2.15, 2.16, 2.17, 2.18 однофазных трансформаторов 2, 3, 5, 6, 8, 9, таким образом, что вторые выводы 1.6, 1.12, 1.18 первичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9 соединены между собой, второй вывод 1.4 первичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 1.5 первичной обмотки однофазного трансформатора 3, второй вывод 1.10 первичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 1.11 первичной обмотки однофазного трансформатора 6, второй вывод 1.16 первичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом 1.17 первичной обмотки однофазного трансформатора 9, первый вывод 2.3 вторичной обмотки однофазного трансформатора 2 соединен с первым выводом 2.5 вторичной обмотки однофазного трансформатора 3, первый вывод 2.9 вторичной обмотки однофазного трансформатора 5 соединен с первым выводом 2.11 вторичной обмотки однофазного трансформатора 6, первый вывод 2.15 вторичной обмотки однофазного трансформатора 8 соединен с первым выводом 2.17 вторичной обмотки однофазного трансформатора 9, вторые выводы 2.4, 2.6, 2.10, 2.12, 2.16, 2.18 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 3, 5, 6, 8, 9 соединены между собой, первые выводы 1.3, 1.9, 1.15 первичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения, первые выводы 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 используются для подключения к источнику напряжения. Преобразователь трехфазного напряжения 10 представляет собой два трехфазных трансформатора 11 и 12, из которых трехфазный трансформатор 11 соединен по схеме преобразования напряжения «звезда-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее второе напряжения 10 кВ с первых выводов 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7, в низкое напряжение 0,4 кВ с первых выводов 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7, а трехфазный трансформатор 12 - по схеме преобразования напряжения «звезда-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее второе напряжения 20 кВ с первых выводов 1.3, 1.9, 1.15 первичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8, в низкое напряжение 0,4 кВ с первых выводов 2.3, 2.9, 2.15 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8 (фиг.6).

При соединении перемычками между собой выводов однофазных трансформаторов 1, 4, 7, таким образом, что вторые выводы 1.2, 1.8, 1.14 первичных обмоток этих однофазных трансформаторов соединены между собой, вторые выводы 2.2, 2.8, 2.14 вторичных обмоток этих однофазных трансформаторов соединены между собой, первые выводы 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток этих однофазных трансформаторов остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения, первые выводы 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения. А также при соединении перемычками вторых выводов 1.4, 1.10, 1.16 первичных обмоток однофазных трансформаторов и соединении перемычками вторых выводов 2.4, 2.10, 2.16 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8, таким образом, что вторые выводы 1.4, 1.10, 1.16 первичных обмоток этих однофазных трансформаторов соединены между собой, вторые выводы 2.4, 2.10, 2.16 вторичных обмоток этих однофазных трансформаторов соединены между собой, первые выводы 1.3, 1.9, 1.15 первичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения, первые выводы 2.3, 2.9, 2.15 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения. А также при соединении перемычками выводов 1.5, 1.6, 1.11, 1.12, 1.17, 1.18 первичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9 и соединении перемычками вторых выводов 2.6, 2.12, 2.18 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9, таким образом, что первый вывод 1.5 первичной обмотки однофазного трансформатора 3 соединен с вторым выводом 1.18 первичной обмотки однофазного трансформатора 9, второй вывод 1.6 первичной обмотки однофазного трансформатора 3 соединен с первым выводом 1.11 первичной обмотки однофазного трансформатора 6, второй вывод 1.12 первичной обмотки однофазного трансформатора 6 соединен с первым выводом 1.17 первичной обмотки однофазного трансформатора 9, вторые выводы 2.6, 2.12, 2.18 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9 соединены между собой, первые выводы 1.5, 1.11, 1.17 первичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9 используются для подключения к источнику напряжения, первые выводы 2.5, 2.11, 2.17 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9 остаются свободными и используются для подключения к источнику напряжения. Преобразователь трехфазного напряжения 10 представляет собой три трехфазных трансформатора 13, 14, 15, из которых трехфазный трансформатор 13 соединен по схеме преобразования напряжения «звезда-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее второе напряжения 10 кВ с первых выводов 1.1, 1.7, 1.13 первичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7 в низкое напряжение 0,4 кВ, с первых выводов 2.1, 2.7, 2.13 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 1, 4, 7; трехфазный трансформатор 14 - по схеме преобразования напряжения «звезда-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее второе напряжения 10 кВ с первых выводов 1.3, 1.9, 1.15 первичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8, в низкое напряжение 0,4 кВ с первых выводов 2.3, 2.9, 2.15 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 2, 5, 8; и трехфазный трансформатор 15 - по схеме преобразования напряжения «треугольник-звезда», которая позволяет преобразовывать среднее второе напряжения 6 кВ с первых выводов 1.5, 1.11, 1.17 первичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9, в низкое напряжение 0,4 кВ с первых выводов 2.5, 2.11, 2.17 вторичных обмоток однофазных трансформаторов 3, 6, 9 (фиг.7).

Все 20 возможных комбинаций режимов работы преобразователя трехфазного напряжения представлены в табл.1.

Преобразователь трехфазного напряжения характеризуется тем, что в него дополнительно введены девять одинаковых однофазных трансформаторов, выводы первичных обмоток и выводы вторичных обмоток которых соединяются перемычками по схеме соединения обмоток однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения для работы в различных режимах преобразования напряжения, что позволяет упростить эксплуатацию и снизить ее стоимость путем применения однофазных трансформаторов в виде взаимозаменяемых блоков.

Выводы первичных обмоток однофазных трансформаторов преобразователя трехфазного напряжения в зависимости от необходимого уровня преобразуемого напряжения соединяются перемычками, что позволяет обеспечить функциональность работы преобразователя трехфазного напряжения при среднем первом (35 кВ) или среднем втором (6 кВ, 10 кВ, 20 кВ) входных напряжениях. А также путем комбинирования соединений выводов первичных обмоток однофазных трансформаторов можно разделять преобразователь трехфазного напряжения на 2 или 3 трехфазных трансформатора.

Устройство может быть выполнено на современной элементной базе промышленного изготовления и найдет широкое применение в системах электроснабжения при временных подключениях к линиям среднего класса напряжения.

Использование изобретения позволяет расширить функциональные возможности преобразователя трехфазного напряжения и упростить его конструкцию.

Claims (1)

1. Преобразователь трехфазного напряжения, содержащий трансформатор с первичными и вторичными обмотками и средства для переключения обмоток, отличающийся тем, что содержит девять одинаковых однофазных трансформаторов по три трансформатора на каждую фазу, выводы первичных и вторичных обмоток которых снабжены перемычками, при этом перемычки первичных и вторичных обмоток выполнены с возможностью переключения между выводами обмоток для обеспечения работы преобразователя в шести режимах: в первом режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 35/0,4 кВ, перемычки соединяют первичные обмотки трех трансформаторов в каждой фазе последовательно и сформированные последовательные цепи соединяют по схеме звезда, а вторичные обмотки в каждой фазе соединяют параллельно и сформированные цепи соединяют по схеме звезда; во втором режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 20/0,4 кВ, перемычки соединяют первичные обмотки трех трансформаторов в каждой фазе последовательно и сформированные последовательные цепи соединяют по схеме треугольник, а вторичные обмотки в каждой фазе соединяют параллельно и сформированные цепи соединяют по схеме звезда; в третьем режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 10/0,4 кВ и 20/0,4 кВ, первые трансформаторы фаз образуют первую группу, вторые и третьи трансформаторы фаз образуют вторую группу трансформаторов, перемычки соединяют первичные и вторичные обмотки первой группы по схеме звезда, первичные обмотки в каждой фазе второй группы соединяют последовательно и сформированные последовательные цепи соединяют по схеме звезда, вторичные обмотки в каждой фазе второй группы соединяют параллельно и сформированные цепи соединяют по схеме звезда, а свободные выводы вторичных обмоток соответствующих фаз первой и второй групп соединяют между собой; в четвертом режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ, первые, вторые и третьи трансформаторы фаз образуют первую, вторую и третью группы трансформаторов, соответственно, перемычки соединяют первичные обмотки трансформаторов первой и второй групп по схеме звезда, а первичные обмотки трансформаторов третьей группы по схеме треугольник, вторичные обмотки трансформаторов каждой из групп соединяют по схеме звезда, а свободные выводы вторичных обмоток соответствующих фаз каждой из групп соединяют между собой; в пятом режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 10/0,4 кВ и 20/0,4 кВ, первые трансформаторы фаз образуют первую группу, вторые и третьи трансформаторы фаз образуют вторую группу трансформаторов, перемычки соединяют первичные и вторичные обмотки первой группы по схеме звезда, первичные обмотки в каждой фазе второй группы соединяют последовательно и сформированные последовательные цепи соединяют по схеме звезда, а вторичные обмотки в каждой фазе второй группы соединяют параллельно и сформированные цепи соединяют по схеме звезда; в шестом режиме, предназначенном для преобразования среднего напряжения 10/0,4 кВ и 6/0,4 кВ, первые, вторые и третьи трансформаторы фаз образуют первую, вторую и третью группы трансформаторов, соответственно, перемычки соединяют первичные обмотки трансформаторов первой и второй групп по схеме звезда, а трансформаторов третьей группы по схеме треугольник, а вторичные обмотки трансформаторов каждой из групп соединяют по схеме звезда.

Images