RU88863U1

RU88863U1 - VOLTAGE CONTROL UNIT UNDER LOAD

Info

Publication number: RU88863U1
Application number: RU2009123853/22U
Authority: RU
Inventors: Александр Иванович Чивенков; Андрей Викторович Нажимов
Priority date: 2009-06-22
Filing date: 2009-06-22
Publication date: 2009-11-20

Abstract

Устройство регулирования напряжения под нагрузкой, содержащее две трехфазные вентильные группы с взаимно противоположными направлениями электропроводности, соединенные с расщепленными первичными обмотками трехфазного трансформатора понизительной подстанции, соединенными по схеме "звезда", нейтрали которых соединены между собой, отличающееся тем, что каждая трехфазная вентильная группа выполнена на шести управляемых вентилях, представляющих из себя ключи однонаправленного тока, которые попарно одними одноименными концами соединены друг с другом и с соответствующей фазой питающей сети, а другими концами подключены к отводам высшей и низшей ступени регулирования соответствующей фазы расщепленной первичной обмотки трансформатора.A voltage control device under load, containing two three-phase valve groups with mutually opposite directions of electrical conductivity, connected to split primary windings of a three-phase transformer of a step-down substation, connected according to a star circuit, the neutrals of which are interconnected, characterized in that each three-phase valve group is made on six controlled gates, which are unidirectional current keys, which are paired with the same ends of the same connection They are connected with each other and with the corresponding phase of the supply network, and the other ends are connected to the taps of the higher and lower stages of regulation of the corresponding phase of the split primary transformer winding.

Description

Решение относится к области передачи и распределения электрической энергии и может быть использовано для регулирования под нагрузкой напряжения силовых и преобразовательных трансформаторов.The solution relates to the field of transmission and distribution of electrical energy and can be used to regulate under load the voltage of power and converter transformers.

Известно устройство регулирования напряжения под нагрузкой преобразовательных трансформаторов, содержащее коммутаторы переменного тока, выполненные на управляемых вентилях, высшей и низшей ступени регулирования, одними концами подключенные к отводам первичной обмотки трансформатора, а другими к крайним отводам токоограничивающего реактора, средний вывод которого соединен с сетью [1].A device for regulating the voltage under load of converter transformers, comprising AC switches made on controlled valves of the highest and lowest stages of regulation, connected at one end to the taps of the primary winding of the transformer, and the other to the extreme taps of the current-limiting reactor, the middle terminal of which is connected to the network [1 ].

Недостатком известного устройства является наличие контура короткого замыкания регулировочной ступени при переключении отводов трансформатора ключами переменного тока и, как следствие, необходимость установки реактора для обеспечения ограничения величины коммутационных токов.A disadvantage of the known device is the presence of a short circuit of the control stage when switching the transformer taps with alternating current switches and, as a result, the need to install a reactor to limit the amount of switching currents.

Наиболее близким к изобретению по технической сути является устройство системы передачи электрической энергии трехфазного напряжения на переменном токе, содержащее две трехфазные вентильные группы с взаимно противоположными направлениями электропроводности, соединенные двумя трехфазными кабелями с расщепленными первичными обмотками трансформатора понизительной подстанции, соединенными по схеме "звезда", нейтрали которых соединены между собой [2].Closest to the invention in technical essence is a device for transmitting electrical energy of a three-phase voltage for alternating current, containing two three-phase valve groups with mutually opposite directions of electrical conductivity, connected by two three-phase cables with split primary windings of the transformer of the step-down substation, connected by a star, neutral which are interconnected [2].

Данное устройство системы передачи электрической энергии трехфазного напряжения позволяет снизить величины токов короткого замыкания и понизить требования к коммутационным устройствам.This device of the three-phase voltage electric energy transmission system allows to reduce the values of short-circuit currents and lower the requirements for switching devices.

Недостатком известного устройства является невозможность осуществления регулирования переменного напряжения с использованием неуправляемых вентилей и необходимость применения механических устройств регулирования под нагрузкой напряжения силовых и преобразовательных трансформаторов.A disadvantage of the known device is the inability to control AC voltage using uncontrolled valves and the need for mechanical control devices under load voltage of power and converter transformers.

Недостатки устройства устраняются предлагаемым решением.The disadvantages of the device are eliminated by the proposed solution.

Решаемая задача - совершенствование системы передачи электрической энергии и расширение ее функциональных возможностей.The problem to be solved is the improvement of the electric energy transmission system and the expansion of its functional capabilities.

Технический результат - обеспечение регулирования напряжения под нагрузкой переключением отводов высшей и низшей ступеней регулирования первичных обмоток силовых и преобразовательных трансформаторов без коммутационных экстратоков.The technical result is the provision of voltage regulation under load by switching the taps of the higher and lower stages of regulation of the primary windings of power and converter transformers without switching extracurrents.

Этот технический результат достигается тем, что в устройстве регулирования напряжения под нагрузкой, содержащем две трехфазные вентильные группы с взаимно противоположными направлениями электропроводности, соединенные с расщепленными первичными обмотками трехфазного трансформатора понизительной подстанции, соединенными по схеме "звезда", нейтрали которых соединены между собой, каждая трехфазная вентильная группа выполнена на шести управляемых вентилях, представляющих из себя ключи однонаправленного тока, которые попарно одними одноименными концами соединены друг с другом и с соответствующей фазой питающей сети, а другими концами подключены к отводам высшей и низшей ступени регулирования соответствующей фазы расщепленной первичной обмотки трансформатора.This technical result is achieved by the fact that in the voltage control device under load, containing two three-phase valve groups with mutually opposite directions of electrical conductivity, connected to the split primary windings of a three-phase step-down substation transformer, connected according to the "star" circuit, the neutrals of which are interconnected, each three-phase the valve group is made up of six controlled valves, which are keys of unidirectional current, which are pairwise the same about the bottom ends are connected to each other and to the corresponding phase of the supply network, and the other ends are connected to the taps of the higher and lower stages of regulation of the corresponding phase of the split primary transformer winding.

В отличие от аналогов с ключами переменного тока при переключении управляемых вентилей регулировочной ступени ключами с однонаправленными токами не возникает контура токов короткого замыкания ступени регулирования между отводами повышенного и пониженного напряжения, так как любое направление контурного тока является встречным по отношению к направлению электропроводности одного из управляемых вентилей отвода повышенного или пониженного напряжения ступени регулирования, а по отношению к прототипу при переключении ключами однонаправленного тока отводов высшей и низшей ступеней регулирования расщепленной первичной обмотки трансформаторов осуществляется регулирование величины напряжения вторичных обмоток.Unlike analogs with alternating current switches, when switching controlled valves of an adjustment stage with switches with unidirectional currents, there is no circuit of short-circuit currents of the regulation stage between the high and low voltage taps, since any direction of the loop current is opposite with respect to the direction of electrical conductivity of one of the controlled valves removal of high or low voltage of the control stage, and with respect to the prototype when switching keys one-way equal to the current of the taps of the higher and lower stages of regulation of the split primary winding of transformers, the voltage of the secondary windings is regulated.

Предлагаемое устройство регулирования напряжения под нагрузкой с ключами однонаправленного тока приведено на чертеже.The proposed voltage control device under load with unidirectional current keys is shown in the drawing.

Оно содержит: вентильную группу I, включающую в себя шесть управляемых вентилей VS1, VS2, VS3, VS4, VS5, VS6 одного направления электропроводности; вентильную группу II, включающую в себя шесть управляемых вентилей VS7, VS8, VS9, VS10, VS11, VS12 противоположного направления электропроводности; представляющих собой ключи однонаправленного тока, трехфазный понижающий трансформатор III с расщепленными обмотками W1-W6 понизительной подстанции, имеющими отводы высшей и низшей ступеней регулирования, при этом обмотки W1, W2, W3 соединены по схеме "звезда", подключаемой к питающей сети отводами высшей и низшей ступеней регулирования посредством управляемых вентилей вентильной группы I, обмотки W4, W5, W6 соединены по схеме "звезда", подключаемой к питающей сети отводами высшей и низшей ступеней регулирования посредством управляемых вентилей вентильной группы II, причем нейтрали обеих схем обмоток соединены между собой.It contains: valve group I, which includes six controlled valves VS1, VS2, VS3, VS4, VS5, VS6 of one direction of electrical conductivity; valve group II, which includes six controlled valves VS7, VS8, VS9, VS10, VS11, VS12 in the opposite direction of electrical conductivity; consisting of unidirectional current keys, a three-phase step-down transformer III with split windings W1-W6 of the step-down substation, having taps of the highest and lower levels of regulation, while the windings W1, W2, W3 are connected according to the star pattern, connected to the mains by taps of the highest and lower stages of regulation by means of controlled valves of valve group I, windings W4, W5, W6 are connected according to a star circuit connected to the mains by taps of the higher and lower stages of regulation by means of controlled valves in ventilny group II, and the neutrals of both schemes of the windings are interconnected.

Устройство регулирования напряжения под нагрузкой с ключами однонаправленного тока работает следующим образом.The voltage regulation device under load with unidirectional current keys operates as follows.

При подаче импульсов управления на управляемые вентили VS1, VS3, VD5, VS7, VS9, VS11 отводов пониженного напряжения первичные расщепленные обмотки трансформатора имеют максимальное число витков, подключенных к питающей сети и, как следствие, пониженное напряжение на вторичных обмотках трансформатора III. При необходимости повышения напряжения импульсы управления снимаются с управляемых вентилей VS1, VS3, VS5, VS7, VS9, VS11 и подаются на управляемые вентили VS2, VS4, VS6, VS8, VS10, VS12 отводов повышенного напряжения. В этом случае к питающей сети подключено меньшее число витков первичных расщепленных обмоток трансформатора III, коэффициент трансформации изменяется, напряжение вторичных обмоток увеличивается.When applying control pulses to controlled valves VS1, VS3, VD5, VS7, VS9, VS11 of low voltage taps, the primary split windings of the transformer have a maximum number of turns connected to the supply network and, as a result, low voltage on the secondary windings of the transformer III. If it is necessary to increase the voltage, the control pulses are removed from the controlled valves VS1, VS3, VS5, VS7, VS9, VS11 and fed to the controlled valves VS2, VS4, VS6, VS8, VS10, VS12 of the high voltage taps. In this case, a smaller number of turns of the primary split windings of the transformer III are connected to the supply network, the transformation coefficient changes, the voltage of the secondary windings increases.

При ступенчатом регулировании напряжения вторичных обмоток трансформатора III в начале полупериода прямого приложения напряжения пара управляемых вентилей обесточенной части расщепленной обмотки находится в закрытом состоянии (например VS1, VS2) и при выполнении двух условий: подаче импульсов управления на один из управляемых вентилей (например VS2); переходе тока через ноль управляемого вентиля второй ветви расщепленной обмотки, находящейся под током той же фазы (например VS7), VS7 запирается, a VS2 отпирается, обеспечивая повышение напряжения вторичной обмотки данной фазы. Аналогичным образом происходит переход в другой полупериод, когда запирается VS1, отпирается VS8. Понижение напряжения производится сменой направления переключения управляемых вентилей в каждой паре. Коммутация управляемых вентилей осуществляется естественным путем при нулевом значении тока и, соответственно, без токовых перегрузок.When stepwise regulating the voltage of the secondary windings of transformer III at the beginning of the half-period of direct voltage application, the pair of controlled valves of the deenergized part of the split winding is in the closed state (for example, VS1, VS2) and when two conditions are fulfilled: supply of control pulses to one of the controlled valves (for example VS2); as the current passes through zero of the controlled valve of the second branch of the split winding, which is under the current of the same phase (for example, VS7), VS7 is locked, and VS2 is unlocked, providing an increase in the voltage of the secondary winding of this phase. Similarly, a transition to another half-cycle occurs, when VS1 is locked, VS8 is unlocked. The voltage is reduced by changing the direction of switching of the controlled valves in each pair. Switching of controlled valves is carried out naturally at zero current value and, accordingly, without current overloads.

Сравнение заявленного изобретения с прототипом позволило установить, что оно отличается от последнего составом вентильных групп, наличием новых функций управления вентилями, возможностью регулирования величины напряжения трансформатора и, следовательно, соответствует критерию "новизна".A comparison of the claimed invention with the prototype made it possible to establish that it differs from the latter in the composition of the valve groups, the presence of new valve control functions, the ability to control the voltage of the transformer and, therefore, meets the criterion of "novelty".

Сравнение заявленного изобретения с другими известными решениями в данной области техники показало, что идентичные признаки, отличающие заявленное изобретение от прототипа, обеспечивают получение нового технического результата, и поэтому оно соответствует критерию "изобретательский уровень".Comparison of the claimed invention with other known solutions in the art showed that identical features that distinguish the claimed invention from the prototype, provide a new technical result, and therefore it meets the criterion of "inventive step".

Применение заявленного изобретения в энергетике при организации регулирования величины напряжения без коммутационных токовых перегрузок обеспечивает его соответствие критерию "промышленная применимость".The use of the claimed invention in the energy sector when organizing the regulation of the magnitude of the voltage without switching current overloads ensures its compliance with the criterion of "industrial applicability".

Claims

A voltage control device under load, containing two three-phase valve groups with mutually opposite directions of electrical conductivity, connected to split primary windings of a three-phase transformer of a step-down substation, connected according to a star circuit, the neutrals of which are interconnected, characterized in that each three-phase valve group is made on six controlled gates, which are unidirectional current keys, which are paired with the same ends of the same connection They are connected with each other and with the corresponding phase of the supply network, and the other ends are connected to the taps of the higher and lower stages of regulation of the corresponding phase of the split primary transformer winding.