SU1065835A1

SU1065835A1 - Device for control of three-phase voltage

Info

Publication number: SU1065835A1
Application number: SU823506823A
Authority: SU
Inventors: Иван Михайлович Туманов; Сергей Владимирович Симанов; Василий Тарасович Баринов; Андрей Васильевич Голубев; Владимир Васильевич Поскребышев
Original assignee: Горьковский политехнический институт им.А.А.Жданова; Предприятие П/Я В-8201
Priority date: 1982-11-01
Filing date: 1982-11-01
Publication date: 1984-01-07

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее силовой трансформатор, одни выводы первичных обмоток которого соединены с входными выводами, а другие их выводы соединены между собой через включенные в треугольник вторичные обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого через тиристорны ключи первой группы соединены по схеме реверсивного треугольника, вершины которого через соответствующие тиристорные ключи второй группы соединены с одним из выводов двух смежных вторичных обмоток силового трансформатора соответственно, отличающеес тем, что, с целью повышени точности регулировани , введено две пары тиристорных ключей,кажда фазна первична обмотка вольтодобавочного трансформатора выполнена со средней точкой и имеет дополнительный отвод от одной трети ее витков , причем средн точка каждой фазной первичной обмотки через соответствующую пару тиристорных ключей первой группы соединена с одноименными выводами двух других фазных первич (Л ных обмоток вольтодобавочного трансформатора , а свободные одноименные выводы и отводы от одной трети всех первичных обмоток через соответствукадую пару введенных тиристорных ключей соединены между собой в первую и рторую звезду соответственно.DEVICE FOR REGULATION PHASE VOLTAGE comprising a power transformer, which are connected to input terminals of some terminals of the primary windings and their other terminals are interconnected via a delta secondary winding three-phase booster transformer, the primary windings of which through thyristor keys of the first group are connected according to the scheme reverse triangle whose vertices are connected to one of the two adjacent secondary terminals via the corresponding thyristor keys of the second group The power transformer coils, respectively, are characterized in that, in order to improve the control accuracy, two pairs of thyristor switches are inserted, each phase primary winding of the booster transformer is made with a midpoint and has an additional tap from one third of its turns, and the midpoint of each phase primary coil the corresponding pair of thyristor switches of the first group is connected to the same terminals of the other two phase primary (L windings of the booster transformer, and free the same-named outputs and taps from one-third of all primary windings through a corresponding pair of inserted thyristor switches are connected to each other in the first and second stars, respectively.

Description

Изобретение относитс к электротехнике , в частности преобразовател ной технике, и может быть использовано , например, длй регулировани напр жени силовых трансформаторов под нагрузкой. Известно устройство дл регу71иро вани трехфазного напр жени , содер жащее силовой трансформатор, одни выводы первичных обмоток которого соединены с входными выводами, а др гие соединены между собой через вкл ченные по схеме треугольника вторич ные обмотки однофазных вольтодобаво ных трансформаторов, первичные обмо ки которых через соответствующие тиристорные ключи первой и второй группы св заны пофазно с .вторичными обмотками силового трансформатора (i Недостатками известного устройст ва вл ютс большое количество тиристорных ключей и повышенный расхо активных материалов на изготовление вольтодобавочных трансформаторов пр заданном диапазоне регулировани . Известно устройство дл регулировани т.рехфазного- напр жени ,содержащее силовой трансформатор,первична обмотка которого имеет регулировочные отводы, соеди-ненные с тиристорными ключами 2J , Недостаток устройства - низка надежность устройства в св зи с тем, что тиристорные ключи наход тс под высоким потенциалом первично обмотки силового трансформатора и в силу этого существенно усложнена система импульсного управлени и защита тиристорных ключей, количество которых также значительно больше при заданном диапазоне регулировани напр жени . Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл регулировани трехфаз ного напр жени , содержащее силовой трансформатор,одни выводы первичных обмоток которого соединены с входными выводами, а другие их выводы соединены между собой через включенные в треугольник вторичные -обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора , первичные обмотки которого через тиристорные ключи первой группы соединены по схеме реверсивного треугольника, вершины которого через соответствующие тиристорные ключи второй группы соединены с одним из выводов двух смежных вторичны обмоток силового трансформатора з . Недостатком известного устройс Гва вл етс невысока точность рагулировани напр жени из-за сравнительно малого количества дискретных уровней выходного напр жени . Цель изобретени - повьиёние точности регулировани , Поставленна цель достигаетс тем, что в устройстве дл регулировани трехфазного напр жени , содержащем силовой трансформатор, одни выводы первичных обмоток которого соединены с входными выводами, а другие их выводы соединены между собой через включенные в треугольник вторичные обмотки трехфазного вольтодобавочного трансформатора, первичные обмотки которого через тиристорные ключи первой группы соединены по схеме реверсивного треугольника, , вершины которого через соответствующие тиристорные ключи второй группы соединены с одним из выводов двух смежных вторичных обмоток силового трансформатора соответственно , введено две пары тиристорных ключей, кажда фазна первична обмотка вольтодобавочного трансформатора выполнена со средней точкой и имеет дополнительный отвод от одной трети ее витков, причем средн точка каждой фазной первичной обмотки через соответствующую пару тиристорных ключей первой группы соединена с одноп : именными выводами двух других фазных первичных обмоток вольтодобавочного трансформатора, а свободные одноименные выводы и отноды от одной трети всех первичных обмоток через соответствующую пару дополнительно введенных тиристорных ключей соединены между собой в первую и вторую звезду соответственно . На чертеже приведена схема устройства дл регулировани трехфазного напр жени . Устройство содержит силовой трансформатор 1 с вторичными 2 и первичными 3 фазными обмотками, вольтодобавочный трансформатор 4 с вторичн1лми 5 и первичными б фазными обмотками, при этом кажда фазна первична обмотка б трансформатора 4 имеет отвод 7 от одной трети ее витков и выполнена со средней точкой (отводом) 8, тиристорные ключи первой группы 9-18 и тиристорные ключи второй группы 19-24, входные А, В, С (выводы дл подключени питающей сети) и выходные а,Ь, с выводы (выводы дл подключени нагрузки ) . Устройство работает следующим образом . При подключении питающей сети к вывода1Л А, В и С на фазы первичной обмотки б вольтодобавочного трансформатора 4 через тиристорные ключи 19-24 второй группы,и тиристорные ключи 9-18 первой группы поступает напр жение, фаза которого зависит от тоЕО какие тиристорные ключи включены в первой и второй группе. Одновременно с этим тиристорные ключи 9-18 первой группы позвол ют мен ть коэффициент трансформации трансформатора 4 путем коммутации двух дополнительных отводов 7 и 8 первичной обмотки его. В зависимости от этого измен емое по величине и фазе напр жение на вторичной обмотке 5 вольтодобавочного трансфор .матора 4 геометрически суммируетс (или вычитаетс ) с напр жением соответствующей фазы первичной обмотки 3 силового трансформатора. 1. При этом на выводах а, Ъ и с дл подклю чени трехфазной нагрузки величина напр жени определ етс в зависимости от возможных режимов работы вольтодобавочного трансформатора. При выбранном количестве тиристорных ключей в первой группе равном 10, а во второй группе равном 6 возможны дев ть следующих стационарных режимов работы: режим Закоротка, когда с помощью тиристорных ключей 1214 и 17-18 первой группы фазы первичной обмотки 6 вольтодобавочного трансформатора. 4 закорочены и напр жение на выводах а,Ь и с определ еТс коэффициентом трансформации силового трансформатора 1, режим Вольтоотбавка-1, когда при .неизменном напр жении питающей сети включены тиристорные ключи 17-18 пер вой группы и тиристорные ключи 19-21 второй группы, при этом векторы фазных напр жений первичной обмотки.3 силового трансформатора 1 уменьшены на 1/4Ч вектора максимально возможного напр жени вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4 / режим Вольтоо.тбавка-2 , когда при неизменном напр жениипитающей сети включены тиристорные ключи 12-14 первой группы и тиристорные ключи 19-21 второй группы, при этом |векторы фазных напр жений первичной обмотки 3 силового.трансформатора 1 уменьшены на 3/2 4 вектора максимально возможного напр жени вторичной обмотки 5 вольтодобавоч- ного трансформатора 4, режим .Вольтоотбавка-3 , когда включены 15-16 и 19-21 тиристорные ключи соответственно первой и второй групп, вект.о ры фазных напр жений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 уменьшены на 3/4 fT вектора максимальйо возможного напр жени вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4, режим Вольтоотбавка-4, ког да включены 9-11 и 19-21 тиристорные ключи соответственно первой и второй групп, векторы фазных напр жений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 уменьшены на 1/лГз вектора максимально возможного напр жени вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4, режим Вольтодобавка-i , когда включены 17-18 и 22-24 тиристорные ключи соответственThe invention relates to electrical engineering, in particular to a converter technique, and can be used, for example, to control the voltage of a power transformer under load. It is known a device for regulating a three-phase voltage, containing a power transformer, one terminals of the primary windings of which are connected to the input terminals, and others are interconnected through the secondary windings of the single-phase volt-added transformers, the primary windings of which through the corresponding windings the thyristor keys of the first and second groups are connected phase by phase with the secondary windings of a power transformer (i The disadvantages of the known device are a large number of thyristor cells whose increased cost of active materials to manufacture booster transformers in a given control range. A device for regulating three-phase-voltage, containing a power transformer, whose primary winding has control leads connected to thyristor switches 2J, is known. The disadvantage of the device is low reliability devices in connection with the fact that the thyristor switches are under high potential of the primary winding of the power transformer and, because of this, the impedance system is significantly complicated pulse control and protection of thyristor switches, the number of which is also significantly greater at a given voltage control range. Closest to the proposed technical entity is a device for regulating a three-phase voltage, containing a power transformer, some of the primary windings of which are connected to the input terminals, and their other terminals are connected to each other through a secondary three-phase winding additional transformer, primary the windings of which through the thyristor keys of the first group are connected according to the reverse triangle scheme, the vertices of which are connected via the corresponding thyristor keys w cluster group are connected to one of terminals of two adjacent secondary windings of the power transformer. A disadvantage of the known device Gua is the low accuracy of voltage regulation due to the relatively small number of discrete levels of output voltage. The purpose of the invention is to adjust the control accuracy. The goal is achieved in a device for controlling a three-phase voltage containing a power transformer, some of the primary windings of which are connected to the input terminals, and their other terminals are connected to each other through the secondary windings of the three-phase booster transformer, the primary windings of which through the thyristor keys of the first group are connected according to the reverse triangle, whose vertices through The second thyristor keys of the second group are connected to one of the terminals of two adjacent secondary windings of a power transformer, respectively, two pairs of thyristor switches are inserted, each phase primary winding of the booster transformer is made with a midpoint and has an additional branch from one third of its turns winding through the corresponding pair of thyristor switches of the first group is connected to one: the inscribed pins of the other two phase primary windings of the booster trans Shaper, and the availability of the same name and conclusions otnody one third of all the primary windings via a corresponding pair of keys additionally introduced thyristor interconnected first and second star respectively. The drawing shows a diagram of a device for regulating a three-phase voltage. The device contains a power transformer 1 with secondary 2 and primary 3 phase windings, a booster transformer 4 with secondary 5 and primary b phase windings, and each phase primary winding b of transformer 4 has a tap 7 from one third of its turns and is made with a midpoint (tap ) 8, the thyristor keys of the first group 9-18 and the thyristor keys of the second group 19-24, input A, B, C (terminals for connecting the mains supply) and output a, b, with the terminals (terminals for connecting the load). The device works as follows. When the mains is connected to output 1L A, B and C, the phases of the primary winding b of booster transformer 4 through the thyristor switches 19–24 of the second group, and the thyristor keys 9–18 of the first group receive a voltage, the phase of which depends on what thyristor switches are included in first and second group. At the same time, the thyristor switches 9-18 of the first group allow changing the transformation ratio of the transformer 4 by switching two additional taps 7 and 8 of its primary winding. Depending on this, the variable in magnitude and phase voltage on the secondary winding 5 of the booster transformer 4 is geometrically summed (or subtracted) with the voltage of the corresponding phase of the primary winding 3 of the power transformer. 1. At the same time, at the terminals a, b and c for the connection of a three-phase load, the magnitude of the voltage is determined depending on the possible operating modes of the booster transformer. With the selected number of thyristor switches in the first group equal to 10, and in the second group equal to 6, the following nine stationary modes of operation are possible: Short circuit mode, when using the thyristor switches 1214 and 17-18 of the first group of the primary winding phase 6 of the booster transformer. 4 are short-circuited and the voltage at the terminals a, b and c is determined by the transformation ratio of the power transformer 1, the Voltootvavka-1 mode, when at a constant supply voltage the thyristor switches 17–18 of the first group and the thyristor keys 19–21 of the second group are turned on. , the vectors of the phase voltages of the primary winding.3 of the power transformer 1 are reduced by 1 / 4H the vector of the maximum possible voltage of the secondary winding 5 of the booster transformer 4 / Volt mode. 2, when at a constant power supply voltage These are the thyristor keys 12–14 of the first group and the thyristor keys 19–21 of the second group, while the | vectors of the phase voltages of the primary winding 3 of the power transformer 1 are reduced by 3/2 4 vectors of the maximum possible voltage of the secondary winding 5 of the booster transformer 4 , mode. Volt-3, when 15-16 and 19-21 are turned on the thyristor keys of the first and second groups, respectively, the vectors of the phase voltages of the primary winding 3 of the power transformer 1 are reduced by 3/4 fT of the vector of the maximum possible secondary winding voltage 5 voltodo Bayern transformer 4, Voltootvavka-4 mode, when 9–11 and 19–21 thyristor switches of the first and second groups are included, the phase voltage vectors of the primary winding 3 of the power transformer 1 are reduced by 1 / lGz of the maximum possible voltage of the secondary winding 5 booster transformer 4, Voltage booster-i mode, when 17-18 and 22-24 turn on the thyristor keys, respectively

но первой и второй групп, векторы фазных напр жений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 увеличены на 1/4 ЧТ вектора максимально возможного напр жени вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4; режим Вольтодобавка-3, когда включены 15-16 и 22-24 тиристорны ключи соответственно первой и второ групп, векторы фазных напр жений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 увеличены на 3/443 вектора максимально розможного напр жени вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4; режим Вольтодобавка-4 , когда включены 12-14 и 2224 тиристорные ключи соответственно первой и второй групп, векторы фазных напр жений первичной обмотки 3 силового трансформатора 1 увеличены на вектора максимально возможного напр ж-ени вторичной обмотки 5 вольтодобавочного трансформатора 4.but of the first and second groups, the vectors of the phase voltages of the primary winding 3 of the power transformer 1 are increased by 1/4 THU of the vector of the maximum possible voltage of the secondary winding 5 of the booster transformer 4; Voltage Supplement-3 mode, when 15–16 and 22–24 thyristor keys of the first and second groups are included, the phase voltage vectors of the primary winding 3 of the power transformer 1 are increased by 3/443 of the maximum peak voltage of the secondary winding 5 of the booster transformer 4; Voltage Supplement-4 mode, when 12-14 and 2224 thyristor switches of the first and second groups are included, the vectors of the phase voltages of the primary winding 3 of the power transformer 1 are increased by the maximum possible voltage of the secondary booster of the booster transformer 4.

Таким образом, использу не только геометрическое сложение и вычитание векторов напр жений различных фаз первгчной обмотки силового трансформатора с векторами соответствующих фаз вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, а также измен вектора напр жений вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора по величине, можно регулировать выходное напр жение на выводах а,Ъ и с в том же диапазоне, но с большей в два раза точностью при незначительном увеличении количества тиристорных ключей по сравнению с прототипом.Thus, using not only the geometric addition and subtraction of the voltage vectors of the various phases of the primary winding of a power transformer with the vectors of the corresponding phases of the secondary winding of a booster transformer, as well as changing the voltage vector of the secondary winding of a booster transformer in size, you can adjust the output voltage at the terminals a, B and c in the same range, but with more than twice the accuracy with a slight increase in the number of thyristor keys compared to the prototype.

.. Рассмотрим процесс регулировани выходного напр жени путем перевода вольтодобавочного трансформатора из одного режима работы в другой. Пусть в исходном состо нии вольтодобавочны трансформатор находилс в режиме работы Вольтоотбавка-1 и были включены тиристорные ключи 17-18 и 19-21. Первична обмотка вольтодобавочного трансформатора соединена по схеме.. Consider the process of regulating the output voltage by transferring booster transformer from one operation mode to another. Suppose that in the initial state of the voltage-add-on transformer was in the operation mode Voltootvavka-1 and the thyristor switches 17-18 and 19-21 were included. The primary winding of booster transformer is connected according to the scheme

.звезда с наибольшим количеством витков в каждой фазе обмотки. Например, дл уменьшени напр жени на выводах а, Ь и с на одну ступень регулировани осуществл етс перевод вольтодобавочного трансформатора в режиме работы Вольтоотбавка-2. Дл этого в определенный момент времени запрещаютс импульсы управлени на тиристорные ключи 17 и 18 и одновременно с этим подаютс управл ющие импульсы на тиристорные ключи 12-14. После выключени тиристорных ключей 17 и 18 первична обмотка вольтодобавочного трансформатора оказываетс соединенной по схеме обратный треугольник (конец фазы А- с началом фазы С, конец фазы С с началом фазы ВThe star with the most turns in each phase of the winding. For example, in order to reduce the voltage at the terminals a, b and c by one control step, the booster transformer is switched in the operation mode Voltootvavka-2. To do this, at a certain point in time, control pulses on the thyristor keys 17 and 18 are prohibited, and at the same time control pulses are supplied to the thyristor keys 12-14. After the thyristor switches 17 and 18 are turned off, the primary winding of the booster transformer is connected in a reverse triangle (the end of phase A- with the beginning of phase C, the end of phase C with the beginning of phase B

и т.д.) и вольтодобавочнЕлй трансформатор будет находитьс в режиме Вольтоотбавка-2. Дл этого в определенный момент времени запрещаютс импульсы управлени на тиристорные ключи 17 и 18 и одновременно с этим подаютс управл ющие импульсы на тиристорные ключи 12-14. После выключени тиристорных ключей 17 и 18. первична обмотка вольтодобавочного трансформатора оказываетс -ооединенной по схеме обратный треугольник (конец фазы А с началом фазы С, конец фазы С с началом фазы В и т.д.| И вольтодобавочный трансформатор будет находитьс в режиме Вольтоотбав ка 2, В предлагаемом устройстве при последовательном переводе вольтодобавочного трансформатора из одного режима работы в другой всегда происходит переключение первичной обмотки со схемы соединени звезда на схему треугольник или наоборот. У прототипа же при регулировании напр жени первична обмотка вольтодобавоч нрго трансформатора переключаетс со etc.) and the booster transformer will be in Volt-2 mode. To do this, at a certain point in time, control pulses on the thyristor keys 17 and 18 are prohibited, and at the same time control pulses are supplied to the thyristor keys 12-14. After the thyristor switches 17 and 18 are turned off, the primary winding of the booster transformer turns out to be - inverse triangle connected (the end of phase A with the beginning of phase C, the end of phase C with the beginning of phase B, etc. | And the additional booster transformer will be in Voltootbavka 2, In the proposed device, when a booster transformer is sequentially transferred from one operating mode to another, the primary winding always switches from the star connection to the delta or vice versa. na is the regulation voltage voltodobavoch primary winding of the transformer is switched with nrgo

схемы обратный треугольник на схему пр мой треугольник (конец фазы А с началом фазы В, конец фазы В с началом фазы С и т.д.) и наоборот. Б св зи с этим в отличие от прототипа дл предлагаемого устройства нет необходимости выполн ть перевод вольтодобавочного трансформатора из одного режима работы в другой через три промежуточных состо ни , так как исключена опасность возникновени внутренних коротких замыканий. Весь процесс изменени напр жени на одну ступень регулировани занимает по времени не более 0,5 периода питающего напр жени .reverse triangle on a straight triangle (end of phase A with the beginning of phase B, end of phase B with the beginning of phase C, etc.) and vice versa. In this connection, unlike the prototype for the proposed device, it is not necessary to transfer the booster transformer from one operating mode to another through three intermediate states, since the risk of internal short circuits is eliminated. The whole process of voltage change for one level of regulation takes no more than 0.5 period of supply voltage.

Предлагаемое устройство дл регулировани трехфазного напр жени выгодно отличаетс от известных тем, что при незначительном увеличении количества тиристорных ключей (16 по сравнению с 12 дл прототипа) позвол ет получать при том же диапазоне регулировани выходного напр жени в два раза большую точность его регулировани .The proposed device for controlling three-phase voltage compares favorably with those known in that, with a slight increase in the number of thyristor switches (16 compared to 12 for the prototype), it is possible to obtain twice the accuracy of its regulation with the same control range of the output voltage.

Claims

DEVICE FOR REGULATING THREE-PHASE VOLTAGE, comprising a power transformer; some of the primary windings of which are connected to the input terminals, and their other terminals are interconnected through the secondary windings of a three-phase boost transformer, included in the triangle, whose primary windings are connected through the thyristor switches of the first group according to the reversible triangle circuit, whose vertices are connected through the corresponding thyristor switches of the second group with one of the conclusions of two adjacent secondary windings of the power transformer, respectively, characterized in that, in order to increase exactly regulation, two pairs of thyristor switches are introduced, each phase primary winding of the boost transformer is made with a midpoint and has an additional tap from one third of its turns, and the middle point of each phase primary winding is connected through the corresponding pair of thyristor switches of the first group to the terminals of the same two phase primary windings of the boost transformer, and the free-running leads of the same name and taps from one third of all primary windings through the corresponding pair x thyristor keys are interconnected in a first and a star ~ PTOP respectively. _m (L CZ & SL X with SL>