SU600622A1 - Устройство дискретного регулировани фазового сдвига напр жений сети - Google Patents

Description

ei обеспечить общий диапазон регулировани  фазового сдвига 0-120°.

При периодически измен ющейс  нагрузке необходимо, путем регулировани  фазового сдвига , часто измен ть предел передаваемой по гшнии мощности. При этом РПН фазорегул тора находитс  в nocTOHJMOM действии. Так как число срабатываний РПН ограничено, требуетс  периодический вывод фазорегул тора из действи  с целью проведени  профилактического обслуживани . Контактна  система фазорегул тора  вл етс  наиболее веро тным истошиком повреждений, снижающим надежность электропитани  потребителей. Кроме того, при повтор ющихс  резких и глубоких перепадах нагрузки (плавильные печи, прокатные станы) необхоллмо минимально возможное врем  перехода от нулевого до предельного значени  фазового сдвига между системами выходных напр жений. Меха}шческа  система РПН должна при этом пскледовательно проходить все промежуточные ступени, по увеличивает общее врем  срабатьтани .

Синхронизаци  работы РПН фазорегул торов, установле1шых на противоположных концах злектропередачи , требует миогопозидионной системы телемеханического управлени , предусматривающей peaличацию и контроль больщого числа сшераций.

Мощность обмоток поперечного сдвига (регулирово1Ц1ых обмоток) при максимальном значе(ши угла 60° равна мощности рабочих обмоток. Это означает, что установленгт  мощность фазорегул тора в два раза превышает максимальную передаваемую мощность. Если учесть мощность силового трансформатора, то обща  установленна  мощность агрегата оказьшаетс  в три раза больше максимальной передаваемой, что  вл етс  также существенным недостатком прототипа.

Цель изобретени  состоит в повьниении надежности работы устройства, С1шжении установленной мощности, увеличе1ши быстродействи  и пропускной способности электропередачи, улучшении нагрузочной характеристики и упрощении системы телемеханического управлени .

Указанна  цепь может быть достигнута благодар  тому, что первичные обмотки одноименных фаз различных трансформаторов соединены между собой последовательно и объединены в звезду, при этом концы вторичных обмоток одного трансфорг«атора подсоединены к общей нулевой точке, а к началам указанных обмоток подсоединены обмотки различных фаз другого трансформатора.

К началам вторичных обмоток каждой фазы могут быть подсоединены начала двух других фаз вторичных обмоток другого трансформатора.

К шИлнм вторичных обмоток каждой фазы могут бьггь подсоединены общей точкой соединенные между собой последовательно и согласно вторичные обможи одной фазы другого трансформатора , следующей за да1шой фазой первого трансформатора в пор дке чередовани  фаз.

Один из трансформаторов может быть снабжен дополнительными вторичными обмотками, коищ 1 которых подсоединены к концам обмотсж разноименных фаз того же трансформатора.

Каждый из трансформаторов может бьггь снабжен обмотками управлени , подключенными пофедством выключателей к блоку управлени .

С целью улучшени  нагрузочной характеристики параллельно первичным обмоткам трансформаторов могут бьггь подсоединены вьшлючателн.

С целью повьпцени  быстродействи  в качестве вьпслючателей могут быть применены, силовые управл емые полупроводниковые вентили.

С целью уменьшени  установленной мощности только один из трансформаторов может быть выбран на полную мощность нагрузки.

С целью дополнительного увеличени  пропускной способности электропередачи коэффициент трансформации одного трансформатора превыциет коэффициент трансформации другого.

На фиг. I представлена принципиальна  схема одного из вариантов предлагаемого устройства; на фиг. 2 - то же, другой вариант; на фиг. 3 - то же третий вариант; на фиг. 4 - векторные диаграммы по сн ющие статическое состо ние устройства, показанного на фиг. 1; на фиг. 5 - то же, устройства на фиг. 2; на фиг. 6 - то же устройства на фиг. 3.

Устройство обеспечивает преобразование трехфазной системы напр жений питак цей сети Од, Uj, UpB две трехфазные системы выходных напр жений и д , йд , DC и Од , и, УС , между которыми может быть установлен фазовый сдвиг 0°120° или 180°. Обмотки W первого трансформатора обозначены индексами а, обмотки второго индексами (3. Начала и концы обмоток обозначены соответственно буквами ник. Индексом 1 обозначены превичные обмотки, индексом 2 - вторичные. Обмотки управлени  обозначены индексом у .

Первичные обмотки трансформаторов соединены последовательно W, . с , i/SB iocc с iftc и подключены на напр жени  питающей сети Од, Ug, U соответственно (на схеме соединение первичных обмоток показано в звезду, однако эти обмотки могут бьпъ соединены и в треугольник ).

Концы вторичных обмоток трансформатора j3 соединены в общую нулевую точку. К началу каждой из них подсоединены начала двух вторичных обмоток других фаз трансформатора.

Выходные напр жени  ид.и-з.исиид.Оц, и отсчитьшают от концов вторичных обмоток трансформатора а относительно общей нулевой точки. Закорачивание обмоток управлени  трансформатора а осуществл ют тиристорными выключател ми В1, закорачивание обмоток управление трансформатора - выключател ми В2. Управление выключател ми В1 и В2 осуществл етс  блоком уп{ивлени  БУ.

Claims (9)

1. Значение фазового сдвига между трехфазными системами выходных напр жений, равное 0°, устанавливают замыканием накоротко обмокж управлени  трансформатора о, а значение сдвига, равное 120° или трансформатора . Блок управлени  тиристориыми выключател ми обеспечивает два рабочих состолпш  устройства, исключающих возможность одновременного включени  выключателей, и одно переходное состо ние, в котором ни один из выключателей не включен. На фиг. 4 а представлена векторна  выходных напр жений дл  случа , когда ни на одном из тран форматоров обмотки управлени  не закорочены. При одинаковых сопротивлеюшх контуров намагнм чивани  трансформаторе разные напр жени  равно мерно распредел ютс  между их первичными обмотками . В случае равенства коэффициентов транс формации (Kf К   ) вторичные напр жени  транс форматоров также равны между сббой, а выходны напр жени  образуютс  геометрическим суммированием вторичных напр жений трансформаторов а и в соответствии с равенствами: Ui.WU2c bи;; y2flA+U2 c Vb V2PS -Uzcccи; U /JB+U2ccA Ui J2AC+ 2/30+ Между сопр женными выходными напр жени .I.ll. ..ll..и. I ЯМИ устройства Ыд и U , U и U , U. и U,, устанавливаетс  некоторьш угол 0. В случае прин  того услови  ( ) ® 60°. Показанное на фиг. 4 а состо ние устройства не  вл етс  рабочим, однако использование его может быть целесообразным в некоторых особых режимах (например, при коротких замьпсани х в линии). На фиг. 4 б показана векторна  диаграмма выходных напр жений устройства при закорачивании обмоток управлени  трансформатора а. В этом случае сопротивление контура намагничивани  тран форматора а шунтируетс  контуром короткого замьпсани , в результате чего напр жени  ид , U, Ug оказьшаютс  практически полностью приложен ными к первичным обмоткам трансформатора (3. Первичные, а следовательно, и вторичные напр жетш трансформатора а при зтом близки к нулю и фазовый сдвиг между сопр женными выходными напр жени ми в этом случае равен 0°. На фиг. 4 в приведена векторна  диаграмма напр жений при закорачивании обмоТок управлени  трансформатора . В этом случае фазовый сдвиг между сопр женными выходными напр жени ми равен 120°. На фиг. 2 изображено устройство, в котором к началам вторичных обмоток каждой фазы подсоеди нены общей точкой соединенные между собой последовательно и согласно вторичные обмотки одной фазы другого трансформатора, следующей за данной фазой первого трансформатора в пор дке чередовани  фаз; на фиг, 5 - векторные диаграммы , по сн ющие его статические состо ни . Устройство, изображенное на фиг. 2 обеспечивает преобразование трехфазной системы напр жеНИИ питающей сети U. , U«, Оо в две трехфаз I . I -.1 ные системы выходных напр жений Уд , U, Ug и Од , C)g, и , между которыми может быть установлен фазовый сдаиг 0° или 180°. Первичные обмотки трансформаторов соединены так же, как на фиг. 1. Концы вторичных обмоток трансформатора 0 соединены в общую точку 0. К началу каждш из них присоединены средней точкой соединенные последовательно и согласно обмотки следующей по чассшой стрелке фазы трансформатора а. Выходные напр жени  Од, О 0, , отсчитьгоают от концов , а выходные напр жени  (Од, Ug, U ) - от начал вторичных обмоток трансформатора а относительно общей нулевой точки. Значение фазового сдвига между трехфазными системами выход11ьк напр жений, равное 0°, устанавливают замыканием накоротко обмоток управлени  транмформатора а, а занчение ыаыор управлени  трансформатора а, а значение фазового сдвига, равное 180° - трансформатора |3. На фиг, 5 а представлена векторна  диаграмма выходных напр жений при разомкнутых обмотках управлени . При одинаковых сопротивлени х контуров налйгничивани  трансформаторов а и j3, приложенные напр жени  равномерно распредел ютс  между первичными обмотками. При К К л выходные напр жени  устройства будут равны по модулю при 0° и 180° фазовом сдвиге. Выходные напр жени  образуютс  геометрическим суммированием вторичных напр жений трансформаторов а и j3 в соответствии с равенствами: VA Vf - Vi/JA V2otB Ч-в VZ/SB VB i/SB- ioLcr C 2/JC+ UjecA c Мг/зс- глА Между сопр женными выходными напр жени „ л и Л .. ,, ., „ ,,м ЯМИ устройства Уд и 0 , 0- и Ug , U, с е усганавжтаетс  некоторьш угол 0 При вьшолнении услови  К /Гд,0 90°. Показанное на фиг. 5 а состо ние устройства не  вл етс  рабочим, однако его использование может быть целесообразным в некоторых особых ре- жимах (например, при коротких замыкани х в линии ). На фиг. 5 б показана векторна  диаграмма выходных напр жений при закорачивании обмоток управлени  трансформатора а. В зтом случае сопротивление контура намагничивани  трансформатора а шунтируетс  контуром короткого замыкани , в результате чего напр жени  Од, Од , О, оказываютс  практически полностью приложенными к первичным обмоткам трансформатора р. Первичные, а следовательно, и вторичные напр жени  трансформатора а при этом близки к нулю, и фазсшый сдвиг между сопр женными выходными напр жени ми в зтом случае практически равен 0°. На фиг. 5,приведена векторти  диаграмма на« пр жений при закорачивании обмоток управлени  трансформатора . В этом случае фазовый сдвиг между сс ф женными выходными напр жени ми равен 180. Очевидно, что при одинаковых коэффициентах трансформации .К - /з модули выходных напр жений при 0° и 180 фазовом сдвиге одинаковы. На фиг. 3 представлена принципиальна  электрическа  схема описанного устройства, на фиг. 6 векторные диаграммы, по сн кжще его статические состо ни . На фиг. 3 изображено устройство, в котором к началам вторичных обмоток каждой фазы подсо /щнены начала двух других фаз вторичных обмоток другого трансформатора. Устройство преобразует трехфазную систему напр жений питающей сети О.д, 0, 0 в две трехфазные системы выходных напр жений йд , и., и и Од, Ug, и, между которыми может быть установлен фазовый сдвиг 0° или 180°-. Первичные обмотки транс орматоров соединены последовательно, так же, как на фиг. 1 и 2. Концы вторичных обмоток трансформатора /J соединены в общую точку 0. К тчалу каждой из них подсоединены начала двух вторичных обмоток других фаз трансформатора а, концы которых соединены с концами обмоток этих же двух фаз трансформатора Q, но таким образом, что последовательне соединенными оказьшаютс  две обмотки разных фаз трансформатора. Выходные напр жени  йд , U, и UJ(, U, 0 отсчитьшают от тчал вторичных обмоток трансформатора а относительно общей нулевой точ ки 0. При закорачивании обмоток управлени  транс форматора нагрузку несет трансформатор а, и, наоборот, при закорачивании обмоток управлени  трансформатора нагрузку несет трансформатор а. Целесообразность установки фазового сдвига, равного 0° или 120°, определ етс  величиной мощнос ти, передаваемой по линии. Так, в режиме холостого хода и малых нагрузок необходимо устанавливать угол фазового сдвига 0°. В ре а1ме больши нагрузок - 120°. Величина нагрузки, при которой электропередачу необходимо переводить из режима работы при фазовом сдвиге 0° в режим работы при фазовом сдвиге 120°, с хредел етс техникоэкономическим расчетом. Анализ показьшает, .что значение этой 1егрузки приблизительно в два раза меньше максимальной мощности, передаваемой по 1ШНИИ. Поэтому мощность трансформатора может быть в два раза меньше мощности трансформатора а, рассчитываемого на максимальную Нагрузку. Обща  установленна  мощность агрегата, таким образом, равна полуторакратному (а не трехкратному , как у прототипа) значению максимальной передаваемой мощности. В реальных услови х остаточные напр жени  на обмотках закорачиваемых трансформаторов отличны от нул , что обусловлено наличием активных сопротивлений и сопротивлений рассе ни  рабочих обмоток и обмоток управлени . Поэтому установка значениГ: угда фазового сдвига О и 120 осуществл етс  с некоторш погрешностью. На фнг. 6а представлена векторна  Д1| а1рамма выходных напр жений этого варианта устройства дл  случа , когда обмотки управлени  разомкнутые , Выходные напр жени  образуютс  геометрическим суммированием вторичных напр жений трансформаторов а и /J в соответствии с равенствами TJ.pA V l -if2/SA-U2 C ; Чв- 2ocC- 4i.A 2уЭВ- 2«СА гоСС ( (,,, Между сопр женнь1ми выходными напр жени ми устройства Од и Од , Og и Од , OJ; и Ос - устанавливаетс  некоторьш угол S . При одинаковых сопротивлени х контуров намагничивани  трансформаторов о: и /J приложенные напр жени  распредел ютс  поровну между первичными обмотками трансформаторов. Если при этом К   ,, то в режиме холостого хоД1 б 90°. Показанное на фиг. 6а состо ние устройства не  вл етс  рабочим, однако его использование может быть целесообразным в некоторых особых режимах (например, при коротких замыкани х в линии). На фиг. 6 б показана векторна  диаграмма выходных напр жений устройства при закорачивании обмоток управлени  трансформатора а. В этом случае сопротивление контура намагничивани  трансформатора а. шунтируетс  контуром короткого замыкани , в результате чего напр жени  оказываютс  практически полностью приложенными к первичным обмоткам трансформатора j8. Пертичные , а следовательно, и вторичнью напр жени  .трансформатора а при этом близки к нулю и фазовый сдвиг между сопр женными выходными напр  жещ кш В этом случае практически равен 0°. На фиг.: 6 приведена векторна  диаграмма напр жений при закорачивании обмоток управлени  трансформатора (3. В этом случае фазовый сдвиг между сгатр женными выходными Jнaпp жeни ми равен 180°. Очевидно, что при утсазанньи коэффициентах трансформации К л VS модули вь1хсдных напр жений при О и 180° фазовом сдвиге одинаковы. Ввиду того, что отисываемое устройство имеет только два рабочих состо ни , управление такими устройствами, установленными на противоnonojfCHbrx концах линии, и синхршшзагщ  их работы осуществл етс  по максимально простой схеме телемеханического управлени . При закорачивании обмоток управлени  трансформатора а нагрузку несет трансформатор , и наоборот . Целесообразность установки фазового сдвига , равного 0° или 180°, определ етс  величиной мощности, передаваемой по линии. Так, в режиме, холостого хода и малых нагпузок необходимо устанавливать угол фазового cflSHia 0°, а в режиме цшх нагрузок - 180°. Устройство позвол ет в зависимости от нагруз ки путем закорачивани  обмоток управлени  того или инбго трансформатора осуществл ть перевод зжктрсттередачи повышеннсж прсетускиой способиости из режима, при котором между напр жени ми , приложенными к сближенным проводам, установлен фазовый сдвиг 0°. в режим фазового сдвига 180°, и наоборот. В зависимости от нагрузки путем закорачивани  обмоток управлени  того или иного трансформатора предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть перевод электропередачи повьпиенной пропускнад способности из режима, при котором между напр жени ми, прикладьшаемыми к сближенным проводам, установлен фазовый сдвиг 0°, в режим фазового сдвига 120° и наоборот. Формула изобретени  1.Устройство дискретного регулировани  фазового сдвига напр жений сети, вьшолненное из двух многообмоточных трансфорлиторов, о т л ичающеес  тем, по, с целью повьшюни  надежности электроснабжени  потребителей и упрощени  системы управлени , первичные обмотки одноименных фаз различных трансформаторов соединены между собой Последовательно и объеданены в звезду, при этом койцы вторичных обмоток одного трансформатора подсоединены к общей нулевой точке, а к началам указаиньЕс обмоток подсоедине нь обмотки различных фаз друзгййго трансформатора
2. 2.Устршство по п. Г, отличающеес  тем, что к началам вторичных обмоток каждой фазы подсоединены начала двух других фаз вторичных обмоток другого трансформатора.
3. 3.Устройство по п. 1,отличающеес   тем, что к началам вторичных обмоток каждой фазы подсоединены общей точкой соединенные между соб.ой последовательно и согласно вторичные обмогки одной фазы другого трансформатора , следующей за данной фазой первого трансфорVHTOpa в пор дке чередовани  фаз.
4. 4.Устройство по гш. 1 и 2, о т л и ч а ю щ ее с   тем, что один из трансформаторов снабжен дополнительными вторичными обможами, концы которых подсоединены к ко1щам обмоток разноименных фаз того же трансформатора.
5. 5.Устройство по Ш1. 1-4, отличающеес  тем, что каждьш из трансформаторов снабжен обмотками управлени , подключенными посредством выключателей к блоку управлени .
6. 6.Устройство по 1ш. 1-4, отличающеес  тем, что, с целью улучшени  нагрузочной характеристики, параллельно первичным обмоткам трансформаторов подсоединены выключатели.
7. 7.Устройство по Ш1. 1-6, отличающеес  тем, что, с целью повьпиенн  быстродействи , в качестве выключателей применены силовые управл емые полупроводниковые вентили.
8. 8.Устройство по Ш1. 1-4, отличающеЬ с   тем, что, с целью уменьщени  установленной мощности, только один из трансформаторов выбран на полную мощность нагрузки.
9. 9.Устройство по п. 1,отличающеес   тем, что, с целью дс толнительного увеличени  пропускной шособности электропередачи, коэффициенты трансформации трансформаторов различны .

   ТГ

   vN or

   H K

   1

   V

   Й//

   Ofe

   ff.

   SI

   xKH

   B1

   BZ

   82

   HR

   (ptJt.f

   2

   ,

   и

   и:

   (

   а

   2г(С

   .

   Q-0

   /

   i)

   «ЧК/