Устройство для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока

 

Класс 2l dÐ, 53

АВТОРСКОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ

ОПИСАНИЕ устройства для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока.

К авторскому свидетельству Л. П. Левика, заявленному 28 августа

1930 года (спр. о перв. М 75283).

О выдаче авторского свидетельсгва опубликов-но 31 августа 1931 "îäà. (З4)) Среди известных способов регулировки напряжения в электрических сетях пере-, менного тока наиболее совершенные способы, как например, с применением конденсаторов компаундирование) или син",ðîííûõ генераторов (компенсирова- I ние) имеют ограниченное применение благодаря их сравнительной дороговизне.

Широкое распространение, особенно вслучае высоковольтных ли,ний и значительных мощностей, получила группа специальных устройств, в которых используются неподвижные трансформаторы с переменным коэфициентом трансформации в виду их отличительных качеств: большого коэфициента полезного действия, стойкости сопротивления токам короткого замыкания, удобства изоляции, относительной простоты конструкции и сравнительно малой стоимости.

Главный недостаток этих устройств заключается в ступенчатости регулировки.

Другая группа специальных устройств для регулировки напряжения использует трансформаторы с скользящими или вращающимися сердечниками и обмотками, в виду их свойств давать плавную регулировку, значительно осложняется в своем конструктивном оформлении, особенно при высоких напряжениях.

Главный недостаток этой группы устройств заключается в наличии подвижных частей большой механической ф

If

М 38228 инерции, вследствие чего происходит сильное запаздывание в действии регулировки.

Известные же трансформаторные устройства с плавной и быстродействующей регулировкой, как, например, способ саморегулировки напряжения посредством двух отдельных разно насыщенных неподвижных трансформаторов при соединении вторичных обмоток навстречу, ценный по простоте конструктивного выполнения, обладает рядом своих специфических недостатков: требует установки на определенную нагрузку, имеет низкий коэфициент полезного действия, создает малый cos > в сети и сравительно громоздок, не применим при колебающихся и сколько-нибудь значительных мощностях, а может быть использован в этом случае лишь, как вспомогательный.

Предлагаемое устройство имеет целью осуществление плавной и быстродействующей регулировки, вне зависимости от изменения нагрузки при возможности использования статических сериесных трансформаторов.

В указанном устройстве, в целях достижения плавности и быстроты действия, применен, кроме означенных трансформаторов, дополнительно, еще особый распределительный аппарат, тоже без подвижных механичиских частей. аппарат производит при включении индуктирующих низковольтных обмоток трансформатора в цепь его мостиков, образованных из реактивных катушек с переменным коэфициентом самоиндукции путем различного насыщения их железа током постоянного направления, плавный и быстрый сдвиг фаз электродвижущих сил, действующих в обмотках высокого напряжения статических трансформаторов и. самой регулируемой сети, на полные предельные 180 . Последнее равнозначно переключению контактов, но без разрыва цепи тока способом нарушения равновесия плеч мостика с помощью одного из известных приспособлений.

На чертеже изображена схематическая примерная форма выполнения предлагаемого устройства для случая регулировки сети трехфазного тока высокого напряжения.

Статический сериесный трансформатор Т трехфазного тока или три однофазных, имеет: первичные обмотки и — к, с изоляцией низкого напряжения и вторичные обмотки Н вЂ” К с изоляцией высокого напряжения.

Особый распределительный аппарат

Р состоит из трех мостиков М, образованных из реактивных катушек 1 — 3 — 5, 7 — 4 — б, 2 — 3 — 7, 2 — 4 — 8, железной магнитной системы, при основных обмотках 7 — 3, 1 4, 2 — 3, 2 — 4, переменного тока и дополнительных обмоток 5, б, 7, 8 постоянного тока.

Мостики М соединены звездой, посредством зажимов 3, приключенных к трехфазной сети 70 низкого напряжения в пунктах 9, и зажимов 4, образующих нулевую точку.

Первичные индуктирующие обмотки н — к трансформатора Т включены в цепь мостиков М посредством зажимов и, к; вторичные индуктируемые обмотки Н вЂ” К трснсформатора Т включены в рассечку проводов трехфазной сети 11 — 12 высокого напряжения посредством зажимов Н, К.

Дополнительные обмотки 5, б, 7, 8 реактивных катушек соединены между собой последовательно в две отдельных электрических цепи А в Б и 7 — Д, по признаку принадлежности их к противоположным плечам мостиков И.

Назначение основных обмоток — оказывать нужное сопротивление при прохождении через них переменного тока; назначение дополнительных обмоток— служить для изменения коэфициента самоиндукции реактивных катушек, путем различного насыщения их железа током постоянного направления, с целью нарушения равновесия плеч мостиков Х

Направление тех и других обмоток выбрано так, что мгновенные электродвижущие силы, наведенные обмотками

1 — 3, 1 — 4, 2 — 3, 2 — 4 переменного тока, в обмотках 5, б, 7, 8 постоянного тока, во всякий момент времени взаимно нейтрализуются.

Кроме того, предусмотрено, при выполнении соединения обмоток, достижение равномерной загрузки цепей 1 — к — и — 2 мостиков iM в каждую половину периода, в виду возможного искажения полуволн, по причине различного, не одностороннего направления переменного тока в отношении постоянного, насыщающего железо.

Способ действия данного устройства заключается в следующем. Приводными звеньями распределительного аппарата Р устройства являются электрические цепи

А — Б и 7 — Д постоянного тока, работающие разновременно, поочередно.

Одна из них, положим, цепь А — Б является повышающей, тогда другая цепь I — Д станет понижающей.

Это будет иметь место при противоположном направлении фаз напряжений сети 10 низкого напряжения относительно сети 11 — 12 высокого напряжения, вообще говоря, связанных между собой посредством трансформаторов, на чертеже не показанных.

В одном из крайних положений распоеделительного аппарата Р, при полном насыщении железа реактивных катушек

1 — 3 — 5, и 2 4 8 током постоянного направления благодаря обмоткам 5, 8 работающей цепи А — Б, индуктивное сопротивление обмоток 1 — 3, 2 — 4 сделается практически равным нулю, так что потенциалы зажимов 1 и 2 будут отличаться от потенциалов зажимов 3 и

4 только на величину омического падения напряжения, в силу чего вэтом случае индиктирующие обмотки н — к трансформатора Т, через распределительный аппарат Р, окажутся приключенными зажимами и к трехфазной сети 70, в — 3 пунктах 9, а зажимами к к нулевой точке.

Тогда в обмотках Н вЂ” К трансформатора Т, согласно постановленному условию, будут возбуждаться электродвижущие силы, совпадаюшие по фазе с электродвижущими силами, действующими в сети 11 — 12, а следовательно, таким образом, в трехфазной сети 11 — 12 высокого напряжения будет добавлено нужное, наибольшее по расчету, количество вольт.

В другом из крайних положений распределительного аппарата Р, при полном насыщении железа реактивных катушек 7 — 4 — б, 2 — 3 — 7 током постоянного направления, благодаря обмоткам

6, 7 работающей цепи 7:Д, индуктивное сопротивление обмоток 1 — 4, 2 — 3 сделается практически равным нулю, так что потенциалы зажимов 7 и 2 будут отличаться от потенциала зажимов 4 и

3 только на величину омического падения напряжения, в силу чего, в этом случае, индуктирующие обмотки и — к трансформатора Т, через распределительный аппарат Р, окажутся приключенными. зажимами к, к трехфазной сети

70, в пунктах 9, а зажимами и к нулевой точке.

Тогда в обмотках Н вЂ” К трансформатора У; согласно поставленному условию, будут возбуждаться электродвижущие силы, противоположные по фазе с электродвижущими силами, действующими в сети l l — 12, а следовательно, таким образом, в трехфазной сети ll — 72 высокого напряжения будет добавлено нужное, наибольшее по расчету количество вольт.

В среднем положении распределительного аппарата Р, при отсутствии насыщения железа реактивных катушек током постоянного направления и одновременном бездействии обмоток обеих цепей А — Б и С вЂ” Д, восстановится равновесие плеч мостиком М, так что потенциалы зажимов 1 и2 сделаются попарно одинаковыми, в силу чего в индуктирующих обмотках и — к трансформатора Т тока не будет, а потому не будут возбу- ждаться и электродвижущие силы в ин- дуктируемых обмотках Н вЂ” Л трансфор- матора Т, а следовательно, таким обра-; зом, в этом случае, в трехфазной сети

11 — 12 высокого напряжения не произойдет измененей напряжения.

При объяснении способа действия устройства было замечено, что приводные звенья распределительнего аппарата

Р цепи А — Б и I — Д работают разновременно поочередно: в случае повышения напряжения действующей является цепь А — Б, в случае понижения напряжения действующей является цепь à — ДПоэтому каждая из реактивных катушек 7 — 3 — 5, 1 — 4 — б,2 — 3 — 7,2 — 4 — 8 мостиков М будет иметь различный характер нагрузки., аналогичный режиму регулировочного трансформатора 7, в условиях его холостой работы, либо в условиях нормального короткого замыкания, что должно быть принято во внимание.

Кроме того, следует заметить, что, с целью лучшего использования распределительного аппарата Р, основные обмотки 1 — 3, 1 — 4,2 — 3, 2 — 4 переменного тока должны быть рассчитаны на несколько меньшее число ампервитког, чем дополнительные обмотки 5, 6, 7, 8 постоянного тока.

Касательно самого регулировочного трансформатора Т можно рекомендовать для большей устойчивости регулировки увеличение ампервитков первичных индуктирующих обмоток и — и, по отношеHHIQ вторичных индуктируемых обмоток

Н вЂ” К так, чтобы токи холостой и нагрузки разнились бы между собой в меньшей степени, чем обычно.

Как видно, устройство выполнено без наличия подвижных механических частей и является чисто электрическим, а потому все положения в регулировке совершаются со скоростью, присущей распространению электромагнитных перемен, практически обеспечивающей мгновенную быстроту действий.

Притом, главная регулировка обусловливается лишь соблюдением плавности в изменениях силы постоянного тока, действующего в приводных цепях, что достижимо при помощи уже известных приспособлений.

Так, например, автоматическая регулировка может быть воспроизведена посредством соответствующих плавных и быстродействующих реле диференциального типа, воспринимающих со стороны регулируемой части сети выпрямленные импульсы отклонений напряжений, допустимые по условию установки относительно некоторого среднего значения, для передачи их в обратном порядке, с надлежащим усилением, на приводные звенья распределительного аппарата обмотки насыщения реактивных катушек током постоянного направления.

Резервное же дистанционное ручное управление может производиться, например, посредством реостатов, приключенных к приводным цепям устройства по схеме потенциометра.

При этом как в том, так и в другом случае, приводная мощность устройства выражается лишь немногими единицами процента по отношению к мощности, идущей для непосредственной регулировки.

Предмет изобретения, Устройство для регулирования напря- жения в электрических сетях переменного тока посредством статистических сериесных трансформаторов, одна обмотка каждого из которых включена в соответстаующую фазу, а другаа — ао асаааога-

Ленпромпечатьсоюз. Тип. 11еч. Труа". Зак. 847 — 409

Эксперт и редактор „7. B. Ваеильее тельную цепь переменного тока, самоиндукция которой меняется в зависимости от величины насыщения магнитной системы при помощи двух отдельных цепей, присоединенных к сети постоянного тока, отличающееся тем, что с целью получения регулирования напряжения в обе стороны от его среднего значения применены в каждой фазе четыре двухобмоточных реактивных катушки 1 — 4 — б, 4 — 2 — 8, 2 — 3 — 7, 1 — 3 — 5, в которых обмотки 1 — 4, 4 — 2, 2 — 3, 3 — 1 соединены между собой по схеме мостика Витстона, приключенного зажимами 4 — 3 на напряжение вспомогательной цепи переменного тока, а зажимами 1 — 2 к концам первичной обмотки сериесного трансформатора

Т, обмотки же 6 — 7 указанных реактивных катушек, соединенные последовательно, включены в одну цепь постоянного тока, а обмотки 5 — 8, также соединенные последовательно — в другую цепь постоянного тока с той целью, чтобы соответсгвенным регулированием сил токов в указанных цепях получать на зажимах 1 — 2, путем нарушения равновесия мостика 1 4 2 — 3, требуемые по величине и направлению напряжения.

Устройство для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока Устройство для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока Устройство для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока Устройство для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока 

 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры

Изобретение относится к преобразовательной технике и предназначено для стабилизации трехфазного напряжения на низкой стороне трансформаторной подстанции

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в диодных преобразовательных агрегатах, в частности, в многоамперных агрегатах с ограниченным регулированием выходного напряжения для электролизных установок

Изобретение относится к силовой преобразовательной технике

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано в качестве регулируемого (плавно и ступенчато) индуктивного сопротивления, в частности, в качестве регулируемого статического компенсатора реактивной мощности для повышения пропускной способности электрических сетей, в качестве регулятора косинусинусных батарей конденсаторов, а также в качестве дугогасящего устройства при однофазных коротких замыканиях в сетях с изолированной нейтралью

Изобретение относится к области электротехники, в частности к электрическим реакторам, и может быть использовано для мощных шунтирующих реакторов с регулируемой реактивной мощностью, устанавливаемых, например, в линиях электропередач для компенсации реактивной мощности

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для повышения быстродействия управляемых подмагничиванием реакторов при наборе и сбросе мощности в переходных процессах

Устройство для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока

Наверх