Регулятор переменного напряжения

 

Г. М. Рубашов, Д, В, Чиканков и IO. А. РослоЭ (i (72) Авторы изобретения (7!) Заявитель

Ленинградское проектно-экспериментальное отделение

Института "ВНИИПроектэлектромонтаж"(54) РЕГУЛЯТОР ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Изобретение относится к электротехнике, в частности к регулированию на пряжения при помощи вольтодобавочных трансформаторов, в частности, для целей стабилизации напряжения в городских сетях 220/380 В, осветительных ус-> тановках и т. д.

Известно устройство для регулирования переменного напряжения с помощью вольтодобавочных трансформаторов, содержащее автотрансформатор с отпайками, вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена к среднему выводу и подвижному контакту автотрансформатора. Устройство позволяет построить рациональную схему регулятора, просто организовать реверс выходного напряжения, сократить количество контактов (1).

Недостатком этого устройства является низкая надежность, обусловленная присутствием электромеханических устройств коммутации отпаек, наличием . дуги и перенапряжений при разрыве тервичной обмотки вольтодобавочного

;рансформатора.

Наиболее близок к предлагаемому по технической сущности регулятор переменного напряжения, содержащий автотрансформатор, подключенный к шинам переменного напряжения. вольтодобавочУ ный трансформатор, первичная обмотка которого подключена последовательно с нагрузкой к шинам переменного напряжения, Й диодных мостов, И коммутирующих тиристоров, конденсатор и блок управления, подключенный к ключевым элементам, причем магнитная система вольтодобавочного трансформатора выполнена в виде магнитообъемной конструкГ2).

Недостатком известного устройства является то, что токовые перегрузки тиристоров снижают надежность действия устройства регулирования, Кроме того, устройство требует непрерывного управления тиристорами в нормальном режиме и достаточно слож869039 4 ты 4-8, коммутирующие тиристоры 9-13, последовательно с которыми включены вторичные обмотки импульсных трансформаторов !4-18, Первичные обмотки импульсных трансформаторов 14-18 соеди5 иены с дополнительными тиристорами

19-23. я. Первичные обмотки импульсных трансформаторов 14-18 и катоды дополнительных тиристоров 19-23 соединены между собой и подключены к первому конденсатору 24, который заряжается от источника заряда, включающего в. себя дополнительный диодный мост 25 и резистор 26. Один конец первичной. обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединен через второй конденсатор 27 с общей шиной, а управляющие электроды коммутирующих тиристоров

9-! 3 и дополнительных тиристоров

19-23 подключены к выходам блока 28 управления, Устройство работает следующим образом, 25

В нормальном режиме вольтодобавочный трансформатор 1 подключен к среднему выводу автотрансформатора 3 и одному из отводов. При этом тиристор

9 включен, остальные тиристоры 10--13 и 19-23 отключены. Конденсатор 24 заЗО ряжен источником подзаряда полярностью. Конденсатор 27 при этом включен параллельно сети.

При нормальной работе блок 28 управления не подает команду на тиристор 9, так как он включен в контуре постоянного тока моста 4, а непрерывность тока, протекающего через тиристор 9, обеспечивается индуктивностью вторичной обмотки импульсного трансформатора 14. ного алгоритма переключения или с фиксацией нуля тока, или переключения через короткое замыкание, что снижает надежность регулировки, Цель изобретения . — повышение надеж ности регулировки, Поставленная цель достигается тем, что в регулятор переменного напряжени содержащий автотрансформатор, подклю ченный к шинам переменного напряжения вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена последовательно с нагрузкой к шинам перемени го напряжения, М диодных мостов, N коммутирующих тиристоров, конденсаторы, резистор и блок управления, введены М импульсных трансформаторов, М дополнительных тиристоров и дополнительный диодный мост; одна диагональ которого соединена с шинами переменного напряжения, а вторая через резистор подключена к первому конденсатору, одна обкладка которого соединена с катодами всех М дополнительных тиристоров, а вторая — с первыми выводами вторичных обмоток всех импульсных трансформаторов, вторые выводы этих обмоток подключены соответственно к анодам дополнительных тиристоров, а первичная обмотка каждого импульсного трансформатора через один иэ тиристоров подключена к первой диагонали соответствующего диодного моста, вторая диагональ которого соединена с соответствующим выводом обмотки автотрансформатора и с од ним концом вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенным через второй конденсатор с общей шиной, причем второй конец вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора соединен со средней точкой обмотки автотрансформатора, а катоды и управляющие электроды коммутирующих и дополнительных тиристоров подключены к выходам блока управления. 45

На чертеже приведена электрическая схема устройства.

Устройство содержит вольтодобавочный трансформатор 1, вторичная обмотка которого включена последовательно с нагрузкой 2, автотрансформатор 3, который может иметь произвольное число отводов (в данном случае показано пять отводов, позволяющих реализовать на нагрузке часто применяемые на прак- 55 о тике две положительные и две отрицательные добавки выходного напряжения).

Устройство содержит также диодные мосДля осуществления перехода на любой из отводов, блок 28 управления подает импульс на дополнительный тиристор 19. Конденсатор 24, разряжаясь через первичную обмотку вспомогательного трансформатора 14 и тиристор 19, наводит импульс во вторичной обмотке импульсного трансформатора 14, приводит к гашению тиристора 9. При этом первичная обмотка трансформатора 1 не отключается от сети, а оказывается подключенной к сети через конденсатор

27 ° Затем блок управления подает одиночный импульс на любой из тиристоров, например !О, при этом тиристор !

О включается и подключает отвод свя„с«

Э занный с мостом 5. Конденсатор 27 ока- зывается подключенным параллельно час69039!

5 8 ти витков автотрансформатора 3. Зарядное устройство из моста 25 и резистора 26 переполюсовывает конденсатор 24 до нужной полярности, подготавливая схему к очередной коммутации. При включении тиристора Il осуществляется нулевая добавка,. при включении тирис-. торов 12 и 13 — реверсная добавка.

При повреждении в сети, например коротком ззмыкании нагрузки 2, блок управления включает дополнительный тиристор той ступени; на которой нахоформатора при отключении регулятора от сети или если в этом есТь необхоВ димость, выполнять также функцию компенсации реактивной мощности. В последнем случае конденсатор выдает реактивную мощность пропорционально квадрату напряжения, снимаемого с соответствующего отвода отпайки автотрансформатора. Таким образом,. регулятор надежно действует как в аварийных, так и в нормальных режимах работы сети. формула изобретения дится регулятор, При этом осуществляется гашение одного из тиристоров 913, подключенного к сети в момент аварии. Блок 28 управления не включает при этом ни один из тиристоров 913. Первичная обмотка трансформатора

1 оказывается при этом подключенной к сети через конденсатор 27, а по тиристорам не проходит аварийный ток,Тиристор, находившийся под током в момент аварии, не пропускает также и первой ударной волны тока к,з., так как принудительно гасится напряжением, возникающим на вторичной обмотке соответствующего импульсного трансформатора. Таким образом, тиристоры

9-13 выбираются только по номинальному току, дополнительные тиристоры Т923 рассчитаны на кратковременную работу.

Питание цепей управления регуляторов с тиристорной коммутацией должно осуществляться от источника, питающего нагрузку. В этом случае приходится в режиме включения регулятора до времени выхода на режим системы управления применять меры защиты от перенапряжений на первичных обмотках вольтодобавочного трансформатора, отключенных на этом интервале от сети. В предлагаемом регуляторе этот режим отсутствует, так как первичная обмотка трансформатора 1 имеет замкнутый через конденсатор контур.

Кроме того, при отказе системы управлеиия не должно нарушаться электроснабжения потребителей, Это достигается за счет того, что в случае отказа блока управления предлагаемый регулятор питается от отвода, на котором он находится до отказа блока управления. Это реализуется за счет непрерывности тока в тиристорах 9-13.

Величина емкости конденсатора 27 может выбираться или по соображениям минимальных перенапряжений на первичной обмотке вольтодобавочного трансРегулятор переменного напряжения, содержащий автотрансформатор, подключенный к шинам переменного напряжения, вольтодобавочный трансформатор, первичная обмотка которого подключена последовательно с нагрузкой к шинам переменного напряжения, К диодных мостов, N коммутирующих тиристоров, конденсаторы, резистор и блок управления, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности регулировки, в него введены К импульсных трансформатЬров, N дополнительных тиристо. ров и дополнительный диодный мост,, одна диагональ которого соединена с шинами переменного напряжения, а вторая через резистор подключена к пер30 вому конденсатору, одна обкладка которого соединена с катодами всех N дополнительных тиристоров, а вторая-с первыми выводами вторичных обмоток всех импульсных трансформаторов, вторые выводы этих обмоток подключены соответственно к анодам дополнительных тиристоров, а первичная обмотка каждого импульсного трансформатора через один из тиристоров подключена к

4О первой диагонади соответствующего диодного моста, вторая диагональ которого соединена с соответствующим выводом обмотки автотрансформатора и с одним концом вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, соединенным через второй конденсатор с общей шиной, причем второй конец вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора соединен со средней точкой обмотки автотрансформатора, а катоды и управляющие электроды коммутирующих и дополнительных тиристоров подключены к выходам блока управления.

Источники информации, .принятые во внимание при экспертизе

I . Авторское свидетельство СССР

Ф 5)5221, кл. Н 03 К 17/56, 1976.

2 ° Авторское свидетельство СССР

У 603123, кл. Н 03 К 17/56, 30,12.75.

869039;

Заказ 8356/85

Тираж 991 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул, Проектная, 4

Составитель Г. Королев

Редактор Л. Пчелинская Техред А.Бабинец Корректор . Г. Решетник