[go: up one dir, main page]

RU2849439C1 - Method for changing the transformation coefficient of a power transformer - Google Patents

Method for changing the transformation coefficient of a power transformer

Info

Publication number
RU2849439C1
RU2849439C1 RU2025108878A RU2025108878A RU2849439C1 RU 2849439 C1 RU2849439 C1 RU 2849439C1 RU 2025108878 A RU2025108878 A RU 2025108878A RU 2025108878 A RU2025108878 A RU 2025108878A RU 2849439 C1 RU2849439 C1 RU 2849439C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
tap
transformer
power
electronic
transformation ratio
Prior art date
Application number
RU2025108878A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Степан Георгиевич Тигунцев
Кирилл Николаевич Паркачев
Original Assignee
федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Filing date
Publication date
Application filed by федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") filed Critical федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ")
Application granted granted Critical
Publication of RU2849439C1 publication Critical patent/RU2849439C1/en

Links

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the field of electrical power engineering, in particular to transformer transformation ratio regulators (TRR). The technical result is achieved by a method for changing the transformation ratio of a power transformer, in which all transformer taps are connected to the power supply network via power electronic switches and vacuum contactors, one of which is kept in the on state by a control unit. To change the transformation ratio, current-limiting resistors are connected in series to the electronic switches. Using the control unit , the electronic switch of the operating tap, shunted together with the resistance connected by the vacuum contactor, is opened, the vacuum contactor of the operating tap is disconnected, open the electronic switch of the selected tap, close the electronic switch of the operating tap, switch on the vacuum contactor of the selected tap, and close the electronic switch of the selected tap.
EFFECT: simplification and increased reliability in the method for changing the transformation ratio of a power transformer.
1 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики, в частности к регуляторам коэффициента трансформации трансформаторов (РКТ). Использование РКТ в электрических сетях позволяет обеспечивать поддержание необходимого уровня напряжения в месте их подключения за счет изменения величины коэффициента трансформации силового трансформатора, путем изменения числа витков обмотки высокого напряжения (ВН).The invention relates to electrical engineering and power engineering, specifically to transformer ratio controllers (TRCs). The use of TRCs in electrical networks allows for maintaining the required voltage level at the connection point by varying the power transformer's ratio and the number of turns in the high-voltage (HV) winding.

Известен способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой путем коммутации ответвлений обмоток силового трансформатора с помощью двунаправленных симисторных электронных ключей [патент RU на полезную модель №158346, опубл. 27.12.2015], по которому задают коэффициент трансформации силового трансформатора, осуществляют переключение ответвлений обмотки ВН, подключенной к питающей сети, при помощи симисторных электронных ключей, что дает возможность ступенчатого изменения коэффициента трансформации и, следовательно, изменения напряжения на вторичной обмотке низкого напряжения (НН). С целью синхронизации управления симисторными электронными ключами осуществляют контроль входного напряжения.A known method for controlling transformer voltage under load by switching taps on a power transformer winding using bidirectional triac electronic switches [RU patent for utility model No. 158346, published December 27, 2015] is used to set the power transformer transformation ratio and switch taps on the high-voltage winding connected to the power grid using triac electronic switches, enabling stepwise changes in the transformation ratio and, consequently, changes in the voltage on the low-voltage (LV) secondary winding. To synchronize control of the triac electronic switches, the input voltage is monitored.

Недостатками способа является необходимость использования синхронизации управления симисторными электронными ключами по информации о входном напряжении, что приводит к усложнению схемы управления ключами.The disadvantages of this method are the need to use synchronization of the control of the triac electronic keys based on information about the input voltage, which leads to a more complex control circuit for the keys.

Известен способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой путем коммутации ответвлений обмоток силового трансформатора с помощью двунаправленных тиристорных ключей [патент RU №2274945, опубл. 20.04.2006], в соответствии с которым задание коэффициента трансформации устанавливается посредством переключения ответвлений секционированной обмотки ВН при помощи двунаправленных тиристорных ключей с использованием измерений напряжения питающей сети и токов тиристорных ключей, при этом переключения тиристорных ключей производят блоком управления с учетом того, что после перехода тока через нулевое значение измеряют уровень входного напряжения и производят повентильное управление тиристорами в зависимости от времени, оставшегося до смены полярности напряжения.A method is known for controlling the voltage of a transformer under load by switching the branches of the windings of a power transformer using bidirectional thyristor switches [RU patent No. 2274945, published 20.04.2006], according to which the transformation ratio is set by switching the branches of a sectioned high-voltage winding using bidirectional thyristor switches using measurements of the supply network voltage and the currents of the thyristor switches, while the switching of the thyristor switches is carried out by a control unit taking into account that after the current passes through zero, the input voltage level is measured and valve-by-valve control of the thyristors is carried out depending on the time remaining until the change in voltage polarity.

Недостатками способа являются: необходимость использования датчиков тока в каждой ветви двунаправленных тиристорных ключей, а также использование повентильного управления двунаправленными тиристорными ключами (в отличие от поключевого), что в совокупности снижает надежность работы и усложняет устройство, реализующее способ.The disadvantages of this method are: the need to use current sensors in each branch of bidirectional thyristor switches, as well as the use of valve-by-valve control of bidirectional thyristor switches (as opposed to key-by-key control), which together reduces the reliability of operation and complicates the device implementing the method.

Известен способ управления напряжением трансформатора под нагрузкой, включающем контроль напряжения питающей сети (патент RU № 2711589, опубл. 17.01.2020 Бюл. № 2), в котором с помощью блока управления осуществляют подачу импульсов управления на двунаправленные тиристорные ключи, каждый из которых содержит по два встречно-параллельно соединенных тиристора, включенных в цепях ответвлений обмоток трансформатора, использующем контроль тока, осуществляют контроль тока в питающей сети и фиксируют временные интервалы, на которых напряжение и ток питающей сети имеют одинаковые и разные знаки, измеряют фазовый сдвиг между током и напряжением питающей сети и, в зависимости от требований по управлению напряжением на выходе трансформатора и сдвига фаз между током и напряжением питающей сети, осуществляют управление соответствующими двунаправленными тиристорными ключами на соответствующих фиксированных временных интервалах,A method is known for controlling the voltage of a transformer under load, including monitoring the voltage of the supply network (RU Patent No. 2711589, published on 17.01.2020 Bulletin No. 2), in which, using a control unit, control pulses are supplied to bidirectional thyristor switches, each of which contains two anti-parallel connected thyristors connected in the branch circuits of the transformer windings using current monitoring, the current in the supply network is monitored and the time intervals are recorded at which the voltage and current of the supply network have the same and different signs, the phase shift between the current and voltage of the supply network is measured and, depending on the requirements for controlling the voltage at the transformer output and the phase shift between the current and voltage of the supply network, the corresponding bidirectional thyristor switches are controlled at the corresponding fixed time intervals,

Недостатками способа является то что, осуществляют контроль тока в питающей сети и фиксируют временные интервалы, на которых напряжение и ток питающей сети имеют одинаковые и разные знаки, измеряют фазовый сдвиг между током и напряжением питающей сети и, в зависимости от требований по управлению напряжением на выходе трансформатора и сдвига фаз между током и напряжением питающей сети, осуществляют управление соответствующими двунаправленными тиристорными ключами на соответствующих фиксированных временных интервалах, что в совокупности снижает надежность работы и усложняет устройство, реализующее способ.The disadvantages of the method are that they monitor the current in the power supply network and record the time intervals at which the voltage and current of the power supply network have the same and different signs, measure the phase shift between the current and voltage of the power supply network and, depending on the requirements for controlling the voltage at the transformer output and the phase shift between the current and voltage of the power supply network, control the corresponding bidirectional thyristor keys at the corresponding fixed time intervals, which in combination reduces the reliability of operation and complicates the device implementing the method.

Известен способ изменения коэффициента трансформации силового трансформатора (патент RU № 2752000, опубл. 21.07.2021 бюл.№21), принятый за прототип, в котором все отпайки трансформатора соединяют с питающей сетью через силовые электронные ключи, один из которых, поддерживают в открытом состоянии с помощью управляющего блока, для изменения коэффициента трансформации в управляющем блоке предварительно формируют схему управления силовыми электронными ключами на двух твердотельных реле, один из которых с нормально замкнутыми контактами, а другой с нормально разомкнутыми контактами для подключаемой и отключаемой отпаек. Далее одновременно подключают питание к твердотельным реле, контактом одного открывают силовой электронный ключ и подключают к питающей сети подключаемую отпайку обмотки трансформатора, а контактом другого закрывают силовой электронный ключ отключаемой отпайки и отключают отключаемую отпайку от питающей сети.A known method for changing the transformation ratio of a power transformer (RU Patent No. 2752000, published July 21, 2021, Bulletin No. 21) is adopted as a prototype. In this method, all transformer taps are connected to the power grid via power electronic switches, one of which is maintained open by a control unit. To change the transformation ratio, a control circuit for the power electronic switches is first created in the control unit using two solid-state relays, one with normally closed contacts, and the other with normally open contacts for the taps being connected and disconnected. Next, power is simultaneously applied to the solid-state relays, the contact of one of which opens the power electronic switch and connects the tap of the transformer winding to the power grid, and the contact of the other closes the power electronic switch of the tap being disconnected and disconnects the tap being disconnected from the power grid.

Недостатками способа является необходимость использования синхронизации управления электронными ключами с помощью твердотельных реле, что приводит к усложнению схемы управления ключами и не устраняет возможность возникновения короткозамкнутого контура между двумя отпайками.The disadvantages of this method are the need to use synchronization of electronic key control using solid-state relays, which leads to a more complex key control circuit and does not eliminate the possibility of a short-circuit between two taps.

Технической задачей предлагаемого изобретения является упрощение и повышение надежности в способе изменения коэффициента трансформации силового трансформатора. The technical objective of the proposed invention is to simplify and increase the reliability of the method for changing the transformation ratio of a power transformer.

Технический результат заключается в том, что в предлагаемом способе переключение отпаек выполняют с помощью электронных ключей, последовательно с которыми включают токоограничивающие сопротивления, а постоянно работающую отпайку подключают к питающей сети через закрытый контакт вакуумного контактора.The technical result is that in the proposed method, switching of taps is performed using electronic keys, with which current-limiting resistors are connected in series, and the constantly operating tap is connected to the power supply network through a closed contact of a vacuum contactor.

Технический результат в способе изменения коэффициента трансформации силового трансформатора, в котором все отпайки трансформатора соединяют с питающей сетью через силовые электронные ключи, открывают электронные ключи на одной отпайке и закрывают на другой отпайке, достигается тем, что последовательно с электронными ключами включают токоограничивающие сопротивления, с помощью управляющего блока открывают электронный ключ работающей отпайки, зашунтированный вместе с сопротивлением замкнутым контактом включенного вакуумного контактора, отключают вакуумный контактор чем размыкают контакт вакуумного контактора, открывают электронный ключ выбранной отпайки, закрывают электронный ключ работающей отпайки, включают вакуумный контактор выбранной отпайки, чем замыкают контакт коммутатора, закрывают электронный ключ выбранной отпайки.The technical result in the method for changing the transformation ratio of a power transformer, in which all taps of the transformer are connected to the power supply network through power electronic keys, the electronic keys are opened on one tap and closed on the other tap, is achieved by the fact that current-limiting resistances are included in series with the electronic keys, the electronic key of the operating tap is opened with the help of a control unit, shunted together with the resistance by the closed contact of the switched-on vacuum contactor, the vacuum contactor is switched off, thereby opening the contact of the vacuum contactor, the electronic key of the selected tap is opened, the electronic key of the operating tap is closed, the vacuum contactor of the selected tap is switched on, thereby closing the contact of the switch, and the electronic key of the selected tap is closed.

Пояснения: разомкнутый контакт контактора означает разрыв между контактами, т.е. означает отсутствие электрической связи между контактами, а открытый электронный ключ означает минимальное сопротивление между входом и выходом ключа, т.е. открытый путь для электрического тока.Explanations: an open contact of a contactor means a break between the contacts, i.e. it means the absence of an electrical connection between the contacts, and an open electronic switch means minimal resistance between the input and output of the switch, i.e. an open path for electric current.

Сущность предлагаемого способа изменения коэффициента трансформации силового трансформатора поясняется чертежом фиг. 1, где изображена схема силового трансформатора с отпайками и устройство управления переключением отпаек трансформатора под нагрузкой. The essence of the proposed method for changing the transformation ratio of a power transformer is explained in the drawing Fig. 1, which shows a diagram of a power transformer with taps and a device for controlling the switching of transformer taps under load.

На схеме на фиг. 1 напряжение на вторичной обмотке НН изменяют путем изменения количества витков первичной обмотки ВН за счет дополнительных витков, которые подключают к питающей сети электронными ключами (VS1 - VSm). Электронные ключи с оптической развязкой открывают/закрывают управляющими сигналами от управляющего блока УБ. Контакты (КV1 - KVm) вакуумных контакторов замыкают/размыкают управляющими воздействиями на вакуумные контакторы от управляющего блока УБ. Токоограничивающие сопротивления (R1 - Rm) включены последовательно с электронными ключами. Контроль открытого/закрытого состояния электронных ключей осуществляют приборами (КА1 - КАm), подключенными к трансформаторам тока (TА1 - TАm). На схеме на фиг. 1 показана в работе отпайка 1 первичной обмотки ВН, подключенная замкнутым контактом (КV1) контактора к питающей сети (А/В/С - X/Y/Z). Контакты остальных контакторов (КV1 - KVm) разомкнуты.In the diagram in Fig. 1, the voltage on the secondary winding of the LV is changed by changing the number of turns of the primary winding of the HV due to additional turns, which are connected to the power supply network by electronic keys (VS1 - VSm). Electronic keys with optical isolation are opened/closed by control signals from the control unit UB. Contacts (KV1 - KVm) of the vacuum contactors are closed/opened by control actions on the vacuum contactors from the control unit UB. Current-limiting resistors (R1 - Rm) are connected in series with the electronic keys. The open/closed state of the electronic keys is monitored by devices (KA1 - KAm) connected to current transformers (TA1 - TAm). The diagram in Fig. 1 shows tap 1 of the primary winding of the HV in operation, connected by the closed contact (KV1) of the contactor to the power supply network (A/B/C - X/Y/Z). The contacts of the remaining contactors (KV1 - KVm) are open.

Способ реализуют следующим образом:The method is implemented as follows:

Например, изначально в работе находится отпайка 1 первичной обмотки ВН, подключенная замкнутым контактом КV1 контактора к питающей сети. Выбирают отпайку, на которую необходимо произвести переключение (например, отпайку 2), при этом ключи VS1 и VS2 закрыты. Ключи VSn, VSm в переключении не участвуют.For example, initially, tap 1 of the HV primary winding is in operation, connected to the power supply via the closed contact KV1 of the contactor. The tap to which switching is required is selected (e.g., tap 2), with switches VS1 and VS2 closed. Switches VSn and VSm are not involved in the switching.

Перед началом переключения, непосредственно после выбора отпайки 2 вручную или автоматически по программе с помощью управляющего блока УБ открывают электронный ключ VS1 работающей отпайки 1, зашунтированный вместе с сопротивлением R1 замкнутым контактом КV1 вакуумного контактора, размыкают контакт КV1 вакуумного контактора, открывают электронный ключ VS2 выбранной отпайки 2, закрывают электронный ключ VS1 работающей отпайки 1, замыкают контакт КV2 вакуумного контактора выбранной отпайки 2, закрывают электронный ключ VS2 выбранной отпайки. Переключение завершено. После этого отпайка 2 остается подключенной к питающей сети через замкнутый контакт КV2. По показаниям приборов КА1 и КА2 наблюдают ход выполнения переключения. Аналогично можно выполнить переключение с любой отпайки на любую.Before switching, immediately after selecting tap 2 manually or automatically by program using the UB control unit, open the electronic switch VS1 of the operating tap 1, shunted together with the resistor R1 by the closed contact KV1 of the vacuum contactor, open the contact KV1 of the vacuum contactor, open the electronic switch VS2 of the selected tap 2, close the electronic switch VS1 of the operating tap 1, close the contact KV2 of the vacuum contactor of the selected tap 2, and close the electronic switch VS2 of the selected tap. Switching is complete. After this, tap 2 remains connected to the power supply network via the closed contact KV2. The progress of the switching is monitored using the readings of the KA1 and KA2 devices. Switching from any tap to any other can be performed in a similar manner.

Таким образом, способ изменения коэффициента трансформации силового трансформатора позволяет надежно без бросков тока и без перенапряжений за счет токоограничивающих сопротивлений, переключить питающую сеть с одной отпайки на другую, без нежелательных переходных процессов электрического режима при переключении.Thus, the method of changing the transformation ratio of a power transformer allows for reliable switching of the power supply network from one tap to another without current surges and without overvoltages due to current-limiting resistances, without unwanted transient processes of the electrical mode during switching.

Claims (1)

Способ изменения коэффициента трансформации силового трансформатора, в котором все отпайки трансформатора соединяют с питающей сетью через силовые электронные ключи, открывают электронные ключи на одной отпайке и закрывают на другой отпайке, отличающийся тем, что последовательно с электронными ключами устанавливают токоограничивающие сопротивления, с помощью управляющего блока открывают электронный ключ работающей отпайки, зашунтированный вместе с сопротивлением замкнутым контактом включенного вакуумного контактора, отключают вакуумный контактор работающей отпайки, чем размыкают контакт вакуумного контактора, открывают электронный ключ выбранной отпайки, закрывают электронный ключ работающей отпайки, включают вакуумный контактор выбранной отпайки, чем замыкают контакт коммутатора, закрывают электронный ключ выбранной отпайки.A method for changing the transformation ratio of a power transformer, in which all taps of the transformer are connected to the supply network through power electronic keys, the electronic keys are opened on one tap and closed on another tap, characterized in that current-limiting resistances are installed in series with the electronic keys, the electronic key of the operating tap is opened with the help of a control unit, shunted together with the resistance by the closed contact of the switched-on vacuum contactor, the vacuum contactor of the operating tap is switched off, thereby opening the contact of the vacuum contactor, the electronic key of the selected tap is opened, the electronic key of the operating tap is closed, the vacuum contactor of the selected tap is switched on, thereby closing the contact of the switch, and the electronic key of the selected tap is closed.
RU2025108878A 2025-04-10 Method for changing the transformation coefficient of a power transformer RU2849439C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2849439C1 true RU2849439C1 (en) 2025-10-24

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU119184U1 (en) * 2012-03-27 2012-08-10 Леонид Абрамович Герман TRANSFORMER VOLTAGE CONTROL DEVICE
WO2015109551A1 (en) * 2014-01-25 2015-07-30 孙崇山 Transient impedance transformer based on ac voltage adjustment electronic switch
RU158346U1 (en) * 2015-05-13 2015-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" TRANSFORMER WINDING DIVISION SWITCHING DEVICE
RU2711589C1 (en) * 2019-08-16 2020-01-17 Дмитрий Иванович Панфилов Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation
RU2752000C1 (en) * 2021-02-18 2021-07-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Method for changing transformation ratio of power transformer

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU119184U1 (en) * 2012-03-27 2012-08-10 Леонид Абрамович Герман TRANSFORMER VOLTAGE CONTROL DEVICE
WO2015109551A1 (en) * 2014-01-25 2015-07-30 孙崇山 Transient impedance transformer based on ac voltage adjustment electronic switch
RU158346U1 (en) * 2015-05-13 2015-12-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ставропольский государственный аграрный университет" TRANSFORMER WINDING DIVISION SWITCHING DEVICE
RU2711589C1 (en) * 2019-08-16 2020-01-17 Дмитрий Иванович Панфилов Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation
RU2752000C1 (en) * 2021-02-18 2021-07-21 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Иркутский национальный исследовательский технический университет" (ФГБОУ ВО "ИРНИТУ") Method for changing transformation ratio of power transformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2711589C1 (en) Method of controlling transformer voltage under load and device for its implementation
UA103786C2 (en) Operating technique for medium-/low-voltage transformer having tapping switch
CN106030950A (en) Network node for a power grid, adjustable transformer for a network node and method for operating a network node
KR101134998B1 (en) Device for regulating electrical voltage
Babaei et al. Transient characteristics of on-load tap changers during change-over operation
RU2849439C1 (en) Method for changing the transformation coefficient of a power transformer
CN110326075B (en) Direct current high voltage electrical equipment and method of controlling disconnecting means in such equipment
RU2761174C1 (en) Method for controlling the operating modes of the transformer voltage regulator under load
CN113593865A (en) Split step-by-step on-load tap-changer and control method thereof
RU2752000C1 (en) Method for changing transformation ratio of power transformer
US20030230937A1 (en) Sag generator with plurality of switch technologies
CN215680377U (en) An on-load tap-changer single-resistor transition circuit
RU2761173C1 (en) Device to control transformer voltage under load
RU2752865C1 (en) Method for controlling transformer voltage under load
RU2319248C1 (en) Arcless electromechanical contactor
SU561529A3 (en) Power switch otpaek transformer
KR20150010958A (en) Actuator circuit for control of circuit breaker
RU2342673C2 (en) Method and device for time chart construction for selector and contactor of high-speed regulator-under-load (rul)
RU225241U1 (en) Mechatronic device for switching on a high-voltage electrovacuum microwave device of a radar radio transmitter
SU961029A1 (en) Apparatus for protective turning-off of consumers in three-phase ac network
SU1032522A1 (en) Device for automatic control of substation bus voltage
RU98629U1 (en) CONTROLLED SWITCH DEVICE
Ciulica et al. Researches about Controlling Switching SF6 Circuit Breaker Transition Regime
RU2697856C1 (en) Transformer testing facility
CN110492476B (en) Ring network controller containing communication equipment and control method