SU1003039A1 - Способ переключени ответвлений обмотки трансформатора - Google Patents

Description

(54) СПОСОБ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЯ ОТВЕТВЛЕНИЙ ОБМОТКИ

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в устройствах регулировани  напр жени  силовых и преобразовательных трансформаторов под нагрузкой с помощью тиристоров.

Известен способ переключени  ответвлений обмотки трансформатора, заключающийс  в поочередном включении последующего и отключении предыдущего ключей, обеспечива  протекание тока через эти ключи и соответствующие ответвлени  обмотки трансформатора в момент времени, сдвинутый по фазе относительно одной из полуволн напр жени  сети 1.

Этот способ обеспечивает переключение ответвлений трансформатора, при любой форме тока нагрузки, однако произвольно заданный фазовый сдвиг момента переключени  относи тельно напр жени  приводит к возникновению замыкани  ступени, длительность которого может превышать половину периода напр жени  сети, а величина - амплитудное значение, устанививщегос  тока замыкани  ТРАНСФОРМАТОРА

ступени. Позтому дл  реализации зтого способа требуютс  дополнительные тиристоры и токоограничивающие реакторы.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату  вл етс  способ переключени  ответвлений обмотки трансформатора, заключающийс  в поочередном включении последующего и отключении предьщущего , обеспечива  протекание тока через зти ключи и со10 ответствующие ответвлени  обмотки трансформатора в моменты времени, завис щие от фазового сдвига синусоидального тока относительно напр жени .

Известный способ характеризуетс  высокой

15 надежностью, так как переключение тиристоров происходит без токов замыкани  ступени, и в устрюйстве, посредством которого способ может быть реализован, не требуетс  токоогра20 ничивающий реактор и дополнительные тиристоры 2.

Claims (2)

1. Однако он характеризуетс  ограниченными функциональнь1ми возможност ми и предназначен дл  применени  в цеп х синусоидаль ного тока при наличии фазового сдвига между током и напр жением.. Такой способ не позвол ет переключать ответвлени  преобразовательного трансформатора , у которого фазный ток отличаетс  от синусоидального, может не иметь фазового сдвига относительно напр жени  и может име значительные паузы нагрузочной составл ющей обусловленные работой выпр мител , наприме трехфазного моста. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей переключени  ответвлений. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу переключени  ответвлений обмотки трансформатора, путем поочередного включени  последующего и отключени  преды дущего тиристорньгх ключей заданные момент времени, включение последующего и отключение предыдущего тиристорных ключей осуществл ют в момент времени, опережающий переход напр жени  через нулевое значение на врем , равное времени выключени  тиристоров ключей. Сущность предлагаемого способа состоит в следующем. Протекание тока любой формы через тиристорный ключ одного из ответвлений обеспечиваетс  наличием непрерывных импульсов на обоих тиристорах работающего ключа, что исключает перенапр жени  на тиристорах при паузах тока, обусловленных работой выпр мител . ITДл  переключени  ответвлении на оба тири стора последующего ключа подают импульсы управлени , одновремнно сн в их с обоих ти ристоров предьщущего ключа, в момент времени , опережающий переход напр жени  через нулевое значение на врем , равное времени выключени  тиристоров. При зтом коммутаци  тиристоров может сопровождатьс  кратко временным замыканием ступени регулировани  длительность тока которого не превыЩает двухкратного значени  времени выключени  тиристоров, а величина - в несколько раз меньще амплитудного значени , установивщегос  тока короткого замыкани  ступени. При коммутации тиристоров, когда замыкание ступени не происходит, необходимо обеспечить закрывание тиристоров до смены пол рности напр жени , что и обуславливает опережение момента переключени  по отнощению к нулевому значению напр жени  на величину време ни выключени  тиристоров. На фиг. 1 представлена функциональна  схе ма устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 - диаграммы, по сн ющие процесс переключени  ответвлений по предлагаемому способу. Устройство содержит преобразовательный трансформатор 1 (фиг. 1) с ответвлени ми, последовательно с которыми включены тиристорные ключи, причем тиристоры 2 и 3 образуют ключ ответвлени  пониженного напр жени  нагрузки, а тиристоры 4, 5 - ключ ответвлени  повышенного напр жени , датчик напр жени  6, вход которого подсоединен к выводам питани  7 и 8, логические элементы И 9 и 10, к первым входам которых присое- динен выход датчика напр жени  6, а ко вторым - цепи управлени  Выше 11 и Ниже 12, триггер 13, входы которого сое|Динены с выходами логических элементов 9 и 10, а выходы - через согласующие цепи 14 и 15 присоединены к цеп м управлени  тиристоров 2 и 3, 4 и 5. На фиг. 2 даны следующие диаграммы: g - напр жение питающей сети на входных выводах 7 и 8 (фиг. 1), фазный ток трансформатора; сЗ - выходной сигнал датчика 6 напр жени ; -ё - сигнал Выше по цепи 11; Т. - сигнал Ниже по цепи 12; д сигнал управлени  тиристоров 2 и 3 с инверсного выхода триггера 13; е - сигнал управлени  тиристора 4 и 5 с пр мого выхода триггера 13; Ж - напр жение на тиристорах 2 и 3; - напр жение на тиристорах 4 и 5; U- - ток через тиристоры; -Ц - момент перюключени  тока нагрузки с тиристоров 2 и 3 на тиристоры 4 и 5; -tg. момент переключени  тока нагрузки с тиристоров 4 и 5 на тири4торы 2 и 3; Т - длительность тока замыкани  ступени. Устройство работает следующим оЬразом. Предположим, что первоначально открыты тиристоры 2 и 3 ключа ответвлени  пониженного напр жени , что обеспечиваетс  импульсами управлени , поступающими на тиристоры с согласующей цепи 15 по сигналу с инверсного выхода триггера 13. На тиристорах 4 и 5 импульсы управлени  отсутствуют, при этом переключение импульсов управлени  происходит в следующем пор дке. Датчик 6 напр жени  выполненный на основе выпр мител  и регулируемого нуль-органа , имеет выходной сигнал в виде пр моугольных импульсов (фиг. 26), задний фронт которых опережает переход напр жени  через нулевое значение на врем , равное времени выключени  тиристоров. Это врем  можно получить , регулиру  порог срабатывани  нульоргана . 51 После по влени  сигнала Выше (фиг.2в) по цепи 11 (фиг. 1) на выходе элемента И 9 по вл ютс  сигналы, совпадающие по форме с сигналом напр жени  датчика 6. По заднему фронту первого сигнала с элемента 9 триггер 13 опрокидываетс , сн в импульсы с тиристоров 2 и 3 и перебросив их на тиристоры 4 и 5. Переброс импульсов управлени  с тиристоров 4 и 5 на тиристоры 2 и 3 происходит по сигналу Ниже (фиг. 2г) аналогично, тол ко триггер 13 опрокидываетс  по сигналу с элемента И-10. Таким образом, переключение импульсов управлени  с тиристоров одного ключа на тиристоры другого ключа происходит в момент, опережающий переход напр жени  через нулевое значение на врем , равное времени выключени  тиристоров. Рассмотрим процесс тех переключений ответ влении, которые сопровождаютс  замыканием ступени в соответствии с предлагаемым способом . Предположим, что первоначально открытым тиристорам 2 и 3 ток нагрузки протекает через отвод пониженного напр жени . Предположим также, что к моменту tj ток нагрузки протекает через тиристор 3, что соответствует активно-емкостному характеру нагрузки и ЭДС ступени имеет пол рность (фиг. 1). Если в момент ti перебросить импульсы управлени  с тиристоров 2 и 3 на тиристоры 4 и 5, то под действием ЭДС ступени открываетс  тиристор 4, образу  контур замыкани  ступени через тиристоры 3 и 4. В момент времени, когда ток замыкани  ступени становитс  равным нулю, закрываетс  тиристор 3,- разрыва  контур замыкани  ступени. После закрывани  тиристора 3 в работе остаютс  тиристоры 4 и 5, которые обеспечивают протекание тока через ответвление повышенного напр жени . Длительность короткого замыкани  ступени не превышает двухкратного времени выключени  тиристоров, а максимальное значение тока в несколько раз меньше амплитуды уст новившегос  тока замыкани  ступени, что обеспечиваетс  выбором момента начала замы кани  ступени и закрыванием тиристора 3 при нулевом значении тока. Переключение тока на ответвление понижен ного напр жени  может сопровождатьс  замы канием ступени, если к моменту t2 (фиг.2) при пол рности ЭДС ступени (фиг. 1), ток протекает через тиристор 4, что соответствует индуктивно-активному характеру нагрузки. В момент tj, когда импульсы перебрасывают с тиристоров 4 и 5 на тиристоры 2 и 3 возни 39 кает контур замыкани  ступени через тиристоры 4 и 3. KopotKoe замыкание прекращаетс  в момент закрывани  тиристора 4, что происходит при прохождении тока через нулевое значение. После закрывани  тиристора 4 ток нагрузки протекает через тиристоры 2 и 3. Короткое замыкание ступени не возникает при переключении на ответвление повышенного напр жени , если на пол рности ЭДС ступени (фиг. 1) в момент ti ток протекает чериз тиристор 2. В этом случае, в момент Переброса импульсов с тиристоров 2 и 3 на тиристоры 4 и 5, открываетс  тиристор 4, а к тиристору 2 прикладываетс  o6paiTHoe Напр жение. Тиристор 2 должен закрыватьс  до смень пол рности напр жени  ЭДС ступени, в противном случае после смены пол рности возникает замыкание ступени через тиристоры 2 и 5, длительность которого соизмерима с половиной периода напр жени  сети и величина тока может достигнуть максимального значени  установившегос  тока замыкани  ст)Т1ени. При переключении на ответвление пониженного напр жени  замыкание не возникает, если при указанной пол рности ЭДС ступени в момент tj ток протекает через тиристор 5. В этом случае ток переключаетс  на тиристор 3. При этом тиристор 5 закрываетс  до смены пол рности ЭДС ступени дл  предотвращени  замыкани  ступени длительностью до полупериода . Последние два переключени   вл ютс  частными случа ми переключени  по известному способу (2). Длительность и величина тока замыкани  Упени зависит от параметров ступени ЭДС И полного сопротивлени , а также от момента начала замыкани , и не зависит от направлени  переключени  ответвлений. При заданном моменте переключени , определ емом временем выключени  тиристоров, длительность и величина тока замыкани  минимальны. Предлагаемый способ позвол ет переключать ответвлени  как на первичной, так и на вторичной обмотках трансформатора при его работе на многофазный выпр митель, на холостом ходу трансформатора, на индуктивную , емкостную и активную нагрузки, т.е. имеет более широкие функциональные возможности по сравнению с известным способом и позвол ет уменьшить до минимального значени  ток замыкани  ступени при переключении тнристоров , что снижает установленную мощность тиристоров и токоограничивающих элементов, т.е. повышает его технико-экономические харак теристики за счет снижени  потерь в номинальных режимах. .Формула изобретени  Способ переключени  ответвлений обмотки трансформатора путем поочередного включени  последующего и отключени  предыдущего тиристорных ключей в заданные моменты времени , отличающийс  тем, что, с целью расишрени  функциональных возможностей , включение последующего и отключение предыдущего тиристорных ключей осуществл ют в момент времени, опережающий переход напр жени  через нулевое значение 100 98 на врем , равное времени выключени  тири сторов ключей. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Патент Японии № 53-38020, кл. Н 02 Р 13/16, 1978.
2. 2.Патент Франции № 2163916, кл. Н 02 Р 13/00, 1973.