Устройство для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока — SU 38228 (original) (raw)

(3822 асс 21 сР ВТОРСИОЕ СВИДЕТЕЛЬСТВО НА ИЗОБРЕТЕНИЕ НИЕ О напряжения нного тока,егули рования сетях перем строиства ески лектсир. детельства Среди известных способов напряжения в электрических менного тока наиболее с способы, как например, с и конденсаторов 1 компаундир синхронных генераторов ко ние) имеют ограниченное благодаря их сравнительн визне. следствие чего происходит паздыванне в действии регурегулировкисетях пере-, овершенные рименением ование) или мпенсирова-применение ой дорого(341 Широкое распространение, особенно в случае высоковольтных линий и значительных мощностей, получила группа специальных устройств, в которых используются неподвижные трансформаторы с переменным коэфициентом трансформации в виду их отличительных качеств: большоо 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 регу. лировку, значительно осложняется в своем конструктивном оформлении, особенно при высоких напряжениях.Главный недостаток этой группы устройств заключается в наличии подвижных частей большой механической инерции, всильное ззлировки.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 созв 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 транс форматора 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 предлагае. мого 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 вто. ричные обмотки Н - К с изоляцией высокого напряжения.Особый распределительный аппарат Р состоит из трех мостиков М, образованных из реактивных катушек 7 - 3 - 5, 7 - 4 - б, 2 - 3 - 7, 2 - 4 - 8, железной магнитной системы, при основных обмотках 7 - 3, 7 4, 2 - 3, 2 - 4, переменного тока и дополнительных обмоток 5, б, 7, 8 постоянного тока.Мостики Я соединены звездой, посредством зажимов 3, приключенных к трехфазной сети 70 низкого напряжения в пунктах 9, и зажимов 4, образующих нулевую точкуПервичные индуктирующие обмотки и - к трансформатора Т включены в цепь мостиков М посредством зажимов и, к; вторичные индуктируемые обмотки Н - К трснсформатора Т включены в рассечку проводов трехфазной сети 77 - 72 высокого напряжения посредством зажи. мов Н, К.Дополнительные обмотки 5, б, 7, 8 реактивных катушек соединены между собой последовательно в две отдельных электрических цепи А в Б и Х - Д, по признаку принадлежности их к противоположным плечам мостиков Л.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 ХНаправление тех и других обмоток выбрано так, что мгновенные электро- движущие силы, наведенные обмотками 7 - 3, 7 - 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 Л 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 7 - Д станет понижающей.Это будет иметь место при противоположном направлении фаз напряжений сети 70 низкого напряжения относительно сети 77 - 72 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 7 - 3, 2 - 4 сделается практически равным нулю, так что потенциалы зажимов 7 и 2 будут отличаться от потенциалов зажимов 3 и 4 только на величину омического паде. ния напряжения, в силу чего вэтом случае индиктирующие обмотки и - к трансформатора Т, через распределительный аппарат Р, окажутся приключенными зажимами и к трехфазной сети 70, впунктах 9, а зажимами к к нулевойточке.Тогда в обмотках Н - К трансформатора Т, согласно постановленному условию, будут возбуждаться электродвижущие силы, совпадаюшие по фазес электродвижущими силами, действующими в сети 11 - 12, а следовательно,таким образом, в трехфазной сети- 12высокого напряжения будет добавленонужное, наибольшее по расчету, количество вольт,В другом из крайних положений распределительного аппарата Р, при полном насыщении железа реактивных катушек 1 - 4 - б, 2 - 3 - 7 током постоянного направления, благодаря обмоткам6, 7 работающей цепи /:Д индуктивноесопротивление обмоток- 4, 2 - 3 сделается практически равным нулю, такчто потенциалы зажимов 1 и 2 будутотличаться от потенциала зажимов 4 и3 только на величину омического падения напряжения, в силу чего, в этомслучае, индуктирующие обмотки и - ктрансформатора Т, через распределительный аппарат Р, окажутся приключенными. зажимами к, к трехфазной сети10, в пунктах 9, а зажимами н к нулевойточке.Тогда в обмотках Н - К трансформатора Т, согласно поставленному условию, будут возбуждаться электродвижущие силы, противоположные по фазес электродвижущими силами, действую.щими в сети 11 - 12, а следовательно,таким образом, в трехфазной сети 11 - 12высокого напряжения будет добавленонужное, наибольшее по расчету количество вольт.В среднем положении распределительного аппарата Р, при отсутствии насыщения железа реактивных катушектоком постоянного направления и одновременном бездействии обмоток обеихцепей А - Б и С - Д, восстановится равновесие плеч мостиком Л, так что потенциалы зажимов 1 и 2 сделаются попарноодинаковыми, в силу чего в индуктирующих обмотках н - к трансформатора Ттока не будет, а потому не будут возбу-ждаться и электродвижущие силы в ин-дуктируемых обмотках Н - Л трансфор.матора Т, а следовательно, таким обра-,зом, в этом случае, в трехфазной сети11 - 12 высокого напряжения не произойдет измененей напряжения.При объяснении способа действия устройства было замечено, что приводные звенья распределительнего аппарата Р цепи А - Б и- Д работают разновременно поочередно: в случае повышения напряжения действующей является цепь А - Б, в случае понижения напряжения действующей является цепь Г - Д.Поэтому каждая из реактивных катушек 1 - 3 - 5, 1 - 4 - б,2 - 3 - 7,2 - 4 - 8 мостиков Л будет иметь различный ха. рактер 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,- 4,2 - 3, 2 - 4 переменного тока должны быть рассчитаны на несколько меньшее число ампервитков, 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 - к, по отношению вторичных индуктируемых обмоток Н - 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 сторонырегулируемой 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 ручноеуправление 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 соответствующую фазу, а другов - во всоовога. (-г енлромпечатьсоюз. Тик. 11 еч. Труда, Зак. 847 - 4 ОЭ ксперт и редактор.сТ. В, Ваеильее тельную цепь переменного тока, самоин. дукция которой меняется в зависимости от величины насыщения магнитной системы при помощи двух отдельных цепей, присоединенных к сети постоянного тока, отличающееся тем, что с цельюполуче. ния 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 соответсувенным 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,

Смотреть

Устройство для регулирования напряжения в электрических сетях переменного тока