PL180944B1

PL180944B1 - Sposób i urządzenie przełączające do nastawiania przekładni zwojowej transformatora

Info

Publication number: PL180944B1
Application number: PL96324658A
Authority: PL
Inventors: Paulus G.J.M. Asselman; Jan H. Griffionen; Pavol Bauer; Gerardus Ch. Paap; Haan Sjoerd W.H. De; De Water Cornelis J. Van
Original assignee: Geb Zuid Holland West Nv
Priority date: 1995-08-01
Filing date: 1996-07-26
Publication date: 2001-05-31
Also published as: NL1000914C2; CA2226867A1; EP0842460A1; NO980423L; IL122683A; OA10658A; UA41458C2; WO1997005536A1; ES2153966T3; GR3035065T3; CA2226867C; BR9609681A; EE9800035A; AU6535296A; MX9800816A; EE03707B1; NZ313314A; US5969511A; SK9098A3; CZ24598A3

Abstract

1. Sposób nastawiania przekladni zwo- jowej transformatora miedzy uzwojeniem pier- wotnym a wtórnym transformatora zasilajacego z co najmniej jednym uzwojeniem regulacyj- nym zaopatrzonym w odczepy, znamienny tym, ze w czasie trwania pierwszej czesci okresu napiecia przemiennego transformato- ra (2,2a, 2b, 2c, 2d) wlacza sie pierwszy od- czep (6a, 6b, 6c, 6d) transformatora, zas w czasie trwania drugiej czesci okresu napiecia przemiennego wlacza sie drugi odczep (6b, 6c, 6d, 6a) transformatora. F ig . 1 PL PL PL PL PL PL PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie przełączające do nastawiania przekładni zwojowej transformatora między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym transformatora zasilającego z co najmniej jednym uzwojeniem regulacyjnym zaopatrzonym w odczepy.

W elektroenergetycznych sieciach rozdzielczych wykorzystuje się części sieci o różnych poziomach napięcia, które zwykle są wzajemnie sprzężone za pomocą transformatorów, których przekładnię zwojową między napięciem po stronie pierwotnej a napięciem po stronie wtórnej można regulować lub nastawiać skokowo w pewnych granicach dzięki wyposażeniu przynajmniej jednego uzwojenia transformatora w odczepy, które można wybierać za pomocą przełącznika.

Zależnie od pożądanego zastosowania transformatora może ono wiązać się z regulacją lub nastawianiem przekładni zwojowej w jednym lub wielu skokach pod obciążeniem za pomocą roboczego przełącznika odczepów lub półtrwałego nastawiania przekładni zwojowej w jednym lub wielu skokach w stanie wyłączenia transformatora, za pomocą selektorów odczepów. Regulacja lub nastawianie przekładni zwojowej transformatorów w sieci rozdzielczej jest konieczna dla zagwarantowania utrzymania poziomu napięcia w stałych granicach w zmiennych sytuacjach obciążeniowych, o charakterze zarówno krótkookresowym, jak i długoczasowym, w punktach rozdziału przyporządkowanych odbiorcom energii elektrycznej.

Na podstawie pomiarów i obliczeń stwierdzono, że przy obecnych właściwościach regulacyjnych i nastawczych, zmiany napięcia w sieciach miejskich wynoszą w przybliżeniu 7% napięcia znamionowego, natomiast w sieciach wiejskich występują zmiany napięcia wynoszące w przybliżeniu 14%. Ponadto, jak stwierdzono, średnie napięcie we wszystkich punktach rozdziału są wyższe o 2% do 4% od napięcia znamionowego. W wyniku tego w transfomatorach występują niepotrzebne straty, a odbiorcy wykazują przeciętnie nadmiernie duże zużycie.

Przy rozpatrywaniu, od strony generacji energii elektrycznej do strony jej dystrybucji, przyczyną zmian napięcia w sieciach rozdzielczych jest efekt kumulowania się strat napięcia w sieci średniego napięcia, w transformatorze niskiego napięcia i w sieci niskiego napięcia, w związku z czym odgrywa pewną rolę stopniowana regulacja transformatora średniego napięcia i układu reagującego na prąd, który nie może być nastawiony dokładnie. Ponadto, różnice napięciowe w sieci zwiększane są przez nierówne obciążenie faz kabla lub decentralizację produkcji energii.

Istotą sposobu nastawiania przekładni zwojowej transformatora, według wynalazku, między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym transformatora zasilającego z co najmniej jednym uzwojeniem regulacyjnym zaopatrzonym w odczepy, jest to, że w czasie trwania pierwszej części okresu napięcia przemiennego transformatora włącza się pierwszy odczep transformatora, zaś w czasie trwania drugiej części okresu napięcia przemiennego włącza się drugi odczep transformatora.

Korzystnie do przełączania między odczepem pierwszym i drugim transformatora wykorzystuje się metodę modulacji szerokości impulsów.

Korzystnie częstotliwość modulacji szerokości impulsów ustala się co najmniej o rząd wielkości wyższą od częstotliwości napięcia przemiennego.

Korzystnie do przełączania między odczepem pierwszym i drugim transformatora wykorzystuje się sterowanie fazowe.

180 944

Korzystnie przełączanie wykonuje się, gdy transformator znajduje się w ustalonych w zasadzie warunkach pracy, przy czym żaden odczep nie jest włączany gdy transformator znajduje się poza ustalonymi warunkami pracy.

Istotą urządzenia przełączającego do nastawiania przekładni zwojowej transformatora między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym transformatora, według wynalazku, zasilającego z co najmniej jednym uzwojeniem regulacyjnym zaopatrzonym w odczepy, zawierające pewnąliczbę przełączników elektronicznych, z których każdy ma pierwszy i drugi zaciski i jest elementem przewodzącym jednokierunkowo lub dwukierunkowo sterowanym sygnałami sterującymi, przy czym każdy z pierwszych zacisków jest dołączany do odczepu uzwojenia regulacyjnego, zaś każdy z drugich zacisków jest dołączany do pierwszego lub drugiego zacisku co najmniej jednego innego przełącznika, jest to, że zawiera dołączone do przełączników urządzenie sterujące dostarczające sygnałów sterujących włączania pierwszego odczepu podczas pierwszej części okresu napięcia przemiennego transformatora i drugiego odczepu podczas drugiej części okresu napięcia przemiennego, przy czym stosunek pierwszego i drugiego okresów czasu włączenia odczepów jest zależny od wartości sygnału sterowania przekładnią napięciową podawanego do urządzenia sterującego.

Korzystnie każdy z przełączników zawiera układ równoległy złożony z dwóch połączonych przeciwnie szeregowo tranzystorów oraz dwóch połączonych przeciwnie szeregowo diod, przy czym punkt połączenia diod zwarty jest z punktem połączenia tranzystorów.

Korzystnie tranzystory są tranzystorami bipolarnymi z izolowaną bramką (IGBT).

Korzystnie przełączniki zawierają tyrystory połączone przeciwrównolegle.

Korzystnie zawiera co najmniej jeden element ograniczania napięcia i prądu przełączników elektronicznych, którego pierwszy zacisk jest dołączony do odczepu uzwojenia regulacyjnego transformatora a drugi zacisk do pierwszego lub drugiego zacisku przełącznika.

Korzystnie zawiera co najmniej jeden element ograniczania napięcia i prądu przełączników elektronicznych, którego pierwszy zacisk jest dołączony do pierwszego zacisku przełącznika a drugi zacisk do drugiego zacisku przełącznika.

Korzystnie element jest wybrany ze zbioru obejmującego impedancję, tyrystor, warystor i ochronnik przepięciowy.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest możliwość nastawiania napięcia w sieciach rozdzielczych w sposób dokładniejszy i szybszy, niż w rozwiązaniach znanych i, dodatkowo, pod obciążeniem. Przekładnię zwojową transformatora zaopatrzonego w odczepy można nastawiać dokładnie i bardzo szybko, tak aby występowało napięcie w przybliżeniu znamionowe, zwłaszcza w punktach rozdziału sieci elektroenergetycznej. W wyniku tego transformator, w którym zastosowano rozwiązanie według wynalazku, jest w stanie działać bez zwiększania napięcia w stosunku do znanych rozwiązań, co powoduje zmniejszenie średniego napięcia o 2% do 4% w porównaniu z sytuacj ą obecną. Straty transformatora przy zerowym obciążeniu będą w związku z tym o 5% do 9% mniej sze, zależnie od zależności strat transformatora od napięcia biegu luzem.

W punkcie rozdziału mocy elektrycznej zmniejszenie napięcia daje oszczędność energii wynoszącą,jak to wynika z pomiarów w niemieckiej sieci rozdzielczej izraportuEL-3591 ERRI pod tytułem „Skutki zmniejszenia napięcia na działanie i sprawność systemów elektrycznych”, wol. 1, Zadanie 1419-1, czerwiec 1984, w przybliżeniu od 1,8% w przypadku średniego zmniejszenia napięcia o 2%, do 3,6% dla średniego zmniejszenia napięcia 4%. Możliwe jest zatem osiągnięcie znacznych oszczędności zarówno przez operatora sieci rozdzielczej, której część stanowią transformatory, jak i przez odbiorców energii elektrycznej.

Ponadto, zmniejszają się odchylenia od napięcia znamionowego w dowolnym rozpatrywanym okresie czasu oraz możliwe jest osiągnięcie dużych oszczędności pośrednich przez przedsiębiorstwo dystrybucji, w odniesieniu do zarządzania sieciami średniego i niskiego napięcia i ich konfigurowania. Poza tym przez regulację napięcia w stacjach energetycznych, można rozwiązywać problemy napięciowe w sieciach i eliminować problemy związane z różnym obciążeniem faz średniego napięcia.

180 944

W odniesieniu do konfiguracji sieci stwierdzono, że sterowanie sieciami średniego napięcia może się odbywać ze znacznie większej odległości, ponieważ zasilanie transformatorowe jest uniezależnienie od spadku napięcia średnionapięciowej części sieci. W wyniku tego można uzyskać oszczędności w konfiguracjach sieciowych przy poziomach napięcia 150 kV, 50 kV, 25 kV i 10 kV. Możliwe jest również zmniejszenie przekrojów kabli, gdyż spadek napięcia nie jest już krytyczny jako kryterium projektowe dla sieci, przy czym kryterium projektowym pozostaje w tym przypadku tylko przepustowość transportowa.

W związku z energetycznym sprzężeniem zwrotnym można uzyskać oszczędności polegające na tym, że nie są już potrzebne oddzielne transformatory do dostarczania i odbioru mocy, ponieważ według wynalazku można regulować napięcie niezależnie od kierunku przepływu mocy. Także w przypadku równoległej pracy transformatorów, przez regulację napięcia bardzo dokładnie reguluje się rozkład mocy, niezależnie od różnicy impedancji zwarciowej transformatorów pracujących równolegle.

Przedmiot wynalazku w przykładach wykonania jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia schemat transformatora, którego jedno uzwojenie zaopatrzone jest w cztery lub pięć odczepów, połączonych z urządzeniem przełączającym, fig. 2 - schemat układu komutacji złożonego z tranzystorów i diod, fig. 3 - schemat innego transformatora, z uzwojeniem zaopatrzonym w cztery odczepy, fig. 4 - schemat transformatora, z uzwojeniem zaopatrzonym w odczepy, dla zwiększenia współfazowego zakresu regulacji transformatora, fig. 5 - schemat transformatora, z uzwojeniami zaopatrzonymi w odczepy w dwóch różnych fazach, dla regulacji współfazowej i kwadraturowej transformatora trój fazowego, fig. 6 - uproszczony schemat zastępczy transformatora włączonego w sieć, fig. 7 - wykres napięcia wyjściowego transformatora w przypadku modulacji szerokości impulsów według fig. 8 na schemacie z fig. 6, fig. 8 - wykres napięcia na przełączniku z fig. 6, fig. 9 - charakterystykę regulacyjną w przypadku modulacji szerokości impulsów, fig. 10 - przebieg prądu w części bezodczepowej uzwojenia pierwotnego na schemacie według fig. 6 i prądu odczepu transformatora w przypadku sterowania fazowego, zaś fig. 11 - wykres napięcia po stronie wtórnej i prąd drugiego odczepu transformatora na schemacie według fig. 6 w przypadku sterowania fazowego, przy czym na różnych figurach te same części składowe bądź części pełniące takie same funkcje oznaczono tymi samymi odnośnikami.

W poniższym opisie przykładu wykonania przedstawiono transformator jednofazowy, przy czym jest oczywiste, że w przypadku transformatora wielofazowego układ opisany i przedstawiony wystąpi wielokrotnie, odpowiednio do liczby faz.

Na figurze 1 przedstawiono transformator 2 zawierający uzwojenie pierwotne 4 i uzwojenie wtórne 6. Może to być na przykład transformator 400 kVA o znamionowym napięciu pierwotnym 10,5 kV i napięciu wtórnym 420 V. Uzwojenie pierwotne 4 zaopatrzone jest w odczepy 6a, 6b, 6c i 6d, które połączone sąprzeciwrównolegle. Do tych odczepów są dołączone pierwsze końce par tyrystorów 8a, 1 Oa; 8b, 1 Ob; 8c, 1 Oc; 8d, 1 Od. Pozostałe, drugie końce par tych tyrystorów połączonych przeciwrównolegle są połączone wzajemnie i dołączone do zacisku 12 sieci. Każda para tyrystorów 8a, lOa; 8b, lOb; 8c, lOc; 8d, lOd połączonych przeciwrównolegle i obwiedzionych liniąkreskowo - kropkową sterowana jest indywidualnie co symbolicznie przedstawiono za pomocą strzałek 13a, 13b, 13c, 13d, za pomocąurządzenia sterującego 14na podstawie sygnału sterującego U_ref przekładni zwojowej transformatora. Działanie urządzenia sterującego opisano bardziej szczegółowo poniżej, w odniesieniu do figur 6 do 11.

Pary tyrystorów 8a, lOa; 8b, lOb; 8c, lOc; 8d, 1 Od połączonych przeciwrównolegle według fig. 1 działają na zasadzie komutacji naturalnej, a zatem szczególnie nadają się do regulacji fazowej. W przypadku modulacji szerokości impulsów, konieczne jest zapewnienie komutacji wymuszonej, do której można użyć na przykład elementów z wyłączaną bramką (GTO). W tym przypadku możliwe jest również zastosowanie, przedstawionego na figurze 2, układu równoległego tranzystorów 16 i 18, korzystnie tranzystorów bipolarnych z izolowaną bramką (IGBT), połączonych przeciwnie i szeregowo oraz połączonych także przeciwnie i szeregowo diod 20 i 22, przy czym punkt połączenia tranzystorów 16 i 18 i punkt połączenia diod 20 i 22 są zwarte.

180 944

Na fig. 1 ta część uzwojenia, która zaopatrzona jest w odczepy znajduje się na jednym końcu uzwojenia pierwotnego 4. Na figurze 3, natomiast ta część uzwojenia 4a transformatora 2a, która zaopatrzona jest w odczepy, znajduje bliżej środka uzwojenia. Przełączniki przedstawione na fig. 3 i figurach następnych, na przykład przełączniki 24a, 24b, 24c i 24, przedstawiono w postaci uproszczonej, lecz w rzeczywistym wykonaniu zawierają one sterowane elementy półprzewodnikowe, na przykład tyrystory i diody, w układzie według fig. 2. Również i w tym przypadku nie umieszczono na tych figurach elementów sterujących.

Zarówno na fig. 1 Jak i na fig. 3, odczep 6e bądź 6f jest oznaczony liniami przerywanymi i połączony jest z elementem 26 lub 28, przy czym druga strona elementu 26 połączona jest z zaciskiem 12 zaś druga strona elementu 28 połączona jest z pierwszym zaciskiem przełącznika 24a, przy czym służy do zmniejszenia elektrycznego obciążenia napięciowego i obciążenia prądowego przełączników elektronicznych, na przykład podczas włączania transformatora i przy zwarciach. W takich sytuacjach w wyniku rozwarcia tych przełączników, przez element 26 lub 28, mogłyby popłynąć prądy duże lub bardzo duże. Dzięki temu elementowi obciążenie napięciowe przełączników utrzymuje się dostatecznie małe.

Element 26, 28 może być włączony również równolegle do przełącznika, który przedstawiono na fig. 3, przy czym dla zabezpieczenia przełącznika 24a połączenie przedstawione linią przerywaną między elementem 28 i odczepem 6g, w tym przypadku jest zastąpione połączeniem przedstawionym linią kreskowo - kropkową.

Przełączniki działają tylko podczas normalnego stanu ustalonego transformatora 2, 2a, a nie działają podczas włączania lub zwarcia transformatora. Znaczy to, że zasilanie elektryczne dla urządzenia sterującego dla przełączników można otrzymywać z samego transformatora, ponieważ moc potrzebna jest tylko, jeżeli działa transformator.

Transformator według figury 4 zawiera uzwojenie pierwotne 30, które w rzeczywistości stanowi połączenie szeregowe uzwojeń 4a według fig. 3, dla zwiększenia zakresu współfazowej regulacji napięcia.

W obwodach transformatora według fig. 1, 3 i 4 zawsze występuje tak zwana regulacja współfazowa, to znaczy regulacja napięcia w jednej fazie. Na fig. 5 schematycznie przedstawiono połączenie regulacji współfazowej i kwadraturowej, to znaczy równoczesną regulację uzwojeń na dwóch różnych rdzeniach transformatora. Transformator 2c według figury 5 zawiera uzwojenie regulacyjne 32 pierwszej fazy, które jest połączone szeregowo z uzwojeniem regulacyjnym 34 innej fazy.

Na figurze 6 przedstawiono w uproszczonym schemacie zastępczym transformator 2d zawierający główne uzwojenie pierwotne 36 o rezystancji 42. Uzwojenie pierwotne 36,40 zaopatrzone jest w odczepy 44a i 44b, które dołączone są do jednej strony przełączników 46a i 46b. Pozostałe końce przełączników 46a, 46b są wzajemnie połączone i dołączone do zasilającej strony sieci oznaczonej symbolicznie jako źródło napięciowe 48 i induktancja 50.

Uzwojenie wtórne 52, które ma rezystancję 54, połączone jest z impedancją56 obciążenia, na której występuje napięcie wyjściowe u₂. Napięcie na przełączniku 46a oznaczono jako u_s.

Przy modulacji szerokości impulsów przełącznik 46b zwiera się począwszy od położenia rozwarcia, a przełącznik 46a rozwiera się poczynając od położenia zwarcia, zgodnie z wykresem napięcia przedstawionym na figurze 8. Według fig. 8 czas włączenia jest trzy do pięciu razy większy od czasu, w którym przełącznik jest otwarty. W przedstawionym przypadku częstotliwość modulacji szerokości impulsów (1 kHz) j est dwadzieścia razy większa od częstotliwości napięcia modulowanego (50 Hz). Na wykresie napięcia wyjściowego u₂ transformatora 2d według figury 7 łatwo można zauważyć, że napięcie podczas rozwarcia przełącznika 46a (odpowiadającego okresowi czasu, podczas którego przełącznik 46b j est zwarty) j est większe, niż podczas pozostałego czasu, w wyniku czego wartość skuteczna napięcia u₂ zawiera się między wartością, którą osiągnęłoby ono przy stałym zwarciu przełącznika 46a a wartością osiąganą przy stałym zwarciu przełącznika 46b. Jest oczywiste, że napięcie u₂ można zmieniać w sposób ciągły przez ciągłą zmianę szerokości impulsu.

180 944

Jeżeli współczynnik włączenia d określa się jako stosunek czasu, w którym zwarty jest przełącznik 46b, do czasu przełączania przy modulacji szerokości impulsów, to występuje zależność między zmianą napięcia wyjściowego Δ u₂ transformatora i współczynnikiem włączenia d, przestawiona na figurze 9. Otrzymany wykres jest nieliniowy, co wynika z faktu, że zastosowane przełączniki elektroniczne nie są idealne.

Dla otrzymania wykresów przedstawionych na figurach lOill założono, że przełączniki 46a i 47b w układzie według fig. 6 kształtowane są włączonymi przeciwrównolegle tyrystorami, przy czym przełącznik 46a jest zwierany (a przełącznik 46b rozwierany) w chwilach czasowych odpowiadających kątom fazowymai 180°+a. Na fig. lOill, przedstawiono dwa okresy prądu ή w pozbawionej odczepów części pierwotnego uzwojenia transformatora 2d według fig. 6, na dowolnie dobranych skalach pionowych, jak również dwa okresy prądu i_a płynącego przez przełącznik 46a, prądu i_b płynącego przez przełącznik 46b i napięcia wtórnego i₂. Z fig. 7 wynika wyraźnie, że w chwilach czasowych odpowiadających kątom fazowym a i 180° + a, napięcie wyjściowe u₂ maleje skokami i ponownie skokowo wzrasta po przejściu przez zero prądu i_apłynącego przez odczep, który jest dołączony do przełącznika 46a, ponieważ w tym momencie czasowym rozwierany jest przełącznik 46a a zwierany jest przełącznik 46b. Należy zaznaczyć, że dla przejrzystości skokowe zmiany napięcia wyjściowego u₂ przedstawiono w większej skali, niż występowałyby one w rzeczywistości na przedstawionej na rysunku skali. Wartość skuteczną napięcia wyjściowego u₂ można nastawiać w sposób ciągły w pewnym zakresie nastawczym przez zmianę kąta fazowego a.

Należy podkreślić, że w rozwiązaniu według wynalazku nie jest konieczne, aby zawsze uruchamiać przełączniki dwóch sąsiednich odczepów. Urządzenie przełączające może być zaprojektowane również na przełączanie między odczepem n-tym i m-tym, gdzie n i m są dodatnimi liczbami naturalnymi, których bezwzględna wartość różnicy jest większa od 1. Takie sterowanie może być konieczne, na przykład, jeżeli jeden z przełączników urządzenia przełączającego lub jego urządzenie sterujące ulegnie uszkodzeniu, w wyniku czego uszkodzony przełącznik pozostaje stale w stanie rozwarcia, a mimo to transformator musi pozostawać w stanie roboczym. Pożądane napięcie może być w takim przypadku nastawiane, na przykład, przez przełączanie między odczepem następnym wyższym a następnym niższym.

W rozwiązaniu według wynalazku można osiągnąć szereg nowych możliwości sterowania, jak na przykład kompensację napięć harmonicznych. Zakładając, że uzwojenie regulacyjne transformatora znajduje się po stronie pierwotnej, urządzenie przełączające może być sterowane w taki sposób, że zniekształcenia harmoniczne napięcia po stronie pierwotnej nie występują po stronie wtórnej, co w wyniku powoduje, że napięcie wtórne ma kształt w zasadzie sinusoidalny. Występuje także możliwość kompensacji prądów harmonicznych. Zakładając i tym razem, że uzwojenie regulacyjne transformatora znajduje się po stronie pierwotnej, urządzenie przełączające może być sterowane w taki sposób, że przy zastosowaniu jednego lub więcej kondensatorów, mogą kompensować się prądy harmoniczne po stronie pierwotnej, i w związku z tym można otrzymać kształt w zasadzie sinusoidalny pierwotnego prądu sieci. Należy zaznaczyć, że kompensacja prądów harmonicznych nie może następować równocześnie z kompensacją napięć harmonicznych. Ponadto jest możliwa korekcja napięć asymetrycznych. Jeżeli napięcia fazowe po stronie pierwotnej są asymetryczne, w przypadku transformatora wielofazowego, to tę asymetrię można korygować przez sterowanie urządzenia przełączającego różnie w poszczególnych fazach i niezależnie względem pozostałych faz. Jest także możliwe zdalne sterowanie, to jest regulacja przekładni zwojowej transformatora, która odbywa się przez generację pewnego sygnału sterującego w układzie zamkniętej pętli, przy czym odniesienie dla regulowanego napięcia jest generowane wewnętrznie. Takie odniesienie napięciowe może jednak być generowane zewnętrznie i podawane do urządzenia przełączającego. Istnieje ponadto możliwość łączenia równoległego transformatorów, w którym za pomocą odpowiedniego sterowania można wyeliminować różnice napięć połączonych równolegle transformatorów. Można do tego celu wykorzystać na przykład sterowanie typu master/slave, przy czym układ sterujący „master” (nadrzędny) steruje napięciem transformatora i generuje nastawę prądową dla układu sterującego „slave” (podrzędnego) drugiego transformatora.

180 944

Fig. 9

Fig. 10

Fig. 11

180 944

“2

ms

Fig. 8

180 944

Fig. 5

180 944

Fig.l

Fig. 3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.

Cena 4,00 zł.

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób nastawiania przekładni zwojowej transformatora między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym transformatora zasilającego z co najmniej jednym uzwojeniem regulacyjnym zaopatrzonym w odczepy, znamienny tym, że w czasie trwania pierwszej części okresu napięcia przemiennego transformatora (2, 2a, 2b, 2c, 2d) włącza się pierwszy odczep (6a, 6b, 6c, 6d) transformatora, zaś w czasie trwania drugiej części okresu napięcia przemiennego włącza się drugi odczep (6b, 6c, 6d, 6a) transformatora.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do przełączania między odczepem pierwszym i drugim (6a, 6b, 6c, 6d) transformatora wykorzystuje się metodę modulacji szerokości impulsów.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że częstotliwość modulacji szerokości impulsów ustala się co najmniej o rząd wielkości wyższąod częstotliwości napięcia przemiennego.
4. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że do przełączania między odczepem pierwszym i drugim (6a, 6b, 6c, 6d) transformatora wykorzystuje się sterowanie fazowe.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że przełączanie wykonuje się, gdy transformator (2,2a, 2b, 2c, 2d) znajduje się w ustalonych w zasadzie warunkach pracy, przy czym żaden odczep nie jest włączany gdy transformator (2,2a, 2b, 2c, 2d) znajduje się poza ustalonymi warunkami pracy.
6. Urządzenie przełączające do nastawiania przekładni zwojowej transformatora między uzwojeniem pierwotnym a wtórnym transformatora zasilającego z co najmniej jednym uzwojeniem regulacyjnym zaopatrzonym w odczepy, zawierające pewną liczbę przełączników elektronicznych, z których każdy ma pierwszy i drugi zaciski i jest elementem przewodzącym jednokierunkowo lub dwukierunkowo sterowanym sygnałami sterującymi, przy czym każdy z pierwszych zacisków jest dołączany do odczepu uzwojenia regulacyjnego, zaś każdy z drugich zacisków jest dołączany do pierwszego lub drugiego zacisku co najmniej jednego innego przełącznika, znamienne tym, że zawiera dołączone do przełączników (8a, 8b, 8c, 8d, lOa, lOb, lOc, lOd, 16,18,24a, 24b, 24c, 24d, 46a, 46b) urządzenie sterujące (14) dostarczające sygnałów sterujących (13a, 13b, 13c, 13d) włączania pierwszego odczepu (6a, 6b, 6c, 6d) podczas pierwszej części okresu napięcia przemiennego transformatora (2,2a, 2b, 2c, 2d) i drugiego odczepu (6a, 6b, 6c, 6d) podczas drugiej części okresu napięcia przemiennego, przy czym stosunek pierwszego i drugiego okresów czasu włączenie odczepów (6a, 6b, 6c, 6d) jest zależny od wartości sygnału sterowania przekładnią napięciową podawanego do urządzenia sterującego (14).
7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że każdy z przełączników zawiera układ równoległy złożony z dwóch połączonych przeciwnie szeregowo tranzystorów (16,18) oraz dwóch połączonych przeciwnie szeregowo diod (20, 22), przy czym punkt połączenia diod (20, 22) zwarty jest z punktem połączenia tranzystorów (16,18).
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że tranzystory (16,18) są tranzystorami bipolarnymi z izolowaną bramką (IGBT).
9. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że przełączniki zawierają tyrystory (8a, 8b, 8c, 8d, lOa, lOb, lOc, lOd) połączone przeciwrównolegle.
10. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że zawiera co najmniej jeden element (26, 28) ograniczania napięcia i prądu przełączników elektronicznych (8a, 8b, 8c, 8d, lOa, lOb, lOc, lOd, 16,18,24a, 24b, 24c, 24d), którego pierwszy zacisk jest dołączony do odczepu (6e, 6f) uzwojenia regulacyjnego transformatora (2,2a) a drugi zacisk do pierwszego lub drugiego zacisku przełącznika (8a, 8b, 8c, 8d, lOa, lOb, lOc, lOd, 16,18, 24a, 24b, 24c, 24d).

180 944
11. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że zawiera co najmniej jeden element (28) ograniczania napięcia i prądu przełączników elektronicznych (24a), którego pierwszy zacisk jest dołączony do pierwszego zacisku przełącznika (24a) a drugi zacisk do drugiego zacisku przełącznika (24a).
12. Urządzenie według zastrz. 10 albo 11, znamienne tym, że element (26,28) jest wybrany ze zbioru obejmującego impedancję, tyrystor, warystor i ochronnik przepięciowy.

* * *