SU1711286A1 - Device for control over load - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано дл  обеспечени  устойчивой параллельной работы трансформаторов в наиболее экономичном режиме их работы. Цель изобретени  - повышение устойчивости параллельной работы трансформаторов с различными внешними характеристиками и упрощение перераспределени  нагрузки между трансформаторами дл  поддержани  наибольшего КПД трансформатора. Это достигаетс  введением на каждый транс.форматор двух встречно-параллельно соединенйых тиристоров р-п-р-п-типа 8-13 и п-р-п-р-типа 14- 19исхемыуправлени  автотрансформатором, состо щей из, трансформатора 4 тока, датчика 5 тока, блока 6 сравнени  и усилени  и исполнительного элемента 7. 2 ил.The invention relates to electrical engineering and can be used to ensure stable parallel operation of transformers in the most economical mode of operation. The purpose of the invention is to increase the stability of parallel operation of transformers with various external characteristics and to simplify the load redistribution between transformers to maintain the highest efficiency of the transformer. This is achieved by introducing for each transformer two opposite-parallel connected thyristors pnpn-type 8-13 and pnpn-type 14-19 auto-transformer control circuit consisting of current transformer 4 5 current, block 6 comparison and amplification and actuator 7. 2 Il.

Description

СПSP

сwith

гоgo

0000

оabout

Изобретение относитс  к электротехнике , в частности к устройствам, обеспечивающим устойчивую параллельную работу трансформаторов в наиболее экономичном режиме их работы.The invention relates to electrical engineering, in particular, to devices ensuring stable parallel operation of transformers in the most economical mode of their operation.

Целью изобретени   вл етс  повышение устойчивой параллельной работы трансформаторов с различными внешними характеристиками и упрощение перераспределени  нагрузки между трансформаторами дл  поддержани  наибольшего КПД трансформатора.The aim of the invention is to increase the stable parallel operation of transformers with various external characteristics and to simplify the load redistribution between transformers to maintain the highest efficiency of the transformer.

КПД трансформатора имеет наибольшее значение т/макс при оптимальной нагрузкеThe transformer efficiency has the highest t / max value at optimum load.

Ј Р0/Рк.ном /Ј P0 / Rkom /

ном nom

котора  определ етс  отношением потерь холостого хода и потерь к,з. Рк.ном при номинальной нагрузке.which is determined by the ratio of no-load losses and losses k, h. Rkom at rated load.

Отечественные трансф9рматоры имеют наибольший КПД при нагрузке /Ј 0,5-0,7. Однако в реальных услови х нагрузка измен етс , поэтому установленные трансформаторы при оптимальной нагрузке работают небольшой интервал времени. Предлагаемое устройство позвол ет осуществл ть эксплуатацию трансформаторов при посто нной оптимальной нагрузке с наибольшим КПД.Domestic transfrrmators have the highest efficiency under load / Ј 0.5-0.7. However, under actual conditions, the load varies, therefore, the installed transformers operate at optimal load for a short period of time. The proposed device allows the transformers to be operated at a constant optimal load with the highest efficiency.

На фиг.1 представлена схема устройства дл  регулировани  нагрузкйтрансформа- торов; на фиг.2 - схема блока управлени  тиристорами.FIG. 1 is a diagram of an apparatus for controlling load transformers; 2 is a diagram of a thyristor control unit.

Устройство содержит трехфазный трансформатор 1, трехфазный автотрансформатор 2, сеть 3, измерительные трансформаторы 4 тока, датчик 5 тока, блок 6 сравнени  и усилени , исполнительный элемент 7, незапираемые тиристоры 8-13 с выводами от р-области, незапираемые тиристоры 14-19 с выводами от n-области и трехфазную нагрузку 20. Блоки управлени  тиристоров (фиг.2) содержат диоды 21 и 22, конденсатор 23 и резисторы 24 и 25.The device contains a three-phase transformer 1, a three-phase autotransformer 2, a network 3, current measuring transformers 4, a current sensor 5, a comparison and amplification unit 6, an actuator 7, unlockable thyristors 8-13 with p-region outputs, non-lockable thyristors 14-19 sec terminals from the n-region and three-phase load 20. The thyristor control units (figure 2) contain diodes 21 and 22, a capacitor 23 and resistors 24 and 25.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Первичные обмотки трансформатора 1 и автотрансформатора 2 подключены к сети, а вторичные обмотки - к общей нагрузке через дополнительно введенные по два на каждый вывод (фазу) вторичной обмотки трансформатора встречно-параллельно соединенные незапираемые тиристоры, с блоками управлени , причем один из тиристоров с выводом от р-области присоединен катодом к выводу вторичной обмотки трансформатора и аноду второго тиристораThe primary windings of transformer 1 and autotransformer 2 are connected to the network, and the secondary windings are connected to the common load through additionally introduced two for each output (phase) of the secondary windings of the transformer, counter-parallel connected non-lockable thyristors, with control units, one of the thyristors with output from p-region is connected by a cathode to the output of the secondary winding of the transformer and the anode of the second thyristor

с выводом от n-области, анод тиристора с выводом от р-области присоединен к нагрузке и катоду тиристора с выводом от п- области, блоки управлени  тиристоров,with the output from the n-region, the thyristor anode with the output from the p-region is connected to the load and the cathode of the thyristor with the output from the p-region, the thyristor control units,

состо щие из диода, конденсатора и двух последовательно включенных резисторов, присоединены к выводам вторичной обмотки трансформаторов.consisting of a diode, a capacitor and two series-connected resistors, are connected to the terminals of the secondary winding of the transformers.

Незапираемые тиристоры позвол ютNon-lockable thyristors allow

осуществл ть практически независимый режим работы каждого трансформатора, ликвидируют уравнительные токи и позвол ю поддерживать требуемое (заданное) распределение нагрузки между трансформаторами , работающими параллельно на одну общую нагрузку.carry out a practically independent mode of operation of each transformer, eliminate equalizing currents and allow maintaining the required (specified) load distribution between transformers operating in parallel for one common load.

Перевод тока нагрузки осуществл етс  изменением вторичного напр жени , автотрансформатора 2. Увеличение вторичного напр жени  автотрансформатора 2 приводит к увеличению тока нагрузки автотрансформатора и уменьшению тока вторичной обмотки трансформатора 1. Уменьшение вторичного напр жени  автотрансформатора 2 приводит к увеличению тока вторичнойThe load current is transferred by changing the secondary voltage of the autotransformer 2. An increase in the secondary voltage of the autotransformer 2 leads to an increase in the load current of the autotransformer and a decrease in the current of the secondary winding of the transformer 1. A decrease in the secondary voltage of the autotransformer 2 leads to an increase in the secondary current

обмотки трансформатора 1. Таким образом можно разгружать любой из трансформаторов до холостого хода, причем переход любого из трансформаторов в.. режим потребител  энергии исключаетс , тиристоры не пропускают ток обратного направлени .transformer windings 1. Thus, it is possible to unload any of the transformers to idle, the transition of any transformer to the power consumer mode is excluded, the thyristors do not allow the reverse current to flow.

В предлагаемом устройстве эксплуатаци  трансформатора 1 осуществл етс  при посто нном оптимальном токе нагрузки1 сIn the proposed device, the operation of the transformer 1 is carried out at a constant optimal load current 1 s

наибольшим КПД. Изменение тока нагрузки трансформатора 1 автоматически вызывает изменение величины напр жени  автотрансформатора 2 с помощью регулирующей цепочки . Сигнал, пропорциональный токуhighest efficiency. A change in the load current of the transformer 1 automatically causes a change in the voltage value of the autotransformer 2 by means of a control chain. Current proportional signal

нагрузки, снимаетс  с датчика 5 тока, сравниваетс  с уставкой, соответствующей оптимальной нагрузке Трансформатора 1, а отклонение усиливаетс  блоком 6. Этот сигнал поступает на исполнительный элемент,load, is removed from current sensor 5, is compared with the setpoint corresponding to the optimal load of Transformer 1, and the deviation is amplified by block 6. This signal goes to the actuator,

который воздействует на положение регул тора величины напр жени  вторичной обмотки автотрансформатора 2 и происходит перераспределение нагрузки между трансформаторами . При этом автотрансформатор 2 воспринимает на себ  изменение нагрузки, т.е. работает с измен ющейс  нагрузкой , а нагрузка трансформатора 1 оста- етс  посто нной. Автотрансформатор 2 имеет значительно меньшую мощность поwhich affects the position of the voltage regulator of the secondary winding of the autotransformer 2 and the load is redistributed between the transformers. In this case, the autotransformer 2 perceives the load change itself, i.e. operates with varying load, and the load of transformer 1 remains constant. Autotransformer 2 has a significantly lower power

сравнению с трансформатором, поэтому потери в нем сравнительно не велики. Суммар- ные потери в трансформаторе 1 и автотрансформаторе 2 меньше, чем., потериcompared with a transformer, so the losses in it are relatively small. The total losses in transformer 1 and autotransformer 2 are less than., Losses

в одиночном трансформаторе, работающем при всей (полной) измен ющейс  нагрузке.in a single transformer operating at full (full) varying load.

Кроме того, улучшаетс  качество электроэнергии , автотрансформатор поддерживает напр жение неизменным при изменени х нагрузки. При увеличении на- грузки напр жение обычно несколько уменьшаетс . Автотрансформатор переводит дополнительную нагрузку на себ , уве- личива  свою ЭДС, тем самым поддерживает напр жение на нагрузке по- сто нным...In addition, the quality of the power is improved, the auto-transformer maintains the voltage unchanged during load changes. As the load increases, the voltage usually decreases slightly. The autotransformer transfers an additional load to itself, increasing its emf, thereby maintaining the voltage on the load with a constant ...

Работа защиты от уравнительных токов по сн етс  на фиг.2. Ток нагрузки трансформатора в первую половину периода проходит от начала фазы А вторичной обмотки трансформатора через открытый тиристор 14, нагрузку 20 к концу фазы X. Во вторую половину периода ток нагрузки трансформатора проходит от конца фазы У через нагрузку 20, открытый тиристор 8 к началу фазы А вторичной обмотки трансформатора . Аналогично проходит ток в фазах В и С. При этом тиристоры выполн ют роль вентильных ключей, замыкающихс  на врем  одного полупериода и размыкающихс  на врем  второго полупериода переменного тока..The protection operation against surge currents is illustrated in FIG. The load current of the transformer in the first half of the period passes from the beginning of phase A of the secondary winding of the transformer through the open thyristor 14, the load 20 to the end of phase X. In the second half of the period the load current of the transformer passes from the end of phase U through the load 20, open thyristor 8 to the beginning of phase A transformer secondary winding. Current flows in phases B and C in the same way. In this case, the thyristors act as gate switches that are closed for the duration of one half period and open for the second half period of alternating current.

В течение первого (положительного) полупериода тиристор 8 закрыт (ключ разомкнут ), так как диод 21 закрыт и обратное напр жение на управл ющем электроде тиристора отсутствует. В течение второго (отрицательного ) полупериода при по влении небольшого пр мого анодного напр жени  тиристор 8 открываетс  через резисторы 24 и 25 и открытый диод 21 и остаетс  открытым до уменьшени  переменного (синусоидального ) тока нагрузки до нулевого значени . После этого напр жение на тиристоре 8 вновь становитс  обратным и он запираетс . Аналогично происходит закрытие и открытие тиристора 14, но в другие полупериоды, т.е. тиристор 14 закрыт в то врем , когда открыт тиристор 8.During the first (positive) half cycle, the thyristor 8 is closed (the key is open), since the diode 21 is closed and there is no reverse voltage on the control electrode of the thyristor. During the second (negative) half cycle, when a small direct anodic voltage appears, the thyristor 8 opens through resistors 24 and 25 and open diode 21 and remains open until the alternating (sinusoidal) load current is reduced to zero. After this, the voltage on the thyristor 8 again becomes reverse and it is locked. Similarly, the thyristor 14 closes and opens, but during the other half periods, i.e. thyristor 14 is closed while thyristor 8 is open.

В цепь управл ющих электродов тири- сторов включен конденсатор 23 дл  открыти  тиристоров при наименьшем пр мом анодном напр жении (конденсатор 23 и резисторы 24 и 25 образуют фа5осдвигающую цепочку). Резисторы 24 и 25 ограничивают величину пр мого тока управл ющего электрода .; „A capacitor 23 is connected to the thyristor control electrode circuit to open the thyristors at the lowest direct anode voltage (the capacitor 23 and the resistors 24 and 25 form a 5-shift circuit). Resistors 24 and 25 limit the forward current of the control electrode.; „

Цепь управлени  тиристоров подключена непосредственно к выводам вторичной обмотки трансформаторов. При таком вклю- чении цепи управлени  тиристоров врем  включени  тиристоров не зависит ни от величины , ни от характера нагрузки 20, при этом сохран етс  синусоидальность формыThe thyristor control circuit is connected directly to the terminals of the secondary winding of the transformers. With such an inclusion of the thyristor control circuit, the turn-on time of the thyristors does not depend on either the magnitude or the nature of the load 20, while the sinusoidal shape of

напр жени  на нагрузке. Кроме того, любой из тиристоров, вход щий в пару комплементарных тиристоров (один с выводом от р-об- ласти p-n-p-n-типа, второй с выводом от п-области n-p-n-p-типа может быть заменен симметричным тиристором - симистором без изменени  цепи управлени .voltage on the load. In addition, any of the thyristors included in a pair of complementary thyristors (one with output from the pn-pn-type p-region, the second with npn-p-type p-region can be replaced by a symmetrical thyristor-triac without changing the control circuit.

Предлагаемое устройство позвол ет использовать дл  параллельной работы транс- форматоры с разными внешними характеристиками в оптимальном режиме работы. Устройство может быть использовано дл  включени  как трехфазных, так и однофазных трансформаторов и автотрансформаторов .The proposed device allows the use of transformers with different external characteristics for optimal operation in parallel operation. The device can be used to turn on both three-phase and single-phase transformers and autotransformers.

Claims (1)

Формула изобретени  Устройство дл  регулировани  нагрузки , содержащее параллельно включенные трансформатор и автотрансформатор с регул тором величины напр жени  вторичной обмотки, блоки защиты от уравнительных токов, отличающеес  тем, что, с целью повышени  устойчивой параллельной работы трансформаторов с различными внешними характеристиками и упрощени  перераспределени  нагрузки между трансформаторами дл  поддержани  наибольшего КПД трансформатора, введены последовательно включенные измерительные трансформаторы тока, датчик тока, блок сравнени  и усилени  и исполнительный элемент, причем измерительные трансформаторы тока включены во вторичные обмотки трансформатора, а исполнительный элемент подключен к регул тору величины напр жени  вторичной обмотки автотрансформатора , первичные обмотки трансформаторов подключены к источнику питани , а вторичные обмотки трансформаторов подключены к выводам дл  подключени  нагрузки через блоки защиты от уравнительных токов, которые выполнены в виде встречно-параллельно соединенных незапираемых тиристоров р-п-р-п- и п-р-п- р-типов с блоками управлени , причем катод тиристора с выводом от р-области подключен к аноду тиристора с выводом от п-области и к выводу вторичной обмотки трансформатора, анод тиристора с выводом от р-области подключен к катоду.тиристора с выводом от п-области и к выводу дл  подключени  нагрузки, блоки управлени  тиристоров выполнены из двух диодов, двух последовательно включенных резисторов и конденсатора, причем первый диод соединен катодом с выводом тиристора от р-области , второй диод подключен анодом к выводу тиристора от п-области, анод первого диода подключен к катоду второго диодаApparatus for controlling the load, comprising a parallel-connected transformer and an autotransformer with a secondary voltage regulator, protection blocks against equalizing currents, characterized in that in order to increase the stable parallel operation of transformers with different external characteristics and simplify the load redistribution between transformers In order to maintain the highest efficiency of the transformer, sequentially connected measuring current transformers, date A current ticker, a comparison and amplification unit and an actuator, the measuring transformers of the current are included in the secondary windings of the transformer, and the actuator is connected to the voltage regulator of the secondary windings of the autotransformer, the primary windings of the transformers are connected to the power supply, and the secondary windings of transformers are connected to the terminals for connecting the load through protection blocks against equalizing currents, which are made in the form of counter-parallel connected non-lockable thyristors pp -p-p- and pn-p-p-types with control units, the thyristor cathode with its output from the p-region is connected to the thyristor anode with the output from the p-region and to the output of the secondary winding of the transformer, the anode of the thyristor with output from p-area connected to the cathode. thyristor with output from the p-region and to the output for connecting the load, the thyristor control units are made of two diodes, two series-connected resistors and a capacitor, the first diode connected by a cathode with a thyristor output from the p-region, the second the diode is connected by an anode to the output of a thyristor about t p-region, the anode of the first diode is connected to the cathode of the second diode и к одному из выводов резистора, параллельно которому включен конденсатор, вывand to one of the terminals of the resistor, in parallel with which the capacitor is connected, -JҐ-JҐ Л21 552L21 552 вод другого резистора подключен к выводу вторичной обмотки трансформатора. .Water of another resistor is connected to the output of the secondary winding of the transformer. . -JҐ-JҐ fflua.2fflua.2