СТАБИЛИЗАТОР ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ

СТАБИЛИЗАТОР ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ


RU (11) 2178232 (13) C2

(51) 7 H02M5/257, G05F1/30 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 11.01.2009 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 2000102849/09 
(22) Дата подачи заявки: 2000.02.04 
(24) Дата начала отсчета срока действия патента: 2000.02.04 
(45) Опубликовано: 2002.01.10 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: RU 2117981 C1, 20.08.1998. RU 2070732 C1, 20.12.1996. US 4891569 A, 20.08.1982. 
(71) Заявитель(и): Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет 
(72) Автор(ы): Климаш В.С. 
(73) Патентообладатель(и): Комсомольский-на-Амуре государственный технический университет 

(54) СТАБИЛИЗАТОР ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ 

Предлагается устройство для стабилизации напряжения на высокой стороне трансформаторных подстанций объектов промышленности, агропромышленного комплекса, предусматривающих подключение электронагревательных элементов для отопления помещений, нагрева воды и т. п. Технический результат - повышение энергетических показателей подстанции. Стабилизатор трехфазного напряжения содержит вольтодобавочный трансформатор и трехфазный тиристорный ключ, включенный в рассечку звезды вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора, подключенной к вторичной обмотке главного трансформатора. Первичные обмотки главного и вольтодобавочного трансформаторов соединены последовательно. К зажимам трансформаторного тиристорного ключа подключен еще один нагревательный элемент, который дополняет работу основных нагревателей, имеющихся у потребителей трансформаторных подстанций. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Предлагаемое техническое решение относится к электротехнике, в частности к электроэнергетическим системам, и может быть использовано для стабилизации напряжения на высокой стороне трансформаторных подстанций пром- и агропромпредприятий, предусматривающих подключение термоэлектронагревателей для отопления помещений, нагрева воды и т. п. , а также объектов пищевой промышленности, в технологических процессах которых требуется непрерывная подача пара.

Известен стабилизатор трехфазного напряжения по а. с. СССР 1056394, 6 Н 02 М 5/257, 1983, который взят за прототип. Он содержит вольтодобавочный и вольтовычетающий трансформаторы и трехфазный тиристорный ключ, подключающий вторичную обмотку вольтодобавочного трансформатора к выходным зажимам трансформаторной подстанции или к зажимам нагрузки, между которыми включены последовательно соединенные первичные обмотки вольтодобавочного и вольтовычетающего трансформаторов.

При изменении длительности проводящего состояния трехфазного тиристорного ключа устройство обеспечивает плавное регулирование напряжения на низкой стороне трансформаторной подстанции вверх и вниз относительно его номинального значения за счет плавного изменения величины и смены знака магнитного потока вольтодобавочного трансформатора, работающего в режиме двойного питания.

К недостаткам устройства следует отнести низкие энергетические показатели главного трансформатора подстанции вследствие включения стабилизатора на его низкой стороне, а также увеличение потерь в вольтовычетающем трансформаторе и возникновение перенапряжений на тиристорном ключе на каждом полупериоде сетевого напряжения вследствие работы вольтовычетающего трансформатора в дроссельном режиме.

Задачей изобретения является повышение коэффициентов мощности и полезного действия главного трансформатора подстанции, рациональное использование энергии потерь вольтодобавочного трансформатора, устранение перенапряжении на тиристорном ключе и упрощение устройства.

Технический результат от решения поставленной задачи заключается в повышении энергетических показателей подстанции, снижении массы и габаритов стабилизатора и ограничении величины обратного напряжения на тиристорном ключе.

Решение поставленной задачи достигается тем, что трехфазный тиристорный ключ шунтирован дополнительным электронагревательным элементом, а первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена в цепь первичной обмотки главного трансформатора.

Стабилизатор трехфазного напряжения представлен на чертеже.

Он содержит главный 1 и вольтодобавочный 2 трансформаторы подстанции, трехфазный тиристорный ключ 3 с системой управления 4, датчик отклонения напряжения 5 нагрузки, электронагреватель 6 с основным 7 и дополнительным 8 элементами, сеть 9 и нагрузку 10.

Первичные обмотки главного и вольтодобавочного трансформаторов 1 и 2 соединены последовательно и подключены к сети 9. Вторичная обмотка главного трансформатора 1 соединена в звезду с нулевым проводом и подключена к нагрузке 10, в состав которой входит электронагреватель 6 с основным элементом 7. Одни выводы вторичной обмотки вольтодобавочного трансформатора 2 подключены к нагрузке 10, а другие - к трехфазному тиристорному ключу 3 и к дополнительному элементу 8 электронагревателя 6. Выход датчика 5 отклонения напряжения нагрузки подключен к управляющему входу системы управления 4 трехфазным тиристорным ключом 3. В зависимости от типа применяемого в устройстве трехфазного тиристорного ключа 3 система управления 4 может быть асинхронной или синхронизированной (см. на чертеже пунктирную линию) с сетью.

Устройство работает следующим образом.

При пониженном напряжении в сети 9 трехфазный тиристорный ключ 3 включен и вольтодобавочный трансформатор 2 повышает напряжение на входе главного трансформатора 1 и на нагрузке 10 до заданного уровня за счет наведения на первичной обмотке вольтодобавочного трансформатора 2 ЭДС, синфазную с напряжением нагрузки 10. В режиме полной вольтодобавки дополнительный элемент 8 электронагревателя 6 закорочен открытым тиристорным ключом 3 и обесточен, т. е. вспомогательный электронагреватель отсутствует.

При повышении напряжения в сети 9 устройство уменьшает длительность проводящего состояния трехфазного тиристорного ключа 3 внутри каждого полупериода напряжения нагрузки. При этом происходит изменение величины и фазы основного магнитного потока вольтодобавочного трансформатора 2 и на его первичной обмотке наводится противофазная по отношению к напряжению сети ЭДС, сохраняющая тем самым напряжение на нагрузке 10. При этом на интервалах запертого состояния тиристоров трехфазного тиристорного ключа 3 в работу вступает дополнительный элемент 8 электронагревателя 6.

Величина сопротивления дополнительного нагревательного элемента 8 выбирается из условия обеспечения нижнего предела стабилизации, при котором трехфазный тиристорный ключ 3 полностью выключен. Дополнительный нагревательный элемент 8 в режиме полного вольтовычета устраняет дроссельный режим вольтодобавочного трансформатора 2 и выполняет роль защиты трехфазного тиристорного ключа 3 от перенапряжений.

Наиболее рациональной областью применения являются молокозаводы, мясокомбинаты с двух- и трехтрансформаторными подстанциями, в производстве которых используются импортные автоматические линии, требующие высокого качества питающего напряжения, а в технологическом процессе используются нагревательные элементы для производства горячей воды и пара. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



Стабилизатор трехфазного напряжения на высокой стороне главного трансформатора подстанции, в состав потребителей которой входят основные электронагревательные элементы, содержащий вольтодобавочный трансформатор с вторичной обмоткой, подключенной к нагрузке посредством трехфазного тиристорного ключа с асинхронной или синхронизированной с сетью системой управления, отличающийся тем, что трехфазный тиристорный ключ шунтирован дополнительным электронагревательным элементом, а первичная обмотка вольтодобавочного трансформатора включена в цепь первичной обмотки главного трансформатора.