Регулятор несимметричного напряжения

Полезная модель относится к автоматическим устройствам для регулирования напряжения в электрических сетях и может быть использована в сетях с трехфазной несимметричной системой напряжений и, в частности, на тяговых подстанциях переменного тока электрических железных дорог. Цель - упрощение устройства. Для этого введен четвертый симисторный оптрон и тогда все четыре симисторных оптрона периодически переключаются под управлением коммутатора-распределителя, и на исполнительный орган (регулятор вторичного напряжения трансформатора с РПН) поступают по очереди напряжения всех трех фаз несимметричного напряжения. При выходе напряжения из зоны нечувствительности коммутатор-распределитель останавливается и начинает работать регулятор вторичного напряжения трансформатора.

Полезная модель относится к автоматическим устройствам для регулирования напряжения в электрических сетях и может быть использована в сетях с трехфазной несимметричной системы напряжений, и, в частности, на тяговых подстанциях переменного тока электрических железных дорог.

Варианты блоков автоматического регулирования напряжения трансформаторов с регуляторами напряжения под нагрузкой (РПН) тяговых подстанций переменного тока железных дорог представлены в [1], где рассмотрены регуляторы вторичного напряжения трансформатора.

Известен по изобретению [2] Регулятор переменного напряжения, предназначенный для управления режимом несимметричного напряжения тяговой подстанции переменного тока. Такие регуляторы могут работать на тяговых подстанциях совместно с промышленно изготовленными регуляторами напряжения трансформатора (например, РКТ.01), используемые в сетях симметричного напряжения. Указанное изобретение принимаем за прототип, в соответствие с которым рассматриваем: Регулятор несимметричного напряжения, подключенный к выводам «а, в, с» трехфазной несимметричной системы напряжений, содержащий генератор тактовых импульсов,, исполнительный орган с двумя клеммами входа и одним выходом, и с подключенным параллельно ему пороговым органом среднего значения напряжения, первый, второй и третий симисторные оптроны, подключенные своими входами соответственно к выводам «а, в, с», а управляющие входы которых через три усилителя подключены к трем выходам коммутатора-распределителя, вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу элемента И, при этом один из его входов соединен с генератором тактовых импульсов, а другой - с выходом порогового органа.

Недостаток прототипа [2]: наличие двух переходных трансформаторов, что усложняет устройство.

Цель изобретения: упрощение устройства путем изъятия указанных переходных трансформаторов.

Для реализации цели введен четвертый симисторный оптрон с усилителем и сформирован четвертый выход коммутатора-распределителя, причем четвертый симисторный оптрон подключен к выводу «с» несимметричной системы напряжений, а усилитель подключен к четвертому выходу коммутатора-распределителя, выходы первого и второго симисторных оптронов подключены к одной клемме входа исполнительного органа, а выходы третьего и четвертого симисторных оптронов подключены к другой клемме входа исполнительного органа.

Схема устройства представлена на рис. 1, где приняты следующие обозначения:

1 - выводы а, в, с трехфазной несимметричной системы напряжений вторичных обмоток трансформаторов напряжения тяговых подстанций;

2, 3, 4, 5 - соответственно первый, второй, четвертый и третий симисторные оптроны;

6 - пороговый орган;

7 - исполнительный орган (регулятор вторичного напряжения трансформатора);

8, 9, 10, 11 - соответственно первый, второй, четвертый и третий усилители;

12 - коммутатор-распределитель;

13 - формирователь импульсов;

14 - элемент И;

15 - генератор тактовых импульсов;

16 - соединение выхода исполнительного органа с приводом РГШ трансформатора.

Схема работает следующим образом. Генератор тактовых импульсов 15 через элемент И 14 и формирователь импульсов 13 подает импульсы на коммутатор-распределитель 12, который через усилители 8, 9, 10, 11 поочередно подключает симисторные оптроны 2 и 4, затем симисторные оптроны оптроны 2 и 5 затем симисторные оптроны 3 и 5. Далее процесс повторяется. При этом на вход исполнительного органа 7 (регулятора вторичного напряжения трансформатора) поступает напряжение: ав, затем са и наконец вс. Длительность действия каждого напряжения - 3 сек. Как только сработает пороговый элемент (при превышении максимально допустимого значения напряжения или при снижении напряжения менее минимального напряжения) он прекратит подачу сигнала на второй вход элемента И 14, который прекратит подачу тактовых импульсов через 13, 12 и усилители 8, 9, 10, 11 на симисторные оптроны.

В работе останутся те симисторные оптроны, которые формировали напряжение на исполнительный орган 7, когда сработал пороговый элемент 6. Далее будет работать исполнительный орган 7, который с выдержкой времени даст команду на привод РПН трансформатора по цепи 16. Таким образом, при выходе напряжения из зоны нечувствительности коммутатор-распределитель 12 останавливается и начинает работать исполнительный орган 7 (регулятор напряжения трансформатора). Пороговый орган проще всего выполнить двумя параллельно включенными реле максимального и реле минимального напряжения. В связи с несимметрией напряжений на тяговой подстанции целесообразно (если нет особых требований) установить уставки максимального и минимального напряжения 28 и 25 кВ.

В качестве симисторных оптронов целесообразно использовать МОС3061 (коммутируемый ток нагрузки 100-300 мА, ток управления 5-15 мА) [3]. Для исполнительного органа 7 (регулятора вторичного напряжения трансформатора) применим, например, РКТ.01 [4], используемый в сетях с симметричной нагрузкой, который может управлять двумя-тремя параллельно включенными трансформаторами. В качестве формирователя импульсов 13 возможно использовать микроконтроллер серии Atmel AVR8.

Технико-экономический эффект состоит в возможности использования одного регулятора напряжения РКТ.01 на трехфазный трансформатор вместо трех по трем фазам при несимметричном напряжении тяговой подстанции.

При рассмотрении этой заявки целесообразно ознакомиться с заявкой 2014110281 от 18.03.14.

Источники информации

1. Герман Л.., Серебряков А.С. - Регулируемые установки емкостной компенсации в системах тягового электроснабжения железных дорог. Монография. М.: МИИТ, - 2012

2. Изобретение 864490 от 14.11.79 Регулятор переменного напряжения (авторы Герман Л.А., Синицына Л.А., Хотовник В.А.). Опубл. 15.09.81, бюлл. 34.

3. Федоров Ю.Н. Справочник инженера по АСУ ТП: Проектирование и разработка. 2008, 928 с.

4. Регулятор напряжения трансформатора РКТ.01. Руководство по эксплуатации. НПЦМ-421413.002РЭ. 44 с.

Регулятор несимметричного напряжения, подключенный к выводам "а,в,с" трехфазной несимметричной системы напряжений, содержащий генератор тактовых импульсов, исполнительный орган с двумя клеммами входа и одним выходом, и с подключенным параллельно ему пороговым органом среднего значения напряжения, первый, второй и третий симисторные оптроны, подключенные своими входами соответственно к выводам "а,в,с", а управляющие входы которых через три усилителя подключены к трем выходам коммутатора-распределителя, вход которого через формирователь импульсов подключен к выходу элемента И, при этом один из его входов соединен с генератором тактовых импульсов, а другой - с выходом порогового органа, отличающийся тем, что введен четвертый симисторный оптрон с усилителем и сформирован четвертый выход коммутатора-распределителя, причем четвертый симисторный оптрон подключен к выводу "с" несимметричной системы напряжений, а усилитель подключен к четвертому выходу коммутатора-распределителя, выходы первого и второго симисторных оптронов подключены к одной клемме входа исполнительного органа, а выходы третьего и четвертого симисторных оптронов подключены к другой клемме входа исполнительного органа.

РИСУНКИ