RU2689111C1 - Voltage control device - Google Patents
Voltage control device Download PDFInfo
- Publication number
- RU2689111C1 RU2689111C1 RU2018122748A RU2018122748A RU2689111C1 RU 2689111 C1 RU2689111 C1 RU 2689111C1 RU 2018122748 A RU2018122748 A RU 2018122748A RU 2018122748 A RU2018122748 A RU 2018122748A RU 2689111 C1 RU2689111 C1 RU 2689111C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- switching nodes
- taps
- thyristor switch
- transformer
- switching
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005868 electrolysis reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M5/00—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases
- H02M5/02—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC
- H02M5/04—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters
- H02M5/22—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M5/25—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means
- H02M5/257—Conversion of AC power input into AC power output, e.g. for change of voltage, for change of frequency, for change of number of phases without intermediate conversion into DC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a thyratron or thyristor type requiring extinguishing means using semiconductor devices only
-
- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
- G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
- G05F1/10—Regulating voltage or current
- G05F1/12—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC
- G05F1/14—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is AC using tap transformers or tap changing inductors as final control devices
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике, в частности, к преобразовательной технике, и может найти применение для регулирования напряжения преобразовательных трансформаторов.The invention relates to electrical engineering, in particular, to converter equipment, and can be used to control the voltage of converter transformers.
Известно устройство для регулирования напряжения, содержащее трансформатор, одна из обмоток которого содержит в каждой фазе соединенные последовательно основную и регулировочную части, по крайней мере, два коммутирующих узла, один из которых соединен с отводом регулировочной части, а другой коммутирующий узел соединен с крайним выводом регулировочной части, при этом каждый коммутирующий узел содержит тиристорный ключ, концы коммутирующих узлов соединены между собой, образуя общую точку, соединенную с общими точками коммутирующих узлов других фаз, а в каждой фазе между ответвлением регулировочной части и тиристорным ключом включен трансформатор тока [Л.1].A device for voltage regulation is known, which contains a transformer, one of the windings of which contains in each phase the main and regulating parts connected in series, at least two switching nodes, one of which is connected to the tap of the regulating part, and the other switching node is connected to the extreme output of the adjusting parts, with each switching node contains a thyristor key, the ends of the switching nodes are interconnected, forming a common point connected to the common points of the switching node in other phases, and in each phase between the branch portion and the adjusting key is included thyristor current transformer [L.1].
Устройство для регулирования напряжения по [Л.1] характеризуется относительно невысокой надежностью вследствие наличия многоступенчатого переключателя.A device for voltage regulation according to [Л.1] is characterized by a relatively low reliability due to the presence of a multi-stage switch.
Известно также устройство для регулирования напряжения, содержащее трансформатор, одна из обмоток которого содержит в каждой фазе соединенные последовательно основную и регулировочные части, коммутирующие узлы, каждый из которых содержит тиристорный ключ и подключен к соответствующему отводу регулировочной части, имеющему витки, при этом коммутирующие узлы объединены в две группы таким образом, что первая группа образована из коммутирующих узлов четных отводов, а вторая группа - из коммутирующих узлов нечетных отводов, при этом каждая из двух групп соединена с началом одного из двух дополнительных тиристорных ключей, концы дополнительных тиристорных ключей соединены между собой, образуя общую точку, которая соединена с общими точками дополнительных тиристорных ключей других фаз, а к дополнительному тиристорному ключу четной группы каждой фазы подключен неуправляемый реактор [Л.2].It is also known a device for voltage regulation, containing a transformer, one of the windings of which contains in each phase the main and regulating parts connected in series, switching nodes, each of which contains a thyristor key and connected to a corresponding tap of the regulating part having coils, and the switching nodes are combined into two groups in such a way that the first group is formed from the switching nodes of even taps, and the second group - from the switching nodes of odd taps, each of the two groups are connected to the beginning of one of the two additional thyristor switches, the ends of the additional thyristor switches are interconnected, forming a common point that is connected to common points of the additional thyristor switches of other phases, and an unmanaged reactor [L .2].
Устройство для регулирования напряжения по [Л.2] характеризуется относительно невысокой надежностью вследствие наличия избыточного количества дополнительных тиристорных ключей, практически не оказывающих существенного влияния на ход технологического процесса.A device for voltage regulation according to [Л.2] is characterized by a relatively low reliability due to the presence of an excessive amount of additional thyristor switches, which have practically no significant effect on the process flow.
Изобретением решается задача создания устройства для регулирования напряжения, характеризующегося высокой надежностью и относительной простотой конструкции благодаря сведению к минимуму количества тиристорных ключей при определенном соединении блоков и элементов устройства между собой при обеспечении плавного регулирования напряжения и возможности многоступенчатого глубокого регулирования напряжения.The invention solves the problem of creating a device for voltage regulation, characterized by high reliability and relative simplicity of construction due to minimizing the number of thyristor switches with a certain connection of blocks and elements of the device with each other while ensuring smooth voltage regulation and the possibility of multi-stage deep voltage regulation.
Для решения поставленной задачи в устройстве для регулирования напряжения, содержащем трансформатор, одна из обмоток которого содержит в каждой фазе соединенные последовательно основную и регулировочную части, коммутирующие узлы, каждый из которых содержит тиристорный ключ и подключен к соответствующему отводу регулировочной части, имеющему витки, дополнительный тиристорный ключ, при этом коммутирующие узлы объединены в две группы таким образом, что первая группа образована из коммутирующих узлов нечетных отводов, соединенных с началом дополнительного тиристорного ключа, а вторая группа образована из коммутирующих узлов четных отводов, предложено, согласно настоящему изобретению, конец дополнительного тиристорного ключа соединить с коммутирующими узлами четных отводов, образуя общую точку, соединить эту общую точку с общими точками коммутирующих узлов других фаз, а неуправляемый реактор подключить к дополнительному тиристорному ключу, соединенному с коммутирующими узлами нечетных отводов.To solve the problem, a voltage control device containing a transformer, one of the windings of which contains in each phase main and regulating parts connected in series, switching nodes, each of which contains a thyristor key and is connected to the corresponding tap of the regulating part having coils, an additional thyristor key, with the switching nodes combined into two groups in such a way that the first group is formed from the switching nodes of odd taps connected to the beginning scrap of the additional thyristor key, and the second group is formed from the switching nodes of even taps, it was proposed, according to the present invention, to connect the end of the additional thyristor switch with the switching nodes of even taps, forming a common point, to connect this common point with the common points of the switching nodes of other phases, and the uncontrolled connect the reactor to an additional thyristor key connected to the switching nodes of odd taps.
Изобретение поясняется на примере выполнения чертежами (фиг. 1 и 2), на которых соответственно представлены:The invention is illustrated on the example of the implementation of the drawings (Fig. 1 and 2), on which respectively are presented:
- на фиг. 1 - принципиальная схема заявляемого устройства для регулирования напряжения;- in fig. 1 is a schematic diagram of the inventive device for voltage regulation;
- на фиг. 2 (а и б) - процесс регулирования напряжения на примере работы устройства в одной фазе 3 трансформатора 1 (фиг. 1).- in fig. 2 (a and b) - the process of voltage regulation on the example of operation of the device in one
Устройство для регулирования переменного напряжения содержит трехфазный трансформатор 1, имеющий первичную обмотку 2.A device for regulating AC voltage contains a three-
Первичная обмотка 2 в каждой из фаз 3, 4, 5 имеет основную 6 и регулировочную 7 части, соединенные последовательно в каждой фазе 3, 4, 5.The
Устройство содержит также четыре коммутирующих узла 8, 9, 10 и 11, каждый из которых содержит тиристорный ключ 12, состоящий из встречно параллельно включенных тиристоров 13.The device also contains four
Каждый из коммутирующих узлов 8, 9, 10 и 11 подключен к соответствующему отводу 14, 15, 16, 17 регулировочной части 7 в каждой из фаз 3, 4, 5 первичной обмотки 2 трансформатора 1. В представленном на фиг. 1 варианте реализации изобретения число отводов регулировочной обмотки равно четырем, т.е. четное. В других вариантах реализации изобретения общее число отводов регулировочной части первичной обмотки зависит от глубины регулирования напряжения и может быть любым: как четным, так и нечетным.Each of the
Коммутирующие узлы 8, 9, 10, 11 объединены в две группы 18 и 19 таким образом, что первая группа 19 образована из нечетных отводов 15 и 17, а вторая группа 18 образована из четных отводов 14 и 16.The
Первая группа отводов 19 соединена с началом дополнительного тиристорного ключа 20, группа отводов 18 соединена с концом дополнительного тиристорного ключа 20, образуя общую точку 21, соединенную с общими точками 21 других фаз 4, 5 трансформатора 1.The first group of
К дополнительному тиристорному ключу 20 нечетной группы подключен неуправляемый реактор 22.To the
Регулирование напряжения посредством устройства для регулирования напряжения заключатся в следующем.Voltage regulation by means of a voltage regulation device is as follows.
В исходном положении (фиг. 2, а) дополнительный тиристорный ключ 20 и тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 11 открыты (на фиг. 2, а, заштрихованы). Входное напряжение приложено к максимальному числу витков основной (нерегулируемой) части 6 и регулировочной (регулируемой) части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1. При этом напряжение на выходе трансформатора 1 минимальное.In the initial position (Fig. 2, a), the
Для повышения напряжения на выходе трансформатора 1 необходимо закрыть дополнительный тиристорный ключ 20, открыть тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 10 (фиг. 2, б). В контуре между выводами 16 и 17 регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1, открытым тиристорным ключом 12 коммутирующего узла 10, неуправляемым реактором 22 и тиристорным ключом 12 коммутирующего узла 11, протекает циркулирующий ток, ограниченный сопротивлением неуправляемого реактора 22 и сопротивлением между выводами 16 и 17 регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1.To increase the voltage at the output of the
Следующим этапом закрывается тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 11. Питание входного напряжения трансформатора 1 через открытые тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 10 подается через отвод 16 на регулировочную часть 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1. Число витков первичной обмотки 2 трансформатора 1 уменьшилось, что привело к повышению выходного напряжения трансформатора 1.The next stage closes the
Для дальнейшего повышения выходного напряжения трансформатора 1 необходимо перевести питание входного напряжения трансформатора 1 с отвода 16 на отвод 15 регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1.To further increase the output voltage of the
В исходном положении открыты тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 10; закрыты дополнительный тиристорный ключ 20 и тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 11.In the initial position, the
Для перевода питания входного напряжения трансформатора 1 с отвода 16 на отвод 15 регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1 необходимо открыть тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 9. В контуре между отводами 15 и 16 регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1, открытым тиристорным ключом 12 коммутирующего узла 9, неуправляемым реактором 22 и открытым тиристорным ключом 12 коммутирующего узла 10, протекает циркулирующий ток, ограниченный сопротивлением неуправляемого реактора 22 и сопротивлением между отводами 15 и 16 регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1.To convert the input voltage of the
Следующим этапом закрывается тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 10 и открывается дополнительный тиристорный ключ 20. Такая процедура при дальнейшем повышении выходного напряжения повторяется.The next stage closes the
Для понижения выходного напряжения трансформатора 1 необходимо увеличить число витков первичной обмотки 2 трансформатора 1, т.е. перевести питание входного напряжения трансформатора 1 с отвода 16 на отвод 17 или с отвода 15 на отвод 16 и т.п.регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1.To lower the output voltage of
Процесс понижения выходного напряжения трансформатора 1 по сравнению с процессом повышения выходного напряжения трансформатора 1 осуществляется в обратной последовательности.The process of lowering the output voltage of the
Итак, исходное положение: открыты дополнительный тиристорный ключ 20 и тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 9; закрыт тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 10. Необходимо закрыть дополнительный тиристорный ключ 20 и открыть тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 10. В контуре между отводами 16 и 15 регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1, открытым тиристорным ключом 12 коммутирующего узла 9, неуправляемым реактором 22, открытым тиристорным ключом 12 коммутирующего узла 9, протекает циркулирующий ток, ограниченный сопротивлением неуправляемого реактора 22 и сопротивлением между отводами 16 и 15 регулировочной части 7 первичной обмотки 2 трансформатора 1.So, the initial position: open
Следующим этапом необходимо закрыть тиристорный ключ 12 коммутирующего узла 9.The next step is to close the
Повышение и понижение выходного напряжения трансформатора по рассмотренным выше условиям может производиться как одновременно по трем фазам, так и по отдельности по каждой из фаз при пофазном регулировании.The increase and decrease of the output voltage of the transformer under the conditions discussed above can be carried out both simultaneously in three phases, and separately in each of the phases with phase-by-phase regulation.
Реализация заявляемого технического решения позволит относительно простыми средствами обеспечить регулирование напряжения в глубоком диапазоне регулирования и тем самым существенно расширить функциональные возможности заявляемого устройства.The implementation of the proposed technical solution will allow relatively simple means to provide voltage regulation in the deep control range and thereby significantly expand the functionality of the claimed device.
В настоящее время в ООО НЛП «Электромаш», г. Екатеринбург, разрабатывается документация и ведется подготовка производства устройства для регулирования переменного напряжения, предназначенного для регулирования напряжения на шинах тяговых подстанций электрифицированных железных дорог, в преобразовательных системах электролизного производства и в производствах, также требующих глубокого регулирования напряжения.Currently, LLC NLP Electromash, Yekaterinburg, is developing documentation and preparing the production of an alternating voltage control device designed to regulate the voltage on the tires of traction substations of electrified railways, in converting systems of electrolysis production and in industries that also require voltage regulation.
Литература:Literature:
1. Патент РФ №2115212, МПК Н02М 5/22, G05F 1/14, 1996 г.1. The patent of the Russian Federation №2115212, IPC NM02 5/22, G05F 1/14, 1996
2. Патент РФ №2648280, МПК Н02М 5/254, 2018 г. 2. RF patent №2648280, IPC NM 02M 5/254, 2018
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122748A RU2689111C1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Voltage control device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122748A RU2689111C1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Voltage control device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2689111C1 true RU2689111C1 (en) | 2019-05-24 |
Family
ID=66636553
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018122748A RU2689111C1 (en) | 2018-06-21 | 2018-06-21 | Voltage control device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2689111C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196985U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" | DEVICE FOR AUTOMATIC VOLTAGE REGULATION AT TRACTION SUBSTATION |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0140851A1 (en) * | 1983-09-22 | 1985-05-08 | Kraftelektronik AB | Magnetization arrangement for transformers |
RU2115212C1 (en) * | 1996-02-20 | 1998-07-10 | Аржанников Борис Алексеевич | Ac voltage regulator |
RU2613340C2 (en) * | 2015-08-19 | 2017-03-16 | Борис Алексеевич Аржанников | Device for controlling voltage and control method thereof |
RU2648280C1 (en) * | 2017-04-06 | 2018-03-23 | Борис Алексеевич Аржанников | Voltage control device |
-
2018
- 2018-06-21 RU RU2018122748A patent/RU2689111C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0140851A1 (en) * | 1983-09-22 | 1985-05-08 | Kraftelektronik AB | Magnetization arrangement for transformers |
RU2115212C1 (en) * | 1996-02-20 | 1998-07-10 | Аржанников Борис Алексеевич | Ac voltage regulator |
RU2613340C2 (en) * | 2015-08-19 | 2017-03-16 | Борис Алексеевич Аржанников | Device for controlling voltage and control method thereof |
RU2648280C1 (en) * | 2017-04-06 | 2018-03-23 | Борис Алексеевич Аржанников | Voltage control device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU196985U1 (en) * | 2019-11-19 | 2020-03-23 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уральский государственный университет путей сообщения" | DEVICE FOR AUTOMATIC VOLTAGE REGULATION AT TRACTION SUBSTATION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2282399B1 (en) | Static converter and method for starting the converter | |
EP2719045B1 (en) | A compensating system for medium or high voltage applications | |
US9515574B2 (en) | Modular embedded multi-level converter with midpoint balancing | |
RU142160U1 (en) | Thyristor Variable Voltage Regulator | |
RU2689111C1 (en) | Voltage control device | |
RU2446537C1 (en) | Device to adjust voltage and transmitted capacity of electric network | |
CN111338412A (en) | Alternating current voltage stabilizer and alternating current voltage stabilizing equipment | |
RU2585007C1 (en) | Device for control of reactive power of electric network (versions) | |
RU2013120515A (en) | POWER SUPPLY SYSTEM | |
KR20120085682A (en) | Rectifier circuit with at least two operating points | |
RU2648280C1 (en) | Voltage control device | |
RU2741335C1 (en) | Control device for transformer under load | |
RU157607U1 (en) | AC TRACTION ELECTRICITY SUPPLY SYSTEM | |
RU2156024C1 (en) | Three-phase sine-voltage regulator with high- frequency section | |
RU2613340C2 (en) | Device for controlling voltage and control method thereof | |
EP3133710A1 (en) | Adaptable modular multilevel converter | |
RU2835837C1 (en) | Booster device with independent three-channel output and transformerless connection | |
RU2245600C1 (en) | Step-by-step ac voltage regulation device | |
RU2736579C1 (en) | Method of transmitting electricity with direct current through a multi-wire power line and a device for its implementation | |
RU2772983C1 (en) | Three-phase booster device with high-frequency galvanic isolation | |
CN113224779A (en) | Asynchronous adjusting method and device for tap joint of ultra-high voltage direct current transmission converter transformer | |
RU2602086C1 (en) | Device for controlling voltage and transmitted power of electric network | |
RU2743251C1 (en) | Ac voltage regulator in three-phase network | |
RU2628403C2 (en) | Device for voltage control | |
RU2741336C1 (en) | Device for transformer under load voltage control |