Способ уменьшения пускового тока однофазного трансформатора при повторном включении в режиме холостого хода

Номер документа 2320170020

РУБРИКА:
6. Патентное дело, изобретательство, рационализаторство

РУБРИКА ГРНТИ:
45.01.25. Патентное дело. Изобретательство и рационализаторство

АТРИБУТЫ:
Отрасли: Электротехника
Тепловая энергия:
Электрическая энергия:
Виды топлива:
Водные ресурсы:

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2614053
Автор (принявший орган): ФГБОУ ВО КубГАУ 350044 г. Краснодар,ул.Калинина,13 Тел.(861) 2590283
Дата: 22.03.2017
Регион: Краснодарский край
Источник информации: www.fips.ru

ПОЛНЫЙ ТЕКСТ ДОКУМЕНТА:

Новизна обусловлена тем, что предлагаемая совокупность существенных признаков не известна из сведений об уровне техники, а именно: осуществление полного размагничивания сердечника трансформатора по способу снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора путем подачи постоянного тока на первичную обмотку трансформатора величиной, достаточной для доведения его магнитопровода до насыщения, затем ток выключают и затухающий колебательный разряд тока трансформатора через разрядный конденсатор производит перемагничивание магнитной системы с постепенным снижением амплитуды магнитной индукции до нуля, в результате которого магнитопровод полностью размагничивается и остаточный магнитный поток в нем отсутствует, с последующей подачей сетевого напряжения на обмотку трансформатора с помощью устройства включения в заданную фазу напряжения, в котором контакты выключателя замыкаются в заданную фазу напряжения после подачи постоянного напряжения на цепь управления выключателя для синхронизации с напряжением сети в способе уменьшения пускового тока силового трансформатора, включающем замыкание контактов выключателя при подключении к сети в момент достижения максимального мгновенного значения напряжения в фазе 90°.
Промышленная применимость подтверждается возможностью применения в силовых трансформаторах, питающих мощные электроприемники объектов промышленного и сельского хозяйства.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображена принципиальная электрическая схема для осуществления способа уменьшения пускового тока.
Принципиальная электрическая схема для осуществления способа уменьшения пускового тока состоит из источника постоянного напряжения 1, к которому подключена цепь управления выключателем 2 через тиристоры 3 и 4 и пусковой ключ 5, присоединенные к отрицательному полюсу источника 1, где функциональное назначение выключателя 2 - подключение первичной обмотки трансформатора 6 к сетевому напряжению. Катод тиристора 3 соединен с анодом тиристора 4. Управляющий переход и катод тиристора 3 подключены через резисторы 7 и 8 к положительному полюсу источника 1, а управляющий переход и анод тиристора 4 соединены диодом 9, причем управляющие переходы тиристоров 3 и 4 соединены между собой коммутирующим элементом 10. Таким образом, элементы 1, 2, 3, 4, 5, 7, 8, 9, 10 в совокупности образуют устройство включения в заданную фазу напряжения. Также к положительному полюсу источника 1 через выключатель 11 подключена цепь размагничивания, состоящая из первичной обмотки трансформатора 6, подключенного к выходным выводам выключателя 2, выключателя 12 и шунтирующего резистора 13, причем выходной вывод выключателя 11 соединен с первым выводом первичной обмотки трансформатора 6 и с входным выводом выключателя 14, а последовательно соединенные выключатель 12 и резистор 13 подключены ко второму выводу первичной обмотки трансформатора 6 входным выводом выключателя 12. Также в цепь размагничивания входят последовательно соединенные резисторы 15 и 16 измерительного делителя напряжения и параллельно подсоединенный к ним разрядный конденсатор 17, причем вывод резистора 15 соединен с выводом резистора 13, а вывод резистора 16 соединен с выходным выводом выключателя 14. Общий узел резисторов 13 и 15 соединен с отрицательным полюсом источника 1. Устройство «DAC» 18 состоит из устройства регистрации и обработки данных NICompactRIO (процессорный блок NI-сRIO-9012, FPGA блок NI-cRIO-9011, 16-разрядный АЦП NI-9223, цифровой ключ NI-9476, на принципиальной схеме не показаны, журнал «Электро» №1/2015, 36-40 стр.), входные выводы которого подключены параллельно резистору 13, а выходные выводы - параллельно резистору 15. Таким образом, элементы 1, 6, 11, 13, 15, 16, 17, 18 в совокупности образуют цепь размагничивания в способе снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора. Дополнительно к входным выводам выключателя 2 подключено защитное устройство 19, в качестве которого может быть применен автоматический выключатель с электромагнитным и/или тепловым расцепителем.
Способ уменьшения пускового тока однофазного трансформатора при повторном включении осуществляется следующим образом.
В исходном состоянии, когда трансформатор работает в номинальном режиме и на первичную обмотку 6 подается питание, выключатели 11, 12, 14, устройство «DAC» 18 находятся в состоянии «отключено», пусковой ключ 5, выключатель 2 и защитное устройство 19 - в состоянии «включено», а цепь управления выключателем 2 настроена так, что включение первичной обмотки трансформатора 6 в сеть происходит в момент времени, когда мгновенное значение сетевого напряжения достигает максимума в фазе 90°.
При недопустимых параметрах входного электропитания срабатывает на отключение защитное устройство 19, одновременно подавая сигнал на отключение пускового ключа 5, при этом выключатель 2 переходит в состояние «отключено» и первичная обмотка трансформатора не потребляет электроэнергию.
При необходимости повторного включения первичной обмотки трансформатора 6 на напряжение нужно: перевести выключатели 12 и 14 в состояние «включено», перевести устройство «DAC» 18 в состояние «включено». Затем перевести выключатель 11 в состояние «включено» и дождаться завершения процесса размагничивания, при котором подается постоянный ток на первичную обмотку трансформатора величиной, достаточной для доведения его магнитопровода до насыщения, затем устройство «DAC» подает сигнал на отключение выключателя 11, ток выключается и затухающий колебательный разряд тока трансформатора через разрядный конденсатор производит перемагничивание магнитной системы с постепенным снижением амплитуды магнитной индукции до нуля, в результате которого магнитопровод полностью размагничивается, проверяя показания устройства «DAC» 18, при этом к концу размагничивания выключатель 11 автоматически переходит в состояние «отключено». После завершения процесса размагничивания необходимо перевести выключатели 12 и 14 в состояние «отключено». Затем защитное устройство 19 следует перевести в положение «включено», далее перевести пусковой ключ 5 в состояние «включено». По окончании последнего действия выключатель 2 самостоятельно подает сетевое напряжение на первичную обмотку трансформатора 6 в фазе 90°.
Заявленный способ для уменьшения пускового тока однофазного трансформатора при повторном включении обладает следующими преимуществами:
- повышается надежность реализации способа снижения пускового тока трансформатора;
- повышается эффективность уменьшения пускового тока трансформатора при повторном включении за счет исключения явления остаточной магнитной индукции;