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

Номер документа 2320170026

РУБРИКА:
6. Патентное дело, изобретательство, рационализаторство

РУБРИКА ГРНТИ:
45.33. Трансформаторы и электрические реакторы

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

РЕКВИЗИТЫ:
Вид документа: Патент
Номер: 2615786
Автор (принявший орган): ФГБОУ ВО "КГАУ" 350044 г. Краснодар,ул. Калинина, 13 Тел.(861) 259 03 82
Дата: 11.04.2017
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: наличие дополнительных выключателей, защитного устройства и устройства включения в заданную фазу напряжения, содержащего выключатель с источником питания, цепь управления, которая содержит тиристоры, диод, резисторы, коммутирующий элемент, пусковой ключ, настроенную на включение выключателя в фазу 90° сетевого напряжения, где входной зажим цепи управления выключателя подключен к отрицательному полюсу источника питания через пусковой ключ и два тиристора, катод первого из которых соединен с анодом второго, управляющий переход и катод первого тиристора подключены через сопротивления к положительному полюсу источника питания, а управляющий переход и анод второго тиристора соединены диодом, причем управляющие переходы тиристоров соединены между собой коммутирующим элементом, синхронизированным с напряжением сети, в устройстве для снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора, содержащем источник постоянного напряжения, и выключатель, соединенный с первой клеммой источника постоянного напряжения, который подает напряжение на три параллельные ветви, где первая ветвь - последовательно соединенные первичная обмотка трансформатора и шунтирующий резистор, вторая ветвь - последовательно соединенные два резистора измерительного делителя напряжения, третья ветвь - разрядный конденсатор, причем входными выводами параллельно шунтирующему резистору подключено устройство регистрации и обработки данных, а выходными выводами - параллельно одному из резисторов измерительного делителя напряжения, при этом вторая клемма источника постоянного напряжения соединяется с общим узлом трех параллельных ветвей так, чтобы избежать короткого замыкания выводов источника постоянного напряжения.
Промышленная применимость подтверждается возможностью применения в силовых трансформаторах, питающих мощные электроприемники объектов промышленности и сельского хозяйства.
Сущность изобретения поясняется чертежом, где на фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема устройства для уменьшения пускового тока однофазного трансформатора при повторном включении в режиме холостого хода.
Принципиальная электрическая схема устройства для уменьшения пускового тока однофазного трансформатора при повторном включении в режиме холостого хода содержит устройство для снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора, состоящее из источника постоянного напряжения 1 и выключателя 2, соединенного с первой клеммой источника постоянного напряжения 1, подающего напряжение на три параллельные ветви, где первая ветвь - последовательно соединенные первичная обмотка трансформатора 3 и шунтирующий резистор 4, вторая ветвь - последовательно соединенные резисторы 5, 6 измерительного делителя напряжения, третья ветвь - разрядный конденсатор 7, причем входными выводами параллельно шунтирующему резистору 4 подключено устройство 8 регистрации и обработки данных, а выходными выводами - параллельно резистору 5 измерительного делителя напряжения, при этом вторая клемма источника постоянного напряжения 1 соединена с общим узлом трех параллельных ветвей с возможностью исключения короткого замыкания выводов источника постоянного напряжения 1. Устройство имеет: дополнительные выключатели 9 и 10, первый дополнительный выключатель 9 соединен с выводом шунтирующего резистора 4 и с выводом первичной обмотки трансформатора 3, а второй дополнительный выключатель 10 соединен с резистором 6 измерительного делителя напряжения и со вторым выводом первичной обмотки трансформатора 3; защитное устройство 11, в качестве которого, например, использован автоматический выключатель с электромагнитным и/или тепловым расцепителем, подключено параллельно выключателю 12 со стороны входных выводов; устройство для включения в заданную фазу напряжения, подключенное к источнику постоянного напряжения 1 и содержащее выключатель 12 с источником питания 1, цепь управления, состоящую из тиристоров 13, 14, которые соединены с отрицательным полюсом источника питания 1 через пусковой ключ 15, причем катод тиристора 13 соединен с анодом тиристора 14, а управляющий переход и катод тиристора 13 подключены через резисторы 16 и 17 к положительному полюсу источника 1. Управляющий переход и анод тиристора 14 соединены диодом 18, причем управляющие переходы тиристоров 13. 14 соединены между собой коммутирующим элементом 19, синхронизированным с напряжением сети. В качестве нагрузки устройства включения в заданную фазу напряжения использована первичная обмотка трансформатора 3. Вторичная обмотка трансформатора не показана, так как ее выводы находятся в разомкнутом состоянии и ток через нее не протекает.
Устройство для уменьшения пускового тока однофазного трансформатора при повторном включении в режиме холостого хода работает следующим образом.
В исходном состоянии выключатели 2, 9, 10, устройство 8 регистрации и обработки данных, пусковой ключ 15, защитное устройство 11, выключатель 12 находятся в состоянии «отключено», а цепь управления выключателем 12 настроена так, что включение первичной обмотки трансформатора 3 в сеть происходит в момент времени, когда мгновенное значение сетевого напряжения достигает максимума в фазе 90°. При необходимости повторного включения первичной обмотки трансформатора 3 на переменное напряжение переводятся выключатели 9 и 10 в состояние «включено», переводится устройство 8 регистрации и обработки данных в состояние «включено», в завершение переводится выключатель 2 в состояние «включено», тогда ток от источника напряжения 1 протекает по трем параллельным ветвям устройства для снятия остаточной намагниченности магнитопровода трансформатора, а именно через элементы 2, 3, 9, 4, 10, 6, 5, 7, 8, причем первичная обмотка трансформатора 3 и разрядный конденсатор 7 в этом процессе накапливают энергию. Устройство 8 регистрации и обработки данных в определенный момент после включения выключателя 2 подает сигнал на отключение выключателя 2, 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. Далее переводятся выключатели 9, 10, устройство 8 регистрации и обработки данных в состояние «отключено». Следующим шагом элемент 11 переводится в состояние «включено» и сетевое переменное напряжение подводится к входным выводам выключателя 12, далее пусковой ключ 15 переводится в состояние «включено», причем ключ 15 может замыкаться в то время, когда контакт 19 замкнут или разомкнут, так как контакт 19 замыкается и размыкается синхронно с напряжением сети.
Если замыкание элемента 15 произведено в то время, когда контакт 19 разомкнут, то подготовка устройства к срабатыванию происходит немедленно после замыкания ключа 15: через сопротивление 17, замкнутый контакт 19 и управляющий переход тиристора 14 протекает ток, тиристор включается и удерживается во включенном состоянии, благодаря наличию сопротивления 16. При включении тиристора 14 открывается диод 18, шунтируя в течение того времени, пока замкнут контакт 19, управляющий переход тиристора, при включении которого подается напряжение на цепь управления выключателя 12.
Если замыкание элемента 15 произведено в то время, когда контакт 19 разомкнут, сразу после замыкания ключа 15 состояние устройства не изменяется, затем после замыкания контакта 19 происходит подготовка, а при его размыкании - срабатывание устройства в той же последовательности, как это было описано выше.
Срабатывание устройства включения в заданную фазу напряжения, а именно в фазу 90°, означает подачу переменного напряжения на первичную обмотку трансформатора 3, причем установившийся магнитный поток магнитопровода и магнитный поток остаточного магнетизма в момент подачи напряжения равны 0 Вб, а пусковой ток трансформатора оказывается меньше, чем при включении без предлагаемого устройства согласно изобретению.
В случае недопустимых отклонений показателей сетевого электропитания элемент 11 перейдет в состояние «отключено», одновременно подав сигнал на отключение пускового ключа 15, при этом первичная обмотка 3 отключается от питания, предотвращая тем самым ошибочную подачу сетевого напряжения на первичную обмотку 3 без предварительного размагничивания магнитопровода.