Антиплагиат (1231543), страница 3
Текст из файла (страница 3)
Наряду с контактными переключающ ими устройствами широкое применение получаетиспользование мощ ных полупроводниковых приборов, включаемых последовательно с обмотками, позволяющ их получатьпрактически безынерц ионную стабилизац ию напряж ения прпитании различных э лектротехнических устройств.Приведенный в данном разделе материал подготовлен при помощ и книги Сергеенков, Б.Н. Электрические машины:Трансформаторы [1].Наиболеепростой способ – переключение без возбуж дения, (ПБВ) на рисунке 1.6.Рисунок 1.6 - Схемы выполнения ответвлений в обмотке высшегонапряж ения при регулировании способом переключения без возбуж дения а – схема без симметрирования по высотеобмотки; б – с симметрированием по высоте переключаемых витков в многослойных ц илиндрических обмотках; в, г - ссимметрированием по высоте переключаемых витков в непрерывных обмоткахПри данном способе удобнее переключение числа витков обмотки высшего напряж ения (ВН), так как при меньшем токеустройство регулирования получается намного э кономичнее по сравнению с устройством переключения на стороненизкого напряж ения (НН).Такой тип регулирования, несмотря на широкое распространение, в весьма незначительной степени решает задачуобеспечения требуемого качества напряж ения преж де всего из-за недостаточной мобильности, связанной снеобходимостью отключения трансформаторов от сети для перестановки позиц ии переключателя.
Поэ тому все большеераспространение сегодня получает регулирование под нагрузкой (РПН), без отключения трансформаторов от сети. Нарисунке 1.7 показана схема регулятора напряж ения.Механические устройстваРПН имеют ограниченную износостойкость контактных э лементов из-за э лектроэ розийногоизноса под воздействием э лектрической дуги в моменты переключений.Рисунок 1.7 - Схема обмоток трансформатора с устройством РПН.1–http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12453481&repNumb=16/1830.05.2015Антиплагиатпервичная обмотка; 2 – вторичная обмотка; 3 – регулировочная обмотка с ответвлениями; 4 – переключающееустройство; 5 – предизбирательа – схема без реверсирования регулировочной обмотки;б – с реверсированием; в –[20]со ступенью грубой регулировкиВ связи с э тим, а такж е в связи с замедленным действием механической системы, особенно в тех случаях, когда требуетсяизменение коэ ффиц иента трансформац ии, соответствующ ее нескольким ступеням регулирования, э ксплуатац ионныехарактеристики устройств РПН традиц ионно вызывают нарекания.
Установлено, что 35 – 60 % повреж денийтрансформаторов вызваны аварийными неисправностями, возникающ ими в РПН. Одним из выходов из э той ситуац ииявляетсяприменениебесконтактныхустройств,например,применениерегулируемыхтрансформаторовсподмагничиванием.Такие трансформаторы занимают значительное место среди современных бесконтактных плавно регулируемыхтрансформаторов благодаря высокой надеж ности, относительно меньшей себестоимости и трудоемкости.
Однакобольшая материалоемкость и худшие по сравнению с полупроводниковыми системами э нергетические показателиограничивают перспективы их применения и развития.Из подмагничиваемых трансформаторов широкое применение имеют ТРПН (АТРПН) – трансформаторы иавтотрансформаторы, регулируемые перераспределением напряж ения – рисунок 1.8.Рисунок 1.8 – Принц ипиальная конструктивная схемаавтотрансформатор регулируемыйперераспределением напряж енияВ последнее время получили э ффективное применение тиристорные переключающ ие устройства с вольтодобавочнымтрансформатором (ТПУ с ВДТ) в системах внутризаводского снабж ения э лектроэ нергией для трансформаторов (6-10) / 0,4кВ (рисунок 1.9).Рисунок 1.9 – Схема тиристорного переключающ его устройства с вольтодобавочным трансформаторомПрименение дополнительных вольтодобавочных трансформаторов позволяет повысить надеж ность работы и улучшитьиспользование тиристоров в переключающ их устройствах, особенно при создании многофазных систем коммутац ии сбестоковым переключением регулировочных отводов путем введения противо – ЭДС, равной уровню напряж ения меж дусоседними отводами регулировочной обмотки.
Но данная схема обладает и сущ ественными недостатками.Надеж ность работы и защ ищ енность тиристоров от аварийных реж имов достигаются довольно дорогой ц еной приходится применять так называемые «промеж уточные реж имы» работы тиристоров при их переключении – схемауслож няется, увеличивается число тиристоров. Для безаварийной работы схемы приходится применять сглаж ивающ иедроссели. В итоге система получается громоздкой и дорогой.Крометого, большое количество тиристоров означает слож ность системы управлениями ими, а чем слож нее системауправления, тем вероятнее сбои в ее работе.1.3 СРАВНЕНИЕ С АНАЛОГАМИ ПО КЛЮЧЕВЫМ ПАРАМЕТРАМ. ВЫВОДЫ О НАЛИЧИИ ПРЕИМУЩ ЕСТВ И НЕДОСТАТКОВ ПРОЕКТАПО СРАВНЕНИЮ С АНАЛОГАМИПо сравнению с аналогами представленное устройство обладает более высокими э нергетическими, массогабаритными иц еновыми показателями за счет того, что стабилизац ия напряж ения достигается двумя полупроводниковыми ключами(IGBT – транзисторы) с простой системой управления СУ.Отличительнойособенностьюсистемыавтоматическогорегулированиятрехфазногонапряж ениясиловоготрансформатора 6/0,4 кВ в составе предприятия является точная стабилизац ия напряж ения на входе и выходетрансформаторных подстанц ий, улучшенные массогабаритные показатели и быстродействие.
Кроме э того, применениевольтодобавочного трансформатора с транзисторным управлением позволяет регулировать не всю э нергию подстанц ии,а только ее часть, пропорц иональную диапазону регулирования. В связи с э тим, предлагаемое устройство выполняется нена полную мощ ность подстанц ии, а только на указанную часть. Это позволяет улучшить массогабаритные показателипри сниж ении стоимости устройства. Наконец , преимущ ествами предполагаемого устройства являются высокоебыстродействие, улучшенная форма входного тока и выходного напряж ения.Принц ип действия представленного в проекте устройства основан на чередовании режима вольтоприбавления с дроссельным режимом,[2]при э том при переходе из одного реж има в другой наблюдается э ффект плавно меняющ ейся глубины модуляц ии, чтоулучшает гармонический состав выходного напряж ения по сравнению с известными способами импульсногорегулирования переменного напряж ения.В устройстве применены блоки коррекц ии тока в силовых трансформаторах и в сети и напряж ения у потребителей.
Впроц ессе стабилизац ии напряж ения э ти блоки создает антиискаж ения, которые обеспечивают синусоидальность формкривых тока и напряж ения на входе трансформаторной подстанц ии.2 РАЗРАБОТКА ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СХЕМЫ СИСТЕМЫ АВТОМАТИЧЕСКОГО РЕГУЛИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНОГО НАПРЯЖ ЕНИЯСИЛОВОГО ТРАНСФОРМАТОРА 6/0,4 кВ ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯСущ ность предлагаемого технического решения поясняется ниж еследующ им описанием и прилагаемой к нему схемой, гдена рисунке – 2.1 представлена функц иональная схема устройства.Рисунок 2.1 - Функц иональная схема системы автоматического регулирования трехфазного напряж ения силовыхтрансформаторов 6/0,4 кВ в составе предприятия.Предприятие имеет силовой трансформатор 1 основной подстанц ии, силовой трансформатор 2 дополнительнойподстанц ии, предназначенной, например, для собственных нуж д, основной 17и дополнительный 18 э лектронагреватели,нагрузку 20 основной подстанц ии, к которой относятся наиболее критичные к качеству напряж ению потребители,нагрузку 21 дополнительной подстанц ии, имеющ ая менее критичные к качеству напряж ения потребители, сеть 19(выделено серым ц ветом).Устройство содерж ит вольтодобавочный трансформатор 16, первый 3 и второй 4 трехфазные диодные мосты, в диагональкоторых включены ключи с системой управления 5, датчик отклонения напряж ения 15 нагрузки.
Такж е в составустройства входит блок конденсаторов фильтра (БФК) 22 пофазно параллельно подключен к первичной обмоткевольтодобавочного трансформатора 16, блок компенсирующ их конденсаторов (БКК) 23 подключен к сети, а блокфильтро-компенсирующ их конденсаторов (БФКК) 24 подключен к нагрузке силового трансформатора 2 дополнительнойподстанц ии.http://dvgups.antiplagiat.ru/ReportPage.aspx?docId=427.12453481&repNumb=17/1830.05.2015АнтиплагиатРаботу системы управления с двухподдиапазонным широтно-импульсным регулированием поясняет рисунок - 2.2.
Здесь 1 –опорное треугольное напряж ение, 2 – треугольное напряж ение с полож ительным смещ ением, 3 – треугольноенапряж ение с отриц ательным смещ ением, 4 – импульсы управления для первого транзистора, 5 – импульсы управлениядля второго транзистора, Uу – напряж ениеуправления, которое в первом поддиапазоне I полож ительное Uу1>0, а вовтором поддиапазоне II отриц ательное Uу2<0 (рисунок 2.2). При сигнале управления равном нулю Uу0=0 первыйтранзистор полностью выключен, а второй транзистор полностью включен (реж им номинального напряж ения).I – первый поддиапазон при Uу1>0II – второй поддиапазон при Uу2<0Рисунок 2.2 - Временные диаграммы системы управленияПолож ительное и отриц ательное напряж ение смещ ения Uсм с двухполярного источника напряж ения смещ ения 11(Рисунок 2.1) складывается с высокочастотным треугольным напряж ением при помощ и сумматоров 7 и 8, при э томвеличинанапряж ения смещ ения задается неменьшеамплитуды переменноготреугольногонапряж ениявысокочастотного генератора, создавая, тем самым, два треугольных напряж ения - полож ительное и отриц ательное.На первом компараторе 9 полож ительное треугольное напряж ение, а на втором компараторе 10 отриц ательноетреугольное напряж ение сравниваются с общ им напряж ением управления Uу, которое через интегратор 12 подается свыхода датчика отклонения напряж ения 15.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
