Пристрій для перемкнення відводів регулюючої обмотки трансформатора під навантаженням

Изобретение относится к области электротехники. Известно устройство для переключения нагрузки с помощью механических переключательных элементов и тиристоров [1], в котором ток нагрузки подводится через отводы обмотки ступени регулирования регулирующей обмотки и через коммутационные и длительные контакты к общему отводу. Вместо обычных двух переходных сопротивлений предусмотрена одна тиристорная цепь со встречно-параллельно включенными тиристорами. Обе цепи тиристора соединены через разделительный контакт с общим отводом. Управление процессом переключения осуществляется с помощью логической схемы. Процесс протекает таким образом, что ток нагрузки всегда коммутируется тиристорами, и, в зависимости от того или иного процесса коммутации, подключается либо к длительно замкнутому контакту, либо предварительно переключается с длительно замкнутого контакта на тиристоры. Недостатками такого решения являются большие издержки на необходимые для управления электронные конструктивные элементы, их подверженность отказам, а также влияние высокого напряжения на электронные узлы. Наиболее близким к предлагаемому изобретению является устройство для переключения нагрузки [2], в котором между общим отводом и двумя коммутационными контактами расположены два вакуумных переключателя. Кроме того, предусмотрена цепь разгрузки, которая расположена между общим отводом, и - за счет использования переключателя - одним коммутационным контактом и выполнена таким образом, что она может включаться параллельно одному из обоих вакуумных переключателей. Цепь разгрузки содержит последовательную схему ограничивающего ток сопротивления с полупроводниковым переключателем. Для этого полупроводникового переключателя предусмотрена обводная цепь с большим импедансом с целью ограничения возникающих выбросов тока. Цепь обводной цепи связана с первичной обмоткой преобразователя тока, вторичная обмотка которого подключена к прибору с сеточным управлением. Прибор с сеточным управлением содержит управляющие звенья, которые используют вторичное возрастание тока преобразователя тока, включенного в цепь обводной цепи. Переключение отводов под загрузкой осуществляется при промежуточном включении цепи разгрузки в течение взаимно зависимых движений включения или отключения вакуумных переключателей. В этом устройстве предлагается также дорогостоящая система для переключения отводов регулирующи х трансформаторов, в которой между общим отводом и коммутационными контактами вновь расположены два вакуумных переключателя. Цепь разгрузки между общим отводом и переключателем расположена так, что она может включаться параллельно одному из обоих вакуумных переключателей. Цепь разгрузки содержит последовательную схему полупроводникового переключателя с омическим сопротивлением, включенную параллельно одному полупроводниковому переключателю. Для предотвращения нарастания напряжения во время переключения предусмотрена цепь ограничения напряжения, включенная параллельно полупроводниковому переключателю последовательной схемы. Соединительные линии между обоими вакуумными переключателями и общим отводом, а также соединительная линия между цепью ограничения напряжения и общим отводом связаны с первичной обмоткой одного из трех преобразователей тока. Вторичные обмотки этих преобразователей тока соединены с одним из трех устройств с сеточным управлением, задача которых заключается в поджигании в истинный момент времени полупроводниковых переключателей цепи разгрузки. Путем соответствующего регулирования момента поджигания в течение времени размыкания и запирания вакуумных переключателей обеспечивается протекание тока нагрузки через полупроводниковые переключатели, в результате чего предотвращается возникновение световой дуги. Недостаток такого решения заключается в больших расхода х на конструктивные элементы и их подверженность отказам. Задача изобретения - упрощение конструкции и снижение нагрузки на контакты путем введения в устройство элементов, предотвращающи х возникновения световой дуги и обгорание контактов. Эта задача решается тем, что согласно изобретению, цепь разгрузки состоит из двухпозиционного переключателя и включенной последовательно с ним тиристорной цепи со встречно-параллельно включенными тиристорами и переходное сопротивление через шунтир ующий переключатель соединено с общим выводом, причем один переключательный контакт двухпозиционного переключателя непосредственно, а другой переключательный контакт этого переключателя - через переходное сопротивление соединен с главным присоединением первого переключателя. Конструктивные элементы предназначены для предотвращения световой дуги при переключении с одного каскада регулирования на другой и одновременного предотвращения обгорання контактов при их длительном использовании. В концевых положениях нет нагрузки на тиристоры, так как они шунтированы с помощью того или иного параллельно включенного длительно замкнутого контакта. Предотвращается также нагрузка на тиристоры вследствие токов короткого замыкания. При времени переключения 120 мс могут применяться использующиеся в случае известных переключателей нагрузки механические коммутационные элементы, а также переходные сопротивления. Кроме того, необходимо лишь одно поджигающее устройство, которое срабатывает два раза в течение одного процесса переключения. В соответствии с усовершенствованной формой исполнения оба длительно замкнутых контакта выполнены в виде одного следующего переключательного контакта. За счет этого обеспечивается экономия переключательных контактов и, кроме того, несложным образом достигается конструктивное исполнение в качестве коммутатора нагрузки. Изобретение поясняется чертежами, где: фиг. 1 соответствующее изобретению устройство для переключения отводов. фиг. 2 и 3 - соответствующие диаграммы протекания процесса. Устройство содержит каскад 13 регулирования регулирующей обмотки, ток нагрузки которого может подводиться через нижнее 11 или более высокое ответвление 12 обмотки и через два коммутационных контакта 14 и 15 и два длительно замкнутых контакта 9 и 10 к общему выводу 16. Переключение с нижнего отвода на более высокий отвод обмотки или наоборот осуществляется с помощью переключателя 5, причем ток нагрузки кратковременно переходит в цепь 17 разгрузки, которая расположена между общим контактом 6 переключателя 5 и общим выводом 16. Из обоих переключательных контактов 7 и 8 переключателя 5 один подключен к соединению коммутационных контактов 14 и 15 с длительнозамкнутыми контактами 9 и 10. Цепь 17 разгрузки состоит из двухпозиционного переключателя 18 и включенной последовательно с ним тиристорной цепи 2 со встречно-параллельными тиристорами 2а, 2b. Переходное сопротивление 4 соединено через шунтир ующий переключатель 22 с общим выводом 16. Один переключательный контакт 20 двухпозиционного переключателя 18 непосредственно, а другой переключательный контакт 21 - через переходное сопротивление 4 соединены с общим контактом 6 переключателя 5. Как видно из приведенных на фиг. 2 и 3 диаграмм протекания процесса, моменты времени зажигания тиристоров 2a и 2b симметрично смещены. Эта симметрия в обоих направлениях коммутации, а также переключение концевого контакта переключателя 5 обеспечиваются механическим путем. На основании фиг. 1 и 2 описывается пошаговое переключение от отвода 11 на отвод 12 ступени 13 регулирования регулирующей обмотки. Приведенные на левой стороне обозначения на фиг. 2 соответствуют переключателям или тиристорам и контактам на фиг. 1. Кроме того, обозначение 11 12 означает направление переключателя от отвода 11 на отвод 12. Из двух полей, которые относятся к тиристорной цепи 2, первое поле (21) показывает длительность импульсов зажигания, а второе поле (2") длительность прохождение тока через тиристоры. Шаги: А - коммутационные контакты 14, 15 и длительнозамкнутый контакт 9 замкнуты. Переключатель 5 соединяет контакт 7 через общий контакт 6 с цепью 17 разгрузки. Цепь 17 разгрузки находится в непроводящем коммутационном состоянии. Двухпозиционный переключатель 18 соединяет переключательный контакт 20 с общим контактом 19. Тиристорная цепь 2 находится в непроводящем коммутационным состоянии. Шунтирующий переключатель 22 замкнут. Ток нагрузки протекает через отвод 11 обмотки ступени 13 регулирования регулирующий обмотки, а также через коммутационный контакт 14 и длительно замкнутый контакт 9 к общему выводу 16. Тиристорная цепь 2 поджигается. В - длительно замкнутый контакт 9 разомкнут, тиристорная цепь 2 принимает ток нагрузки. С - тиристорная цепь 2 более не поджигается и проводит ток только до следующего прохождения через ноль. После этого ток нагрузки протекает через переходное сопротивление 4 и шунтирующий переключатель 22. D - переключатель 18 разомкнут, длительный контакт 10 замыкается. Ток нагрузки, уменьшенный до величины уравнительного тока, протекает через отвод 12 обмотки, коммутационный контакт 15 и длительно замкнутый контакт 10 к общему выводу 16. Уравнительный ток протекает через переходное сопротивление 4 и контакт 22. Е - двухпозиционный переключатель 18 соединяет общий контакт 19 с переключательным контактом 21. Производится поджигание тиристорной цепи 2. F - шунтирующий переключатель 22 размыкается. Уравнительный ток протекает через тиристорнуюцепь 2. G - тиристорная цепь 2 более не поджигается и проводит уравнительный ток только до следующего прохождения через ноль. После этого ток нагрузки протекает через отвод 12 обмотки, коммутационный контакт 15 и длительно замкнутый контакт 10 к общему отводу 16. Н - переключатель 5 переключает общий контакт 6 с переключательного контакта 7 на переключательный контакт 8. I - переключатель 18 осуществляет переключение с переключательного контакта 21 на переключательный контакт 20. Шунтирующий переключатель 22 замыкается. В результате этого цепь разгрузки готова для следующего переключения ступени. В отношении цепи разгрузки по фиг. 2 действуют следующие взаимосвязи: длительность нагрузки тока на тиристорную цепь 2, tL=15-20 мc; нагрузка по напряжению на тиристорную цепь 2: Uтн=IL хRu' '; нагрузка на тиристорную цепь 2 со стороны уравнительного тока: E I A = sт R u'' длительность нагрузки по уравнительному току: tA=5-15 мс, где tL = длительность нагрузки по току; IL = ток нагрузки; IA = уравнительный ток; Uтн = напряжение на тиристоре; Еsт = напряжение ступени; Ru" = переходное сопротивление; tA = дли тельность нагрузки по уравнительному току. На основании фиг. 1 и 3 описывается другой вариант переключения с отвода 11 на отводе 12 ступени 13 регулирования регулирующей обмотки. Шаги с А по С эквивалентны шагам в приведенном выше описании процесса переключения. Следующие шаги: D - двухпозиционный переключатель 18 переключает общий контакт 19 с переключательного контакта 20 на переключательный контакт 21. Производится зажигание тиристорной цепи 2. Е - шунтир ующий переключатель 22 размыкается. Тиристорная цепь 2 принимает ток нагрузки. F - длительно замкнутый контакт 10 замыкается. Нагрузочный ток, уменьшенный до величины уравнительного тока, протекает через отвод 12, коммутационный контакт 15 и длительно замкнутый контакт 10 к общему выводу 16. Тиристорная цепь 2 проводит уравнительный ток. G - тиристорная цепь 2 более не зажигается и проводит уравнительный ток только до момента следующего прохождения через ноль. Н - переключатель 5 обеспечивает переключение общего контакта 6 с переключательного контакта 7 на переключательный контакт 8. I - двухпозиционный переключатель 18 осуществляет переключение с переключательного контакта 21 на переключательный контакт 20. Шунтирующий переключатель 22 замыкается. Тем самым цепь разгрузки готова для следующего переключения ступени.