Пристрій для автоматичного регулювання напруги в мережах з двостороннім живленням

Пристрій для автоматичного регулювання напруги в мережах з двостороннім живленням, що містить вольтодобавочний трансформатор з обмоткою збудження та з послідовною обмоткою, яка включається в розподільну лінію, блок живлення, блок керування, блок перемикань, контактори та блок контролю напрямку потоку потужності, який підключений до трансформатора струму, причому перші входи восьмого, дев'ятого, десятого та одинадцятого симісторів з'єднані з відгалуженнями фази А обмотки збудження вольтодобавочного трансформатора, перші входи чотирнадцятого, п'ятнадцятого, шістнадцятого та сімнадцятого симісторів з'єднані з відгалуженнями фази В обмотки збудження вольтодобавочного трансформатора, перші входи двадцятого, двадцять першого, двадцять другого та двадцять третього симісторів з'єднані з відгалуженнями фази С обмотки збудження вольтодобавочного трансформатора, виходи симісторів з'єднані у спільну точку, другі входи (керуючі електроди) симісторів приєднані до виходів блока перемикання, другий вихід блока живлення з'єднано з другим входом блока керування, третій вихід блока живлення з'єднано з другим входом блока перемикання, вихід блока керування з'єднано з першим входом блока перемикання, трансформатор струму приєднано до фази С вольтодобавочного трансформатора, виходи трансформатора струму приєднано до входів блока контролю напрямку потоку потужності, який відрізняється тим, що введено блок ви 2 (19) 1 3 Винахід належить до області електротехніки, конкретно до пристроїв регулювання напруги в електричних мережах, і може бути використаний в радіальних та умовно замкнутих мережах. Відомий (аналог) пристрій для автоматичного регулювання напруги в мережах (Патент США № 3560843, МПК Н02Р13/16, 1971), що містить трансформатор з відгалуженнями та механічний перемикаючий пристрій. Недоліком цього пристрою є складні і дорогі механізми з рухомими силовими контактами та відсутня можливість пофазного регулювання напруги. Найбільш близьким за технічною суттю (прототип) є пристрій для автоматичного регулювання напруги в мережах з двостороннім живленням (Авторское свидетельство № 443440, кл. Н02J3/12, 1974), що містить вольтодобавочний трансформатор з обмоткою збудження та з послідовною обмоткою, яка включається в розподільну лінію, блок живлення, блок керування, блок перемикань, контактори та блок контролю напрямку потоку потужності, який підключений до трансформатора струму. Недоліком пристрою є відсутність можливості пофазного регулювання напруги. Задача винаходу - розширення функціональних можливостей пристрою для автоматичного регулювання напруги в мережах з двостороннім живленням за рахунок пофазного регулювання напруги. Поставлена задача вирішується тим, що у пристрій, що містить вольтодобавочний трансформатор з обмоткою збудження та з послідовною обмоткою, яка включається в розподільну лінію, блок живлення, блок керування, блок перемикань, контактори та блок контролю напрямку потоку потужності, який підключений до трансформатора струму, причому перші входи восьмого, дев'ятого, десятого та одинадцятого симісторів з'єднані з відгалуженнями фази А обмотки збудження вольтодобавочного трансформатора, перші входи чотирнадцятого, п'ятнадцятого, шістнадцятого та сімнадцятого симісторів з'єднані з відгалуженнями фази В обмотки збудження вольтодобавочного трансформатора, перші входи двадцятого, двадцять першого, двадцять другого та двадцять третього симісторів з'єднані з відгалуженнями фази С обмотки збудження вольтодобавочного трансформатора, виходи симісторів з'єднані у спільну точку, другі входи (керуючі електроди) симісторів приєднані до виходів блока перемикання, другий вихід блока живлення з'єднано з другим входом блока керування, третій вихід блока живлення з'єднано з другим входом блока перемикання, вихід блока керування з'єднано з першим входом блока перемикання, трансформатор струму приєднано до фази С вольтодобавочного трансформатора, виходи трансформатора струму приєднано до входів блока контролю напрямку потоку потужності, додатково введено блок виявлення несиметрії, гальванічну розв'язку, два трансформатори напруги та дванадцять симісторів, причому входи трансформаторів напруги приєднані до фаз А, В і С вольтодобавочного трансформатора, а виходи до галь 94889 4 ванічної розв'язки, вихід блока контролю напрямку потоку потужності приєднано до гальванічної розв'язки, входи блока живлення з'єднані з виходами другого трансформатора напруги, перший, другий та третій виходи гальванічної розв'язки з'єднані з першим, другим та третім входами блока виявлення несиметрії, вихід якого з'єднано з першим входом блока керування, четвертий вихід гальванічної розв'язки з'єднано з третім входом блока керування, перший вихід блока живлення з'єднано з четвертим входом блока виявлення несиметрії, перший вхід першого симістора з'єднано з першими входами другого, дев'ятнадцятого та двадцять четвертого симісторів, виходи першого і другого симісторів з'єднані з послідовною обмоткою вольтодобавочного трансформатора фази А, вихід дев'ятнадцятого симістора з'єднано з першим входом двадцятого симістора, вихід двадцять четвертого симістора з'єднано з першим входом двадцять третього симістора, перший вхід третього симістора з'єднано з першими входами четвертого, тринадцятого та вісімнадцятого симісторів, виходи третього і четвертого симісторів з'єднані з послідовною обмоткою вольтодобавочного трансформатора фази В, вихід тринадцятого симістора з'єднано з першим входом чотирнадцятого симістора, вихід вісімнадцятого симістора з'єднано з першим входом сімнадцятого симістора, перший вхід п'ятого симістора з'єднано з першими входами шостого, сьомого та дванадцятого симісторів, виходи п'ятого і шостого симісторів з'єднані з послідовною обмоткою вольтодобавочного трансформатора фази С, вихід сьомого симістора з'єднано з першим входом восьмого симістора, вихід дванадцятого симістора з'єднано з першим входом одинадцятого симістора, другі входи (керуючі електроди) першого, другого, третього, четвертого, п'ятого, шостого, сьомого, дванадцятого, тринадцятого, вісімнадцятого, дев'ятнадцятого, двадцять четвертого симісторів з'єднані з блоком перемикання. Введення вказаних ознак дозволяє розширити функціональні можливості пристрою за рахунок можливості пофазного регулювання напруги. Суттю винаходу є розширення функціональних можливостей пристрою. Це досягається за рахунок можливості пофазного регулювання напруги. На фіг. представлена структурна схема запропонованого пристрою для автоматичного регулювання напруги в мережах з двостороннім живленням, де: 1 - трансформатор струму, 2 - перший трансформатор напруги, 3 - другий трансформатор напруги, 4 - блок контролю напрямку потоку потужності, 5 - гальванічна розв'язка, 6 - блок живлення, 7 - блок виявлення несиметрії, 8 - блок керування, 9 - блок перемикання, 10 - перший симістор, 11 - послідовна обмотка вольтодобавочного трансформатора; 12 - другий симістор, 13 - третій симістор, 14 - четвертий симістор, 15 - п'ятий симістор, 16 - шостий симістор, 17 - обмотка збудження вольтодобавочного трансформатора; 18 - сьомий симістор, 19 - восьмий симістор, 20 - дев'ятий симістор, 21 - десятий симістор, 22 - одинадцятий симістор, 23 -дванадцятий симістор, 24 - тринадцятий симістор, 25 - чотирнадцятий симістор, 26 5 94889 6 п'ятнадцятий симістор, 27 - шістнадцятий симісбавочного трансформатора фази С, вихід сьомого тор, 28 -сімнадцятий симістор, 29 - вісімнадцятий 18 симістора з'єднано з першим входом восьмого симістор, 30 - дев'ятнадцятий симістор, 31 - два19 симістора, вихід дванадцятого 23 симістора дцятий симістор, 32 - двадцять перший симістор, з'єднано з першим входом одинадцятого 22 симіс33 -двадцять другий симістор, 34 - двадцять третій тора, другі входи (керуючі електроди) першого 10, симістор, 35 - двадцять четвертий симістор. другого 12, третього 13, четвертого 14, п'ятого 15, Перші входи восьмого 19, дев'ятого 20, десяшостого 16, сьомого 18, дванадцятого 23, тринатого 21 та одинадцятого 22 симісторів з'єднані з дцятого 24, вісімнадцятого 29, дев'ятнадцятого 30, відгалуженнями фази А обмотки збудження 17 двадцять четвертого 35 симісторів з'єднані з бловольтодобавочного трансформатора, перші входи ком перемикання 9. чотирнадцятого 25, п'ятнадцятого 26, шістнадцятоПристрій функціонує таким чином. Значення го 27 та сімнадцятого 28 симісторів з'єднані з віднапруги від фаз А, В, С через трансформатори галуженнями фази В обмотки збудження 17 вольнапруги 2 і 3 надходить на гальванічну розв'язку 5, тодобавочного трансформатора, перші входи далі з гальванічної розв'язки 5 значення напруг з двадцятого 31, двадцять першого 32, двадцять першого, другого та третього виходів надходить на другого 33 та двадцять третього 34 симісторів перший, другий та третій входи блока виявлення з'єднані з відгалуженнями фази С обмотки збунесиметрії 7. дження 17 вольтодобавочного трансформатора, З виходу блока виявлення несиметрії 7 отривиходи симісторів з'єднані у спільну точку, другі мані значення надходять на перший вхід блока входи (керуючі електроди) симісторів 19, 20, 21, керування 8. Блок керування 8 виконує пофазне 22, 25, 26, 27, 28, 31, 32, 33, 34 приєднані до вихопорівняння значення напруг. Після порівняння дів блока перемикання 9, другий вихід блока живблок керування 8 дає команду на блок перемиканлення 6 з'єднано з другим входом блока керування ня 9 на пофазне відкривання або закривання того 8, третій вихід блока живлення 6 з'єднано з другим чи іншого симістора, причому в кожній фазі можуть входом блока перемикання 9, вихід блока керувідкритися або закриватися різні симістори таким вання 8 з'єднано з першим входом блока перемичином, щоб значення напруги на затискачах послікання 9, трансформатор струму 1 приєднано до довної обмотки вольтодобавочного трансформафази С вольтодобавочного трансформатора, витора було симетричним. Крім цього, для визначенходи трансформатора струму 1 приєднано до вхоня в якому напрямку протікає струм навантаження дів блока контролю напрямку потоку потужності 4, через трансформатор струму 1 подається сигнал входи трансформаторів напруги 2 і 3 приєднані до на блок контролю напрямку потоку потужності, фаз А, В і С вольтодобавочного трансформатора, який через гальванічну розв'язку 5 надходить на а виходи до гальванічної розв'язки 5, вихід блока блок керування 8. контролю напрямку потоку потужності 4 приєднано Блок керування 8, блок виявлення несиметрії до гальванічної розв'язки 5, входи блока живлення 7 та блок перемикання 9 живляться від блока жив6 з'єднані з виходами другого трансформатора лення 6. напруги 3, перший, другий та третій виходи гальНаприклад, якщо на блок керування 8 прийшванічної розв'язки 5 з'єднані з першим, другим та ли значення напруги UА < UВ UН, тобто третретім входами блока виявлення несиметрії 7, ба понизити напругу, блок контролю напрямку повихід якого з'єднано з першим входом блока керутужності 4 видав сигнал, що напрямок потужності вання 8, четвертий вихід гальванічної розв'язки 5 зліва направо, причому для симетрії напруги у всіх з'єднано з третім входом блока керування 8, пертрьох фазах необхідно обмотку збудження трансший вихід блока живлення 6 з'єднано з четвертим форматора фази А переключити на одне половходом блока виявлення несиметрії 7, перший вхід ження, обмотку збудження трансформатора фази першого 10 симістора з'єднано з першими входаВ переключити на два положення, а обмотку збуми другого 12, дев'ятнадцятого 30 та двадцять дження трансформатора фази С переключити на четвертого 35 симісторів, виходи першого 10 і друтри положення, тоді блок керування 8 видасть кегого 12 симісторів з'єднані з послідовною обмотруючі сигнали на блок перемикання 9, при цьому у кою 11 вольтодобавочного трансформатора фази послідовній обмотці вольтодобавочного трансфоА, вихід дев'ятнадцятого 30 симістора з'єднано з рматора фази А відкриється симістор 12, а у обпершим входом двадцятого 31 симістора, вихід мотці збудження вольтодобавочного трансформадвадцять четвертого 35 симістора з'єднано з пертора фази А відкриються симістори 18 і 20, у шим входом двадцять третього 34 симістора, пепослідовній обмотці вольтодобавочного трансфорший вхід третього 13 симістора з'єднано з перрматора фази В відкриється симістор 14, а у обшими входами четвертого 14, тринадцятого 24 та мотці збудження вольтодобавочного трансформавісімнадцятого 29 симісторів, виходи третього 13 і тора фази В відкриються симістори 24 і 27, у четвертого 14 симісторів з'єднані з послідовною послідовній обмотці вольтодобавочного трансфообмоткою 11 вольтодобавочного трансформатора рматора фази С відкриється симістор 16, а у обфази В, вихід тринадцятого 24 симістора з'єднано мотці збудження вольтодобавочного трансформаз першим входом чотирнадцятого 25 симістора, тора фази С відкриються симістори 30 і 34, а всі вихід вісімнадцятого 29 симістора з'єднано з перінші симістори будуть закриті. шим входом сімнадцятого 28 симістора, перший Розглянемо другий випадок, якщо на блок кевхід п'ятого 15 симістора з'єднано з першими вхорування 8 прийшли значення напруги UА > UВ > UС дами шостого 16, сьомого 18 та дванадцятого 23 < UH, тобто треба підвищити напругу, блок контросимісторів, виходи п'ятого 15 і шостого 16 симістолю напрямку потужності 4 видав сигнал, причому рів з'єднані з послідовною обмоткою 11 вольтододля симетрії напруги у всіх трьох фазах необхідно 7 94889 8 відпайку фази А переключити на одне положення, перемикання симісторів, якщо напрямок потужносвідпайку фази В переключити на два положення, а ті направлений справа наліво. відпайку фази С переключити на три положення, В запропонованому пристрої гальванічна розтоді блок керування 8 видасть керуючі сигнали на в'язка, наприклад, може бути виконана на основі блок перемикання 9, при цьому у послідовній обтрансформатора напруги, блок контролю напрямку мотці вольтодобавочного трансформатора фази А потужності може бути виконаний на базі фазозсувідкриється симістор 12, а у обмотці збудження вного пристрою, блок керування може бути виковольтодобавочного трансформатора фази А відкнаний на мікроконтролері фірми Atmel, блок виявриються симістори 23 і 21, у послідовній обмотці лення несиметрії може бути на мікросхемі фірми вольтодобавочного трансформатора фази В відкAnalog Devices, наприклад мікросхема ADE7758, а риється симістор 14, а у обмотці збудження вольв ролі блока перемикання можуть бути використані тодобавочного трансформатора фази В відкриблоки комутації силових симісторів і тиристорів ються симістори 29 і 26, у послідовній обмотці (БКСТ1). вольтодобавочного трансформатора фази С відкТаким чином, за рахунок можливості пофазнориється симістор 16, а у обмотці збудження вольго регулювання напруги при різних напрямках потодобавочного трансформатора фази С відкритужності значно розширюються функціональні моються симістори 35 і 31, а всі інші симістори жливості пристрою для автоматичного будуть закриті. Аналогічним чином відбувається регулювання напруги в мережах з двостороннім живленням. 9 Комп’ютерна верстка В. Мацело 94889 Підписне 10 Тираж 24 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601