Стабилизирующе-восстанавливающий трансформатор

(51) 01 38/00 (2006.01) 01 38/32 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ Задачей изобретения является разработка устройства,используемого в качестве стабилизирующе-восстанавливающего трансформатора переменного тока и напряжения промышленной частоты. Техническим результатом изобретения является 1. Выравнивание и стабилизация линейных и межфазных напряжений 2. Сглаживание несинусоидальных гармоник первого порядка 3. Возможность работы технического оборудования в неполнофазном режиме или аварийном режиме, с потерей в питающей сети одной из фаз, но без потери в мощности 4. Восстановление оборванной нейтрали питающей сети.(76) Усманов Ахмед Кемальевич Дерябин Юрий Анатольевич Кожахметов Ратмир Кабимолдинович Калинин Иван Владимирович(57) Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может использоваться стабилизирующевосстанавливающего трансформатора,с соединением обмоток зигзаг-звезда. Изобретение относится к электротехнике, а именно к технике релейной защиты, и может быть использовано в качестве стабилизирующевосстанавливающего трансформатора,с соединением обмоток зигзаг-звезда. Наиболее близким по технической сущности к заявленному изобретению является Трехфазный трансформатор с плавным регулированием напряжения под нагрузкой, в виде двух кольцевых ярем,соединенных тремя стержнями с расположенными на стержнях первичной и вторичной обмотками,с секционированной обмоткой подмагничивания расположенной на ярмах, подключенной к источнику постоянного тока снабжен двумя дополнительными кольцевыми ярмами,соединенными с магнитопроводом,дополнительными стержнями, а вторичная обмотка разделена на три части, основную и две дополнительных, причем основная часть вторичной обмотки расположена на основных стержнях, а две дополнительные части на дополнительных стержнях(Патент РК 20058, 2008). К недостаткам известного трансформатора относится сложная в изготовлении пространственная магнитная система трансформатора, е габариты и вес, что в свою очередь ограничивает возможность е применения на большие мощности. Для питания секционных обмоток подмагничивания необходим источник постоянного тока,что требует наличия дополнительного электро-технического оборудования. Трансформатор такой конструкции осуществляет плавное регулирование трехфазного напряжения, что неприемлемо в технологических процессах. Известный трансформатор не может выполнять следующие функции 1) Выравнивание и стабилизирование линейных и межфазных напряжений. 2) Сглаживание несинусоидальных гармоник первого порядка. 3) Работы технического оборудования в неполнофазном или аварийном режиме, с потерей в питающей сети одной из фаз без потерей в мощности. 4) Восстановление оборванной нейтрали питающей сети. 5) Экономия электроэнергии от 5 до 15 в зависимости от количества нестандартных характеристик и величин электросети. Электрооборудования,в работе которых скорость восстановления электрических параметров сети до стандартных значений является основным условием безаварийной работы. Представленное изобретение Стабилизирующевосстанавливающий трансформатор не имеет вышеперечисленных недостатков. Задачей изобретения является разработка устройства,используемого в качестве стабилизирующе-восстанавливающего трансформатора переменного тока и напряжения промышленной частоты. Техническим результатом изобретения является 2 1. Выравнивание и стабилизация линейных и межфазных напряжений 2. Сглаживание несинусоидальных гармоник первого порядка 3. Возможность работы технического оборудования в неполнофазном режиме или аварийном режиме, с потерей в питающей сети одной из фаз, но без потери в мощности 4. Восстановление оборванной нейтрали питающей сети. Сущность изобретения сводится к следующему. Обычно в электротехнике схема соединения обмоток зигзаг-звезда используется в качестве расключения понижающей вторичной обмотки трансформатора, которая является источником питания цепи напряжением 0,4 . В стабилизирующе-восстанавливающем трансформаторе используется обмотка, собранная по схеме зигзаг-звезда с выводной нулевой точкой, которая является одной и первичной обмоткой трехфазного трансформатора. При условии определенного числа витков в катушках и подключении стабилизирующевосстанавливающего трансформатора параллельно нагрузке равной по мощности данному стабилизирующевосстанавливающему трансформатору получаются необходимые технические условия для его работы перечисленные выше. Схема соединения обмоток катушек магнитопровода стабилизирующевосстанавливающего трансформатора и подключение его к нагрузке показана на фиг.1. Где А В С соответственно 3 фазы питающей сети 0- нейтральный нулевой провод питающей сети. СВТ-стабилизирующе-восстанавливающий трансформатор. 1 1 С 1 - линия подключения СВТ к нагрузке. 01 - Линия подключения к нейтрали к СВТ. 1 - 2 - две части разделенной обмотки фазы А. 1-2 - две части разделенной обмотки фазы В. 1-2 - две части разделенной обмотки фазы С. НА 1 НВ 1 НС 1 - начало первых частей разделенных обмоток фаз А В С соответственно. КА 1 КВ 1 КС 1- концы первых частей разделенных обмоток фаз А В С соответственно. НА 2 НВ 2 НС 2 - начало вторых частей разделенных обмоток фаз А В С соответственно. КА 2 КВ 2 КС 2 - концы вторых частей разделенных обмоток фаз А В С соответственно. Данная схема соединения обмоток катушек магнитопровода стабилизирующевосстанавливающего трансформатора позволяет стабилизировать линейные напряжения трехфазной сети посредством сохранения магнитного равновесия в магнитопроводе стабилизирующевосстанавливающего трансформатора. На фиг.1 видно, что трансформаторы разделены равномерно на 6 частей 1 1 1 2 2 2 каждая из половин катушек разнесена по разным стержням трансформатора. Концы первых половин половинок обмоток фаз 1 1 1 соединены с концами вторых половинок обмоток фаз 2 2 2. Начало обмоток 2 2 2 соединены в одну точку и образуют нейтраль СВТ которая подключается к нейтралям сети и начала обмоток 2 2 2 подключаются к фазным проводам питающей линии. Рассмотрим ЭДС каждой из разделенных обмоток и общую ЭДС (фиг.2). ЭДС половинок обмоток 1 1 1 задан самой сетью и вектора ее совпадают с векторами ЭДС сети (фиг.3). ЭДС половинок обмотки 2 2 2 направлена противоположно ЭДС обмоток 2 2 2 и развернуты на 180 градусов. Как видно из векторных диаграмм значение углов между векторами не меняются и ровно 120 градусов ЭДС результирующая векторных диаграмм показана на фиг.5. 1 Е 2 Е 3 - являются результирующими ЭДС данного стабилизирующе-восстанавливающего трансформатора. Векторная диаграмма напряжений стабилизирующе-восстанавливающего трансформатора показана на фигуре 6, на которой показано, в какой зависимости находятся линейное и межфазное напряжение в стабилизирующевосстанавливающем трансформаторе, а также по этой диаграмме можно отследить за счет чего происходит баланс системы напряжений в стабилизирующе-восстанавливающем трансформаторе. При неравномерной нагрузке в электрических сетях возникает дисбаланс линейных и,следовательно, межфазных напряжений. При данной схеме подключения обмоток стабилизирующевосстанавливающего трансформатора через нейтральный провод происходит восполнение недостающего тока намагничивания в той части векторов напряжения, плечи которых становятся меньше расчетных, тем самым достигается баланс системы векторов напряжения, одним словом весь процесс стабилизации происходит за счет небалансного тока протекающего через нулевой провод. Если вектора напряжений заменить векторами тока, то мы увидим что сумма токов в трехфазной схеме данного трансформатора равно 0, что следует из первого закона Каргофа, следовательно, при обрыве нейтрального провода сети стабилизирующе-восстанавливающего трансформатора является восстановление аварийной(потерянной, оборванной, отсутствующей и т.п.) фазы трехфазного напряжения. Рассмотрим данный режим работы стабилизирующевосстанавливающего трансформатора, т.к. используется схема Зигзагзвезда с выводной нулевой точкой то каждая из фазных обмоток состоит из двух частей расположенных на разных сердечниках трансформатора (фигура 1). Обмотка фазы А -1 2 Обмотка фазы В -1 2 Обмотка фазы С -1 2 Рассмотрим вариант обрыва фазы А до нагрузки в этом случае обмотка фазы А - А теряет питание,но т.к. на стержне А находится обмотка фазы С 2 то эта катушка продолжает намагничивать стержень А и создаваемая ЭДС наводит напряжение в 1. Тоже самое происходит со второй половиной катушки фазы А - 2, тем самым генерируется фаза А. В этом случае векторная диаграмма напряжений фаз смещается на 30 градусов, что никак не отражается на характере работы потребителя. Повышение токов работы катушек фазы В и С компенсируется токами нейтрального провода. При подключении стабилизирующевосстанавливающего трансформатора к сети происходит экономия электроэнергии от 5 до 15 в зависимости от количества нестандартных характеристик и величин электрической сети, где применяется стабилизирующе-восстанавливающий трансформатор. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Стабилизирующе восстанавливающий трансформатор, включающий стержни и обмотку,отличающийся тем, что использована обмотка,собранная по схеме обмоток зигзаг-звезда с выводной нулевой точкой, являющаяся одной и первичной обмоткой трехфазного трансформатора.