Бадуров С. Т., Панов Е. И.,
Варна, Болгария

УДК 621.316.722.064.3

О НЕКОТОРЫХ ПАРАМЕТРАХ КОММУТАЦИОННОГО ПРОЦЕССА
В СТУПЕНЧАТОМ РЕГУЛЯТОРЕ ПЕРЕМЕННОГО НАПРЯЖЕНИЯ

Ограничение диапазона изменения амплитуды входного напряжения питания можно реализовать, используя ступенчатый регулятор переменного напряжения (СРПН). Проведено исследование о нагрузке элементов и о характере коммутационного процесса при переключении различных выводов понижающего монофазного трансформатора 20,kV/220,V на входе СРПН при мощности последнего 5,kVА и 20,kVА и в функции от характера груза.

Введение

 Ограничение амплитуды изменения входного питающего напряжения можно реализовать посредством ступеньчатого автоматического переключения тиристорными ключами на выходах трансформатора. В случаях присоединения потребителей к сети среднего напряжения трансформатор  понижающий 20,kV/220,V, причем в случаях наличия подходящих выводов обмотки низкого напряжения диапазон изменения входного напряжения питания можно поддерживать независимо от динамики изменения включенных потребителей до и после СРПН.

 В статье описано исследование нагрузки в отдельных ответвлениях и элементах СРПН и представлена визуализация коммутационного процесса в некоторых специфических случаях. Анализ проведен на базе модели предложенной в [1].

Параметры нагрузки, для которой проведено исследование, указаны в табл.1, где φ_Т – это разность фаз между током и напряжением в нагрузке.

Таблица 1

СРПН – 20,кVA	СРПН – 5,кVA

Где на рис.1а и 1б; 2а и 2б указана максимальная стоимость тока через нагрузку i_T= i_T(φ) - φ – это дефазирование начала старта коммутационного процесса по отношению к нулю синусоиды, соответственно с индексом “а” для СРПН с мощностью 20,кVA – с „б” – 5,кVA. На рис. 3a и 3б; 4а и 4б – для максимальной стоимости тока через ключ К₃ - i_К3= i_К3(φ) и на рис.5a и 5б; 6а и 6б - i_К2= i_К2(φ).

На рис.7а, 8а, 9а и 10а и соответственно на рис.7б, 8б, 9б и 10б указаны визуализации входного тока , i_Т , i_К3 и i_К2 для нагрузки φ_Т= -45°; R_T=1,7112Ω и С_Т=1,86mF и φ= 45°.

На рис.11а – 14а и соответственно на рис. 11б – 14б указаны визуализации i₁, i_Т , i_К3 и i_К2 для нагрузки φ_Т= -75°; R_T=0,626Ω и С_Т=1,362mF и φ=112,5°. Наблюдаемый процесс псевдопериодический и продолжительность коммутационного процесса значительно длиннее

При конкретных стоимостях нагрузки, φ и R-L характер последнего можно наблюдать развитие как апериодического, так и псевдопериодического процессов. Последний и при R-С и при R-L характере груза наблюдается очень редко.

Результаты, полученные при анализе, дают возможность сделать следующие обобщения:

• мощность, для которой СРПН проектирован, при одной и той же нагрузке почти не оказывает влияние на нагрузку отдельных ответвлений и элементов;
• при определенной специфике и для R-С и для R-L грузов при определенных углах коммутации, возможно наблюдать в коммутационном процессе как апериодические, так и псевдопериодические колебания Последний случай наблюдается намного реже, но тогда продолжительность коммутационного процесса длиннее;
• иногда в начале третьего периода после коммутационного, электрическая нагрузка проводящего ключа выше, чем в коммутационном периоде.

Проведена экспериментальная проверка для двух прототипов с трансформаторами с мощностью соответственно 20,кVA и 5,кVA производство ЕМЗ Элпром – Шабла. Экспериментальные результаты хорошо совпадают с аналитически полученными.

Результаты анализа дефинируют требования о расчете и трансформаторов и силовых цепей ступенчатыми регуляторами переменного напряжения, как и необходимость в ограничении определенного диапазона углов коммутации во избежание псевдопериодических коммутационных процессов.

Литература

1. Барудов С., Панов Е. Влияние на характера на товара върху продължителността на комутационните процеси в стъпален регулатор на променливо напрежение. Юбилейна научна конференция ТУ-Габрово, 2004.
2. Барудов С., Панов Е. Изследване на комутационните процеси в стъпален регулатор на напрежение. Годишник на техническия университет. – Варна, 2004. – С.313 – 318.
3. Барудов С., Панов Е. Изследване натоварването на комутиращите елементи в стъпален регулатор на напрежение. Годишник на техническия университет. – Варна, 2004. – С.319 – 324.