СПОСОБ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАТОРА ТЯГОВОЙ ПОДСТАНЦИИ
ACTUATION METHOD OF TRANSFORMER OF TRACTION SUBSTATION

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам промышленного, городского и тягового энергоснабжения, и может быть использовано в трансформаторных подстанциях, в том числе для железнодорожного и городского (трамваи, троллейбусы, эскалаторы) электрифицированного транспорта.
Известен способ включения трехфазного трансформатора подстанции по АС №639120 СССР, опубликованному 25.12.1978 в Бюл. №47, который взят за прототип. Согласно этому способу подключают две фазы первичной обмотки трансформатора в момент достижения максимума напряжения между ними, а затем подключают третью фазу при переходе вышеупомянутого напряжения через ноль.
Недостатком способа-прототипа является сложность реализации, обусловленная тем, что определение максимума напряжения между двумя фазами затруднено, особенно при искажении этого напряжения. Современные потребители в системах промышленного и тягового энергоснабжения, имеющие резко переменный, реактивный, нелинейный (в том числе вентильный) характер, создают на входе и выходе трансформаторной подстанции искажения токов и напряжений. При искажениях напряжения, имеющих случайных характер, возможно смещение или неоднозначность экстремума, что существенно затрудняет управление по максимуму напряжения.
Эта особенность нарушает точность момента включения двух фаз в π/2 линейного напряжения и не обеспечит включение без бросков тока, увеличит время переходного процесса. При этом последующее включение третьей фазы даже в нужный момент времени (при переходе вышеупомянутого напряжения через ноль) создаст новое возмущение для незавершенного переходного процесса.
Все это не полностью ограничит пусковые токи и продолжительность переходного процесса, создавая электрические потери, а также в результате одностороннего подмагничивания сердечника трансформатора увеличит магнитные потери.
Задачей изобретения является упрощение реализации способа и устранение дополнительных потерь в трехфазном трансформаторе за счет обеспечения точности начального момента включения двух фаз.
В результате решения поставленной задачи будет упрощена реализация способа и достигнуто точное выявление момента включения в π/2 линейного напряжения от этих двух фаз. Простота реализации заключается в выявлении перехода фазного напряжения третьей фазы через ноль, при помощи нульоргана, например, компаратора, один из входов которого подключен к нулю. Кроме этого будут полностью устранены дополнительные пусковые потери в трансформаторе.
Решение поставленной задачи достигается тем, что включение двух входных зажимов к двум фазам трехфазной сети производят в момент перехода фазного напряжения третьей фазы сети через ноль.
Сущность предлагаемого способа поясняется нижеследующим описанием и прилагаемыми к нему чертежами. На Фиг. 1 приведены искаженные напряжения и токи и при включении по известному способу, а на Фиг. 2 - искаженные напряжения и токи и при включении по предлагаемому способу.
Численными экспериментами в среде MatLab установлено, что точность момента включения по известному способу нарушена неоднозначным экстремумом напряжения, искаженным 5-й и 7-й гармониками, и включение двух фаз по первому максимуму их линейного напряжения вызывает переходный процесс токов (Фиг. 1), затухание которого длится несколько десятков периодов. Наложение на этот переходный процесс включения третьей фазы даже в заданный момент времени при переходе линейного напряжения через ноль не устраняет, а напротив, усугубляет положение от действия переходного процесса, т.е. не достигается желаемый результат. В сравнении с этим, при включении двух других фаз в момент перехода через ноль фазного напряжения третьей фазы (Фиг. 2), практически сразу достигается установившийся режим токов.
Целесообразной областью применения являются трансформаторные подстанции систем городского, сельскохозяйственного, промышленного электроснабжения и тяговые подстанции в системах питания электрифицированного транспорта.