Электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности

СНИХСКИХ СОЮЗ СОВЕТСОЦИАЛИСТИЧРЕСПУБЛИ А 11309(19) ОБРЕТ ИС ВУ ВТОРСНОМУ щие эледна сулировоно придовательно черементы с первойдругой, причем ной обмотке с и соединенным к нментом подключе коммутируюмоткой икаждой реледовател е еи коммути н параллел й о л ичаью расши- ностей мент, о т что, с це ных возмо коммутирующии эл ю щ и и с я темрения функционалпутем повышенияния и улучшения егулирова- ономически очности ехникоСФ (Р ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИ(72) С.Н, Кисленко и К.А, Липковский (71) Институт электродинамики АН Украинской ССР(56) 1. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. М., "Энергия", 1971, с. 152.2. Мастрюков Л.А., Порудоминский В.В Ракитский А.Н. Заземляющие дуго гасящие реакторы с бесконтактным тиристорным управлением. - "Электротехника", 1978, В 10, с. 14-18. (54)(57) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТОР СО СТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ИНДУКТИВНОСТИ, содержащий магнитную систему, на которой. размещены основная и регулйровочные обмотки, одна из которых, преимущественно первая, соедине" на последовательно с основной обмоткой, а остальные соединены послеэа) Н 01 Р 21/12 Н 01 Р 2 характеристик путем повышения коэффициента использования коммутирующихэлементов, он снабжен дополнительными коммутирующими элементами, числокоторых не превосходит числа регулировочных обмоток, а регулировочныеобмотки, начиная с первой, снабженыотпайками от части витков, разделяющими регулировочные обмотки на двесекции, при этом к отпайкам и кместу соединения коммутирующих элементов присоединены дополнительныекоммутирующие элементы, 1130907Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может бытьиспользовано в электротехническихустановках различного назначения, вчастности в качестве дугогасящего 5реактора в компенсированных электрических сетях 6-35 кВ для ограничениятоков однофазных замыканий на землю.Известна кокнструкция электрического реактора со,ступенчатым регулированием индуктивности, содержащаямагнитную систему, на которой размещены основная и регулировочные обмотки, соединенные последовательноа регулировочная обмотка выполнена с 5отводами для регулирования индуктив-.ности 11,Недостатком этой конструкции является пониженная точность регулирования индуктивности, что приводит к 20снижению эффективности компенсации,Наиболее близкой к изобретениюпо технической сущности и достигаемому результату является конструкция,электрического реактора со ступенчатым регулированием индуктивности,содержащего магнитную систему, на которой размещены основания и регулировочная обмотки, одна из которых,преимущественно первая, соединена З 0последовательно с основной обмоткой,а остальные соединены последовательно .через коммутирующие элементы с первойгобмоткой и одна с другой, причем ккаждой регулировочной обмотке с последовательно присоединенным к нейкоммутирующим элементом подключенпараллельно второй коммутирующий элемент 23.Недостатками устройства являются 40 пониженные точность регулирования и технико-экономические характеристики, обусловленные тем, что число коммутирующих элементов должно быть четным и, соответственно, число ступеней 45 регулирования должно выбираться из ряда чисел 2 , где М " число коммуй 2тирующих элементов. Кроме того, для обеспечения определенного диапазона и шага ступенчатого регулирования 50 требуется завьппенное общее количество регулировочных обмоток и коммутирующих элементов, что приводит к малому коэффициенту использования коммутирующих элементов, 55Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем повышения точности регулирования и улучшение технико-экономических ха-рактеристик реактора путем повышения коэффициента использования коммутирующих элементов.Поставленная цель достигается тем, что электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности, содержащий магнитную систему, на которой размещены основная и регулировочные обмотки, одна из которых, преимущественно первая, соединена последовательно с основной обмоткой, а остальные соединены последовательно через коммутирующие элементы с первой обмоткой и одна с другой, причем к каждой регулировочной обмотке с последовательно присоединенным к ней коммутирующим элемент м. подключен параллельно второй коммутирующий элемент, снабжен дополнительными коммутирующими элементами,число которых .не превосходит числа регулировочных обмоток, а регулировочные обмотки, начиная с первой, снабжены отпайками от части витков,разделяющими регулировочные обмоткина две секции, при этом к отпайками к месту соединения коммутирующихэлементов присоединены дополнительные коммутирующие элементы,На фиг, 1,изображен электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности; на фиг. 2 - то же, вариант исполнения, дополнительными коммутирующими элементами снабжены все регулировочные обмотки за исключением последней; на фиг. 3 - то же, вариант исполнения дополнительными коммутирующими элементами снабжены все регулировочные обмотки за исключением двух последних.Электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности, содержащий магнитную систему (не показана), на которой размещены основная 1 и регулировочные обмотки 2-5, одна из которых, преимущественно первая 2, соединена последовательно с основной обмоткой 1, а остальные соединены последовательно через коммутирующие элементы 6-9, с первой обмоткой 2 и друг с другом, причем к каждой регулировочной обмотк с последовательно присоединенным к ней коммутирующим элементом подключены параллельно вторые коммутирующие элементы 10-13, снабжен дополнительными коммутирующими элементами 141130 20 ЗО а=а, д(г+д+р+д ) где 317, число которых не превосходит числарегулировочных обмоток 2-5, а регулировочные обмотки, начиная с первой 2, снабжены отпайками от части витков, разделяющими регулировочные обмотки на две секции, при этом к отпайкам и к месту соединения коммутирующих элементов 6 - 13 присоединены дополнительные коммутирующие элементы 14 - 17.1 ОДля устройства по фиг. 1 количество коммутирующих элементов кратно трем, а количество витков в секциях регулировочных обмоток определяется как члены ряда15 а. до 0,5(п-соз 0,5 ь Й ) а =(гав 1 нь) и 1+Б+ 2 0,5 соз О,БпЗ х(1+4)где Юо - количество витков основнойобмотки;й - относительное изменение тока реактора;и - порядковый номер секции,считая от основной обмотки. При этом устройство содержит Й/3 регулировочных обмоток с тремя коммутирующими элементами (прй/3) и не содержит регулировочных секций с двумя коммутирующими элементами (фф=О),:В каждой дополнительчой регулировочной обмотке в любой момент време ни замкнут. только один коммутирующий элемент, благодаря чему в этом варианте при М коммутирующих элементах обеспечивается количество ступеней регулирования 53 . Величина 1 ОН(3 5всегда больше,.55 зА = 1 125" 5т,е предлагаемое устройство имеет преимущество по эффективности использования коммутирующих элементов перед известным устройством.Здесь одновременно работает. только треть всех коммутирующих элементов, что ведет к снижению активных потерь в коммутаторе и меньшему искажению вольт-амперной характеристики реактора по сравнению с известным устройством.Витковые соотношения секций выбраны с учетом обратноквадратичной зависимости от индуктивного тока реактора и обеспечивают сравнительно постоянное относительно его из 907 4менение во всем диапазоне регулирования, Последнее обстоятельство особенно важно для дугогасящпх реакторов, обеспечивающих постоянство заданной величины расстройки компенсации емкостных токов.Во втором варианте выполнения (фиг. 2) для случая М =3-1, где =1,2,3 каждая из дополнительных регулировочных обмоток, кроме последней, выполняется в виде двух последовательно соединенных секций, общая точка которых соединяется через дополнительный коммутирующий элемент с общей точкой соответствующей пары коммутирующих элементов, причем количество витков в секциях и в последней регулкровочной обмотке определяется аналогично первому варианту исполнения реактора. М При этом устройство содержит регулировочных обмоток с. тремякомму. Мтирующими элементами (а = в -) и од 3 ну обмотку с двумя коммутирующимиэлементами (о 2=1).В каждой обмотке влюбой момент времени замкнут один коммутирующий элемент, что обеспечивает количествоГю-фз ступеней регулирования 5 =3 2 )3 чем достигается более высокая эффективность использования коммутирующих элементов.В варианте исполнения по фиг, 3 для случая М = 31+1, гд 1 =1,2, 3.каждая из дополнительных регулировочных обмоток, кроме двух последних, выполняется так же, как в первом варианте, причем количество витков в секциях л предпоследней регулировочной обмотке определяется ,аналогично второму варианту, а количество витков в последней регулировочной обмотке равно и - порядковый номер последнейобмотки, считая от основной, включая секции и предпоследнюю обмотку. й Устройство содержит дополни 3тельных регулировочных обмоток с треМ мя коммутирующими элементами (в = в -)ь 3113 0907 бВ соответствии с описываемыми со-, отношениями количество витков в обмотках (отн.ед.) равно: основная обмотка 1-0,7067; первая секция регулировочной обмотки 2 - 0,0345; вторая секция регулировочной обмотки 2 - 0,0362; первая секция регулировочной обмотки 3 - О, 1086; вторая секция регулировочной обмотки 3 - 0,1140.В таблице приведены комбинации включения коммутирующих элементов, соответствующие им витки, ток и относительное изменение тока реактора.При необходимости расширить диапазон или уменьшить шаг регулирования тока увеличивают количество ступеней переключения.Использование третьих дополнлтельных коммутирующих элементов и обоснованный выбор числа витков в каждой регулировочной обмотке выгодно отличают предлагаемый реактор от известного так как позволяют путем незначительного, однако принципиально нового, усложнения устройства существенно расширить его функциональныв возможности. В результате улучшается регулировочная характеристика реактора, уменьша 10 тся активные потери переключающего устройства. Выпуск реакторов нового типа и модерниэация реакторов типа ЗРОМ РЗДСОМ) по схеме изобретения позволят наиболее экономичным путем удовлетворить современные требования к надежности электроснабжения потребителей. Включенные комму-КоличествоСтупень тирующие элементы витков,отн. ед,2,002 1,820 0,7067 0,7412 8,911,9 О, 100 0,100 0,7774 1,654 5,9 0,099 .О, 086 1,504 1,384 0,8153 0,8498 8,121 1, 12 1,273 1,157 0,8860 0,9293 ф 8,60,087 0,099 11,6 0,9638 1,076 1,000 0,074 0,076 5,6 1,000при И ,коммутирующих элементах обеспечивается количество ступеней регуИЬлировання 5 б= 34 5гВыбираяодин иэ вариантов устройства, можно выполнить реактор с любым числом коммутирующих элементов й, благодаря чему увеличивается шкала реализуемых уставок индуктивного сопротивления.и скачок от одного числа уставок к другому уменьшается на 1 О 33-503 по сравнению с известным устройством. Причем изменение схемных связей не сопровождается ухудшением каких-либо иных характеристик реактора - общее число витков в ре гулировочных обмотках и число выводов остаются неизменными.Приведенные соотношения для опре-, деления количества витков секций и собственно регулировочных обмоток 20 являются идеальными.На практике при изготовлении обмотки потребуется незначительная коррекция, вызванная особенностями технологии намотки или потоками 25 рассеяния магнитной системы реактора.Рассмотрим выбор витков регулировочной обмотки и секций на примере. Пусть требуется выполнить реактор с глубиной регулирования тока, равной З 0 2, при относительном шаге. изменения тока каждой ступени 0,1. Для обеспечения этих параметров достаточно девять ступеней регулирования, т.е. схема должна содержать основную об 35 мотку 1, две регулировочные обмотки 2 и 3 и шесть коммутирующих элементов 6,7,14,15,10 и 11.Относительное Ток, отн,ед изменение. токаФиг фи Тяск Редакт аказ 9617/3 Тираж 682 ВИИИПИ Государственного по делам изобретений и 3035, Москва, Ж, Раушск"Патент", г. Ужгород, ул. Проектна Филиа Составителв Л. Федосов кина Техред Ж.Кастелевич Коррект