Статический компенсатор реактивной мощности

(19) ( 51)5 Н 02 13/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ е им омпе изац опотр бит АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(71) Всесоюзный электротехнический институт им. В.И,Ленина(54) СТАТИЧЕСКИЙ КОМПЕНСАТОР РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ(57) Изобретение предназначено для стабилизации и регулирования напряжения уэнергопотребителей, Цель - уменьшениеустановленной мощности оборудования.Для этого статический тиристорный компенсатор выполняют в виде трансреактора,первичная обмотка которого подключена ксети и шунтирована фильтрокомпенсируюобретение относится к электротехниожет быть применено в устройствах сеции реактивной мощности стабии и регулирования напряжения энерЦелью изобретения является уменьшеие установленной мощности оборудоваия.На фиг.1 представлена электричекая схема статического компенсатора еактивноймощности (СТК) в однофазом исполнении; на фиг.2 - схема трансформатора-реактора с необходимой вязью секций вторичной обмотки с первичой; на фиг;3 - СТК, в котором секции втощей цепью. Вторичная обмотка состоит из и секций, включенных последовательно, каждая из которых шунтирована индивидуальным тиристорным ключом с соответствующей системой управления. Для осуществления регулирования выполняют замыкание и размыкание. требуемого по данному режиму числа, секций вторичной обмотки трансреактора. Кроме того, магнитопровод трансреактора выполнен из секций по числу секций вторичной обмотки с последовательным нарастанием сечения каждой последующей секции магнитопровода вдвое по отношению к предыдущей. Каждая секция магнитопровода охвачена только одной соответствующей ей секцией вторичной обмотки. Каждая секция вторичной обмотки и шунтирующий ее тиристорный ключ могут быть выполнены как электрически не связанные узлы. 2 з.п. ф-лы, 3 ил. ричной обмотки и ключей выполнены потенциально не связанными.Статический тиристорный компенсатор содержит трансформатор-реактор 1, первичная обмотка которого 2 предназначена для подключения в сеть и зашунтирована генератором реактивной мощности, например фильтрокомпенсирующей цепью 3, Вторичная обмотка трансформатор-реактора состоит из и секций 4-9, включенных последовательно и зашунтированных каждая тиристорным ключом 10, разбитым на секции 11-.16 по количеству секций вторичной обмотки трансформатор-реактора, Каждая секция тиристорного ключа через систему управления 17 шунтирует соответствующуюсекцию вторичной обмотки трансформатора-реактора 1,Если задана желаемая ступень регулирования индуктивности, например Л= 0,01, то это значит, что закорачивание ОДНОЙ, ПЕОВОй СГУПЕНИ УМСНьШИт ИНДУКтИВ- ность трансформатор-реактора 1 на 0,01 часть от Ьон закорачивание следующей ступени уменьшит индуктивнОсть нэ 0,02, третьей на 0,04 и т,д, Шунтирование одновременно первой и третьей секций снизит индуктивность нэ 0,01 + 0,04 = 0,05. Таким ОбразОм, при пяти Отпайках, не считая ВыВОДОВ начала и кОнцы Вторичной ОбмОтки трансформатор-реактора 1, ступени регулирования распределятся так, при замыкании первой стчпени == 1: второй .= 2:, четвертой = 4; пятой = 8; гвестой = 16; седьмой =. 32; Восьмой = 64,Общая формула Л Ь = 2", где и = 0-3., т,е. прлнадлежит расширенному ряду нату" рэльнь.х исел. Индуктивность трансформатор-реактора 1 при незамкнутОЙ ВтОричноЙ обмотке Выблрается такой, чтобы она не Влияла сугцественно нэ напряжение в сети.Нэ фиг,2 представлена схема трансформатора-реактора 1 с необходимой связью секций воричнОЙ Обмотки с первичной.Трансформатор-реактор содержит первичную обмотку 2, размещенную на магнитопроводе, состоящем из секций 18-22 по числу секций Вторичной обмотки 4 - 8, Каждая секция Вторичной обмотки охватывает только соответствующую секцию магнитопровода, а первичная обмотка 2 охватывает все секции магнитопровода. На фиг.2 секции магнитопровода даны в разрезе. Сечение каждой последующей секции магнитопрОВОда В два раза больше предыдущей. Зтим л обеспечивается Оазличный по величине размагничивающий магнитный ПОТОК,Величина размагничивающего потока секций магнитопровода может быть обеспечена различным конструктивным расположением Вторичных обмоток, величинами Воздушных зазОров В мэгнитопроводдх каждол секции, различным числом витков и сопротивлением каждой секции Вторичной обмотки.При малой величине индуктивности полностью закороченного со стороны вто- ричнОЙ Обмотки трансформатор-реактора на входе его может быть установлен дополнительный реактор 23.При закорачивании одной секции вторичной обмотки, например, первой секции тириторного клю"а 11 в "Ярвои ОЯКЦИИ мэгнитопровода 18 произойдет уменьшени40 45 50 магнитного потока, в результате чего возрастет ток в первичной обмотке для того чтобы ЗДС, индуктируемая нэ первичной обмотке, уравновесила приложенное сетевое напряжение, т,е. произойдет увеличение м.д.с, первичной обмотки за счет увеличения тока в ней на величину, компенсирующую размагничивающий поток эакороченной секции трансформатора-реактора.Таким образом, комбинируя замкнутое и разомкнутое состояние ключей секций, производится регулирование индуктивного тока на входе, т,е. реактивной мощности. При полностью закороченных секциях индуктивность трансформатора-реактора будет минимальной, при этом СТК будет потреблять максимальную реактивную мощность, Величина этой мощности определяется величиной потока рассеяния первичной обмотки, который и выбирается иэ расчета максимальной потребляемой.реак- ТИВНОЙ МОЩНОСТИ,Иэ фиг,З представлен СТК, в которомсекции вторичной обмотки 4-8 и секции тиристорного ключа 11 - 15, шунтирующие их,не соединены в последовательную цепочку,а Выполнены потенциально не связанными,При определенных мощностях и уровнях напряжения это может оказаться более легким решением исполнения тиристорного ключа. При этом на тиристорном ключе не суммируется напряжение секций. Применение данного СТК позволяет избежать генерациивысших гармоник, что исключает необходимость в фильтрах, снижаются потери электроэнергии, стоимость и габариты, так как трансформатор-реактор является однойединицей оборудования, Упрощается и система регулирования, так как при уже шестиотпайках имеется 127 ступеней регулирования, нет нужды изменять фазу угла включения тиристоров. Тиристорные секции или включены, или выключены,Шунтирование секций вторичной обмотки в данном СТК обеспечивается уже имеющимся большим количеством последовательно включенных тиристоров. Нет необходимости для каждой секции иметьсамостоятельный ключ, Достаточно вывести контакт из цепи уже имеющихся последовательно включенных тиристоров, При этом нэкаждой секции тиристорного ключа напряжение жестко определяется витками обмотки соответствующей секции, Количеством витков вторичных обмоток можно обеспечить одинаковую нагрузку током и напряжением тиристоров в каждой секции ключа.Кроме этого, в каждой секции ключа напряе жение по последовательно включенным тиристорам может быть также жесткоподелено с помощью отпаек от обмоток внутри секций.Данный принцип ступенчатого регулирования не исключает возможности фазового регулирования мощности СТК в пределах одной ступени регулирования. При этом изменение угла включения тиристорного ключа может быть выбрано в таких пределах, что уровень высших гармоник будет пренебрежимо мал и не потребуются специальные устройства для их фильтрации, В этом случае будет обеспечено абсолютное плавное регулирование реактивной мощности СТК.Формула изобретения 1. Статический компенсатор реактивной мощности, содержащий секционированный индуктивный элемент, ключи из последовательно-параллельно включенных тиристоров, каждый из которых шунтирует соответствующую секцию указанного индуктивного элемента. генератор реактивной мощности, включенный параллельно входу секционированного индуктивного элемента, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью уменьшения установленной мощно 5 сти оборудования, в качестве секционированного индуктивного элемента применентрансформатор-реактор, зажимы первичной обмотки которого использованы в каче 5 стве входа указанного индуктивногоэлемента, а в качестве секционированнойчасти индуктивного элемента использованавторичная обмотка трансформатора-реактора,10 2. Компенсатор по п.1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что трансформатор-реактор выполнен с магнитопроводом из секций по числусекций вторичной обмотки, причем поперечное сечение каждой последующей сек 15 ции магнитопровода в два раза большепредыдущей, первичной обмоткой охвачены все секции магнитопровода, а каждойсекцией вторичной обмотки охвачена только соответствующая ей секция магнитопро 20 вода,3. Компенсатор по пп,1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что секция вторичной обмоткии шунтирующая ее секция тиристорногоключа выполнены как электрически не свя 25 занные узлы.. Составитель К.Хоец Техред М. Мор гентал Корректор М,Демч Горв ед оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул, Гагарина, 10 Заказ 775 ВНИИТиражосударствен ного комитета и113035, Москва, ЖПодписноезобретениям и открытиям при ГКНТ СССРаушская наб 4/5