Устройство для испытания мощных сглаживающих реакторов

(51)5 6 ТЕНИЯ К ПАТЕ Н ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(56) Публикация МЭК В 289, 1988, рис.4.154) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИСПЫТАНИЯ МОЩНЪХ СГЛАЖИВАЮЩИХ РЕАКТОРОВ (57) Использование в электротехнике, в частности к схемам испытания сглаживающих реакторов большой мощности, Сущность изобретения: устройство содержит регулируемый источник постоянного тока низкого напряжения 1, состоящий из индукционного регулятора 2, регулирующего напряжение понижающего трансформатора 3, диодного выпрямителя 4, вспомогательный реактор 5, последовательно включенный в цепь постоянного тока, испытуемый реактор 6, шунты 7 и 8 с присоединенными к ним вольтметрами 9 и 10 для измерения среднего значения выпрямленного тока, второй источник питания 11, выбранный в виде шестифазного регулируемого (тиристорного) выпрямительного агрегата, состоящего из выпрямителя 12, присоединенного к сети переменного тока через регулирующий величину междуфаэного напряжения, индукционный регулятор 13. При испытании реактора среднее значениевыпрямленного тока испытуемого 6 и вспомогательного 5 реакторов устанавливается равным 0,6 - 0,7 от.номинального значения выпрямленного . тока 1(испытуемого реактора путем регулирования выпрямленного напряжения источника питания 1 при помощи индукционного регулятора 2; При включении второго источника питания 11 при закрытых вентиляхрегулируемого выпрямителя 12 .устанавливается необходимая величина междуфазного напряжения (.)2 = 110,7 1 и 1 и, где Ь и 1 и - индуктивность и заданнаявеличина переменной составляющей данного испытуемого реактора,2 з.п. ф-лы, 1 ил.Изобретение относится к электротехни. ке, в частности к схемам испытания сглаживающих реакторов большой мощности, имеющих магнитопровод или магнитный экран, и может быть использовано на пред приятиях, занимающихся разработкой, изготовлением, и ремонтом сглаживающих реакторов, предназначенных для преобразовательных установок.Целью изобретения является обеспечение возможности проведения испытаний сглаживающих реакторов на нагрев и уровень звука путем обеспечения основной частоты и спектра переменной составляющейтока, соответствующих номинальному ре жиму работы сглаживающего реактора, при ограниченной мощности испытательной установки.Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем испытуемый и 20 вспомогательный. реакторы и два источника питания, один из которых последовательно соединен со вспомогательными реактором, в качестве последнего источника использоран регулируемый источник постоянного то ка, выпрямленное напряжение которого рассчитано по формуле О0,8(ги + гв), где- наибольший выпрямленный ток, выбранный из всех испытуемых реакторов, гв, ги - сопротивления постоянному току вспо- З 0 могательного и испытуемого реакторов, причем последнее - наибольшее из всехиспытуемых реакторов.Номинальный выпрямленный ток зто- З 5го источника выбран не превосходящим0,7 д,В качестве второго источника питанияприменен шестифазный преобразовательный агрегат с регулируемым выпрямителем 40и возможностью регулирования междуфазного напряжения. Номинальный ток этогоагрегата рассчитывается по формуле б 2 =.ившэя из всех испытуемых реакторов переменная составляющая (действующеезначение) выпрямленного тока, -1 - от-ивношение индуктивностей испытуемого ивспомогательного реакторов, причеми -наибольшая из всех испытуемых реакторовиндуктивность; номинальное междуфазноенапряжение агрегата выбрано из условия02 110,7 1( и п)щах, где Г - частота междуфазного напряжения,(.и п)щах- наиболь,шее из всех испытуемых реакторовпроизведение индуктивности реактора и переменной составляющей того же реактора,В качестве регулируемого источника постоянного тока может быть использован диоднь 1 й выпрямитель с регулируемыммеждуфазным напряжением.В случае, когда испытаниям подвергаются сглаживающие реакторы с частотойпеременной составляющей тока, отличнойот шестикратной промышленной частоты,второй источник питания - шестифазныйпреобразовательный агрегат подключаетсяк генератору с регулируемой частотой.Необходимость и достаточность указанных признаков подтверждается следующим.8 выпускаемых промышленностьюсглаживающих реакторах величина переменной составляющей выпрямленного токаи, как правило, не превышает 10, Так какв предложенном устройстве испытуемыйреактор питается от двух источников, тосреднее значение выпрямленного тока первого источника определяется как разностьтока испытуемого реактора и тока второгоисточника.Учитывая, что амплитуда переменнойсоставляющей может достигать 2,216 в, атакже то, что прив = .и половина переменного тока ответвляется во вспомогательный реактор, выпрямленный ток второгоисточника может достигать значения2,216 х 2 в -440, Отсюда наибольшийвыпрямленный ток первого источника составляет0,66 д = 0,7 дТаким образом, в предложенном устройстве первый источник питания имеетноминальный выпрямленный ток не более0,7 б, где а - максимальный выпрямленный ток, выбранный из всех испытуемыхна данном устройстве реакторов, причемвыпрямленное напряжение относительнонизкое и покрывает только активное падение напряжения в испытуемом и вспомогательном реакторах и в соединительныхпроводах, С учетом изложенного зто напряжение составляет О = 0,7 б 1,1 (ги+ гв)== 0,8 Ы (ги + гв)Коэффициент 1,1 учитывает сопротивление соединительных проводов цепи выпрямленного тока, которое никогда небывает более 10 от сопротивления (ги+ гв).Соответственно, мощность первого источника составляет около 0,7 мощности прототипа и в несколько раз (в 40 - .60 раз) меньше,чем требовалось бы для обеспечения номинальных параметров режима при испытании реактора в схеме с реальнымипараметрами,В качестве второго источника в предлагаемом устройстве использован шестифазный выпрямительный агрегат с регулируемым, например, тиристорным выпрямителем, с номинальным выпрямленным током,определяемым амплитудой наибольшей переменной составляющей выпрямленноготока испытуемого реактора 1 в пах и величиной тока, ответвляющегося в цепь с вспомогательным реактором, Эта часть токаопределяется отношением - . С учетом тои1 вго, что при наибольшем угле регулирования 10выпрямителя второго источника, близком90 эл.град, амплитуда переменной составляющей достигает максимального значения, равного 2,216 Ь.Необходимое значение выпрямленного 15тока второго источника питанияЫ 22,216 (1 + - " ) 1 п еах1 вМеждуфазное напряжение, необходимое для того, чтобы переменная составляющая тока 1 п протекала через испытуемыйреактор, определяется выражением2,216 1 п 213 1 1-и2 = 0,154 ч 2( и п)аах - наибольшая для испытуемых реакторов величина произведения,Фактически междуфазное напряжениеустройства совпадает с междуфазным на-.пряжением реальной установки, а ток 1 с 2 вхудшем случае прив =и составляет4;43 и вах,В выпускаемых промышленностью ревакторах номинальное значение и = (6-10);1 д. При и = 0.1 1 а 102 =0,45 Ы, соответственно, мощность второго источника питаниясоставляет 45; мощности реальной установки.При испытании реакторов, предназначенных для 12-ти фазных схем выпрямления(с 12-ти кратной по отношению к промышленной частоте частотой пульсации выпрямленного тока), использованиерегулируемого шестифазного выпрямителя 45и генератора с регулируемой (двойной) частотой - 100 Гц более экономично, чем вслучае использования во втором источникепитания 12-ти фазного выпрямителя, т.к,при шестифазном выпрямителе для получений той величины переменной составляющей требуется меньшее междуфазноенапряжение.При выполнении условий:55О =0,81 д(ги+ гв)102 2,216(1+ - )и;1 в02 - 110,7 1 .и л получаем минимальнуюиспытательную мощность, при которой обеспечиваются номинальные условия испытаний данного реактора.Чем больше значениев по сравнению со значением Ь, тем больше эффект снижения мощности испытательной установки. В зависимости от параметров испытуемого реактора значение междуфазного напряжения может регулироваться, при этом независимо от значения 02 величина тока Ы 2 регулируется изменением угла управления шестифазного выпрямителя,На чертеже представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для испытания реакторов.. Регулируемый источник поСтоянного тока низкого напряжения 1 состоит иэ индукционного регулятора 2 регулирующего напряжение понижающего трансформатора 3, диодного выпрямителя 4. В цепь постоянного тока источника 1 последовательно выключен вспомогательный реактор 5 и испытуемый реактор 6, а также шунты 7 и 8 с присоединенными к ним вольтметрами 9 и 10 для измерения среднего значения выпрямленного тока.Вторым источником питания является шестифазный регулируемый (тиристорный) выпрямительный агрегат, состоящий из выпрямителя 12, присоединенного к сети переменного тока через регулирующий величину междуфазного напряжения индукционный регулятор 13Вместо индукционного регулятора 13, присоединенного к сети переменного тока промышленной частоты, может быть использован генератор переменного тока с регулируемым значением междуфазного напряжения.Для измерения переменной составляющей последовательно с испытуемым реактором 6 включено токоиэмерительное устройство 14 с селективным вольтметром (анализатором гармоник) 15.В качестве токоизмерительного устройства переменного тока может быть использован токоизмерительный пояс, образцовая воздушная индуктивность или безындуктивный шунт.В качестве первого источника питания может быть использован низковольтный генератор постоянного тока,Однако предпочтительным является использование диодного преобразователя, т,к. щеточный аппарат электрической машины постоянного тока подвергается искрению при наложении на постоянный ток переменной составляющей и в этом случае необходимы дополнительные меры по защите генератора постоянного тока от переменной составляющей, поступающей со5 10 15 20 стороны источника питания 11 в цепь этога генератора.При Отличии номинальной частоты пе" ременной составляющей выпрямленного тока ат шестикратной по отношению к промышленной частоте(50 или 60 Гц) шестифаэный выпрямитель 12 присоединяется к генератору с регулируемой частотой и с регулируемымнап ряжением,При испытании реактора посредством предлагаемого устройства среднее значение выпрямленного тока испытуемого 6 и вспомогательного 5 реакторов устанавливается равным 0,6 - 0,7 от номинального значения выпрямленного тока 1 о испьпуемага реактора путем регулирования выпрямлсн- НОГО напряжения источника питания 1 при помощи индукционного регулятора 2, При этом понижающий трансформатор 3 служит для уменьшения нагрузочного тока индукционнога регулятора,Величина выпрямленного тока контролируется па вольтметрам 9 и.10, присоединенным к шунтам 7 и 8, При использовании р качестве источника постоянного така низкавольтнаго генератора величина выпрямленного тока устанавливается путем регулирования тока возбуждения генератора, При вклочении второго источника питания 11, при закрытых вентилях регулируемого тиристарнага) Выпрямителя 12 устанавливается необходимая величина междуфазного напряжения 02 = 110,7 11 я п, гдеи и 1 п - индуктивность и заданная величина переменной составляющей данного испьпуемага реактора,Величина междуфазного напряжения О 2 контролируется вольтметром 16. При установленной величине междуфазнаго напряжения путем открытия вентилей регулируемого шестифаэнаго выпрямителя 12 устанавливается заданное значение переменной составляющей 1 и, значение кото.рой контролируется токоизмерительньщ устройствам 14 с включенным на его выход селективным вольтметром или анализатором гармоник 15. При этом часть тока переменной составляющей ответвляется в цепь низковольтного источника 1 через вспомогательный реактор 5. Чем больше 8 па сравнению с 1 И, тем меньшая часть тока ответвляется в цепь низковольтного источника, тем выше экономичность испытательного устройства,После установки заданнага значения переменной составляющей окончательно регулируется величина среднего значения выпрямленного тока в цепи испытуемого реактора 6 па вольтметру 10, вклоченному параллельна шунту 8. При этом по испытуемому реактору 6 протекает номинальный выпрямленный ток 4 и заданная переменная составляющая 1. Причем 33-45 выпрямленного така испытуемого реактора 6 задается источником 11, а остальная часть выпрямленного тока 1 67-557 ь обеспечивается низковольтным источником 1, За счет ТОГО, чта большая часть ВыпрЯмленнОГО така ЗЭДЗЕТСЯ НИЗКОВОЛЬТНЫМ ИСТОЧНИКОМ, Вы" прямленнае напряжение которого значительно меньше, чем выпрямленное напряжение выпрямителя с междуфаэным напряжением О 2, а ток выпрямителя 12 составляет меньшую часть номинального выпрямленного тока испытуемого реактора, мощность всего устройства, как было показано выше, ниже мощности установки, в которой было бы необходимо испытывать реактор,При номинальном значении выпрямленнага така испытуемоГО реактора Выпрямленное напряжение источника 1 составляет ОкалО О = 0,81 с (Ги+ Гв) выпрямленное напряжение на испытуемом реакторе 1. = 1 ги и равно выпрямленному напряженио зарегулираванного шестифазнага выпрямителя, угол управления которога близок к 90 электрическим градусам, Для обеспечения протекания непрерывного выпрямленного тока по выпрямителю 12 необходима, чтобы 1022,216 и (1 + - ), чтои автоматически выполняется при заданном значении О 2 и обеспечении заданного значения и в испытуемом реакторе,При питании шестифазного выпрямителя от генератора переменной частоты, частота основной составляющей выпрямленного тока шестифаэного выпрямителя будет В 6 раз выше частоты питающего генератора, Таким образом, регулируя частоту генератора, можно Обеспечить на испытуемом реакторе необходимую частоту основной сосающей пульсации выпрямленного така. Это необходимо, когда заданная частота пульсации испытуемого реактора отличается ат стандартной частоты для шестифаэных схем, соответственно 300 Гц при частоте сети 50 Гц и 360 Гц при частоте сети 60 Гц.В заявляемом устройстве, как и в прототипе, применены два источника питания, суммарная мощность которых существенно меньше мощности реальной установки, В которой должен был бы испытан реактор.Кзк показано выше, прототип не позволяет обеспечить нужного гармонического состава переменной составляющей, а именно это условие является определяющим при1802872 Составитель А. АмроминТехред М.Моргентал Корректор М, Максимишинец Редактор С. Кулакова Заказ 862 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 испытании на нагрев и уровень звука сглаживающих. реакторов, имеющих магнитопровод или магнитный экран.Одинаковые условия испытаний и, следовательно, одинаковая достоверность результатов может быть получена только при испытании реактора в реальной схеме преобразователя (при испытании от одного источника питания) и в предлагаемом устройстве, Поэтому мощности испытательных установок можно сравнивать только этих двух вариантов.Если принять за единицу мощность преобразователя реальной схемы, то при испытании реактора в предлагаемом устройстве (от двух источников) необходимая для испытаний мощность составит;Р= Р 1 + Р 2 = 0,02 + 0,45 = 0,47 при , условии, чтов = Ь; при .в = 2 Еи эта мощность снизится до Р= = Р 1 + Р 2 = 0,02 + +0,33 = 0,35.Условияв =и илив = 2 Ь легко обеспечиваются при использовании в качестве вспомогательного реактора одного или соответственно двух реакторов однотипных с испытуемым.Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает возможность испытаний реакторов при номинальных условиях при меньшей по сравнению с реальной установкой мощностью испытательной схемы.Формула изобретения 1, Устройство для испытания мощных сглаживающих реакторов, содержащее испытуемый и вспомогательный реакторы и два источника питания, один из которых включен последовательно со вспомогательным реактором, отл ича ю щеес я тем, что в качестве источника питания, включенного последовательно со вспомогательным реактором, использован регулируемый источник постоянного тока, выпрямленное напряжение которого выбрано не меньшимО = 0,8 о(ги+ гв), где )О наибольший выпрямленный ток испытуемых реакторов; ги - на-5 ибольшее сопротивление постоянному токуиспытуемых реакторов, гв - сопротивлениевспомогательного реактора, а номинальныйвыпрямленный ток этого источника не превосходит 0,7 д, вторым источником питания10 выбран шестифазный преобразовательныйагрегат с регулируемым выпрямителем ивоэможностью регулирования междуфазного напряжения, причем номинальный токагрегата определен из условия15, 1.и"б 2 = 2,216 (1+ - )1 о макс-в1 игде - 1 - отношение индуктивностей ис-впытуемого и вспомогательного реакторов,причем Ь - наибольшая индуктивность испытуемых реакторов;п макс - наибольшая переменная составляющая выпрямленного тока испытуемых реакторов (действующее значение),25 а номинальное междуфазное напряжениеагрегата определено по формулеО 2 110,7 т (.и п)макс,где 1 - частота междуфазного нэпряженйя;(3 и 3 п)макс - наибольшая для испытуемых реакторов величина произведения индуктивности реактора и переменнойсоставляющей того же реактора,2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что в качестве регулируемого источника постоянного тока выбран диодный выпрямитель с регулируемым междуфазнымнапряжением.3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что указанный шестифазный преоб 40 разовательный агрегат подключен к генератору с регулируемой частотой,