Электрический реактор с регулируемым подмагничиванием

./ Х 5 С о Сд Ь ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР(71) Всесоюзный электротехнический инстут им, В,ИЛенина и Алма-Атинский энгЕтический институт(Иб) Авторское свидетельство СССРМ 989597, кл, Н 01 Р 29/14, 1981.Авторское свидетельство СССРМ 1694004, кл. Н 01 Р 29/14, 1987,Авторское свидетельство СССРМ.1756955, кл. Н 01 Р 29/14, 1990.(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТО ЛИРУЕМЫМ ПОДМАГНИЧИВА (57) Использование: в мощных щих реакторах с регулируемой мощностью для снижения алек ческих воздействий и упрощени ции обмотки управления, изобретения: обмотка управлени выполнена из четырех одинако расположенных попарно на двух Начала одной пары секций 12 и другой пары секций 13 и 15, рас на разных стержнях, соединены м К концам секций 12 и 15 и к нача 13 и 15 подключены управляемые Р С РЕГУНИЕМ шунтируюреактивной тродинамия конструкСущность я 9 реактора вых секций, стержнях 2,14 и концы положенных ежду собой. лам секций вентили 181803934 и 19, а к концам и началам пар секций, расположенных на одном стержне . также подключены управляемые вентили 20 и 21, Питание секций обмотки управления осуществляется от трансформатора 22, подключенного либо к общим точкам обмотки Изобретение относится к электротехнике, в частности к электрическим реакторам, и может быть использовано для мощных шунтирующих реакторов с регулируемой реактивной мощностью, устанавливаемых, например, в линиях электропередач для компенсации реактивной мощности,Целью изобретения является повышение надежности электрического реактора с регулируемым подмагничиванием путем снижения аварийных электродинамических сил и упрощения конструкции обмоток управления.Поставленная цель достигается тем, что в электрический реактор с регулируемым подмагничиванием, содержащий замкнутый магнитопровод со стержнями и ярмами, секционированную основную обмотку, секции которой размещены на разных стержнях, обмотку управления, состоящую из четырех секций, по две на каждом стержне, и управляемые межсекционные вентили, введен питающий трансформатор и секции обмотки управления, выполненные с одинаковым количеством витков, начала одной пары и концы другой пары секций, расположенные на разных стержнях, попарно соединены между собой, к концам первой пары и к началам другой пары присоединены встречно включенные управляемые вентили, к концам и началам пар секций, расположенным на одном стержне, также подключены управляемые вентили - анодами к анодам вентилей, соединяющих секции разных стержней, а катодами - к катодам этих вентилей, первичная обмотка питающего трансформатора подключена к общим точкам секций обмотки управления, а вторичная - к одноименным электродам вентилей - анодам или катодам,Первичная обмотка питающего трансформатора может быть подключена также параллельно основной обмотке или к ответвлению от части витков этой обмотки, что позволяет упростить питающий трансформатор и монтажную схему его подсоединения в случае небольшого напряжения в сети,Питающий трансформатор может быть выполнен не с одной, а с двумя вторичными обмотками, каждая из этих обмоток подклюуправления 16 и 17, либо к основной обмотке или ее части. С помощью управляемых вентилей осуществляется регулирование мощности реактора, а при выходе их из строя тока короткого замыкания в обмотках управления не возникает. 3 з.п,ф-лы, 3 ил,чена при этом к одноименным электродам вентилей - одна к анодам, а другая - к катодам, при этом компенсируется неблагоприятное влияние неизбежной магнитной несимметрии магнитопровода,Секции основной обмотки могут быть выполнены из четного числа частей, соединенных последовательно-параллельно с перекрещиванием соединений секций, расположенных на разных стержнях, Это обеспечивает возможность выполнения обмотки на большие токи и обеспечивает необходимое быстродействие регулирования мощности реактора.На фиг. 1 показана схема соединения частей и их секций обмоток реактора, управляемых вентилей; на фиг. 2 - схема питающего трансформатора с одной вторичной обмоткой; на фиг. 3 - то же, с двумя вторичными обмотками.Электрический управляемый подмагничиванием реактор состоит из замкнутого магнитопровода 1, имеющего стержни 2, верхнее торцевое ярмо 3, нижнее 4 и боковые ярма 5. На стержнях размещена основная (сетевая) обмотка б, состоящая из двух секций 7 и 8, соединенных между собой последовательно, Обмотка подключается к сети зажимами А и Х, Обмотка управления 9 состоит из четырех секций - двух пар секций 10 и 11, размещенных на двух разных стержнях; Каждая пара секций имеет верхнюю и нижнюю секции с равным числом витков (пара секций 10 - секции 12 и 13, пара секций 11 - секции 14 - 15). Начала и концы пар секций и секций обозначены буквами Н и К, Начала двух пар секций соединены в общую точку 16, концы - в точку 17, К концам первых (верхних) секций - 12 и 14 подключен один управляемый межсекционный вентиль 18, а к началам вторых(нижних) секций 13 и 14 - другой, противоположно включенный вентиль 19, К концу секции 12 и началу секции 13 подключен первый секционный вентиль 20 анодом - к аноду межсекционного вентиля 18, а катодом - к катоду межсекционного вентиля 19, Соответственно второй секционный вентиль 21 подключен к секциям 14 и 15 анодом к аноду вентиля 19 и катодом к катоду вентиля 18. Питающий 5 10 15 20 25 30 35 40 45 505 10 15 20 25 30 35 40 45 50 трансформатор 22 имеет первичную обмотку 23 и вторичную обмотку 24, В другом варианте устройства трансформатор имеет две вторичные обмотки 24 и 25, Первичная обмотка 23 подсоединяется к общим точкам секций обмоток управления 16 и 17, Вторичная обмотка 24 подсоединяется к анодам вентилей (к точкам 26 и 27) или к катодам (28 и 29). Для варианта с двумя обмотками 24 и 25 одна из них подсоединяется к анодам 26 и 27, другая - к катодам 28 и 29, Первичная обмотка 23 подсоединяется в вариантах устройства к выводам сетевой обмотки (точки А и Х или к части витков сетевой обмотки Х и Х 1),Электрический реактор с регулируемым подмагничиванием работает следующим образом.При подключении реактора к сети переменного тока (к АХ) и отсутствии управляющих импульсов на вентилях 18 - 21 возникает режим наименьшего рабочего тока, т.е, режим минимальной мощности реактора. При этом в каждом стержне реактора возникает переменный магнитный поток, который наводит в секциях обмотки управления переменную ЭДС. Между точками 16 и 17 возникает переменное напряжение, которое подается на питающий трансформатор 22, а через него - к обмотке управления, например к узлам 26 и 27.При подаче управляющих импульсов на секционные вентили 20 и 21 в секциях обмотки управления возникает однонаправленный выпрямленный ток подмагничивания (показан на фиг,1 стрелками); в первый полупериод этот ток протекает через вторичную обмотку 24 и вентиль 20 по секциям 13 и 15, а во второй - через вторичную обмотку 24 и вентиль 21 по секциям 12 и 14.При отключении управляющих сигналов Вентилей 20 и 21 ток подмагничивания, минуя обмотку 24, сохраняется, затухая с соответствующей постоянной времени, в двух контурах: секции 12, 14 и межсекционный вентиль 18; секции 13, 15 и вентиль 19 (на эти вентили 18 и 19 подаются управляющие сигналы, держащие их открытыми), Протекая по секциям обмотки управления, выпрямленный ток подмагничивает стержни реактора 2. При этом индуктивность реактора со стороны основной обмотки 6 снижается. При полном (предельном) подмагничивании стержней индуктивность реактора может быть равна минимальной - когда имеется основная обмотка без стали, В этом режиме реактор имеет максимальный ток и максимальную реактивную мощность. Предлагаемая конструкция реактора обеспечивает и все промежуточные уровни намагничивания, т.е, регулирование мощности реактора. Изменяя углы зажигания вентилей (система регулирования не показана, так как она не содержит новых элементов), возможно осуществить различные режимы работы реактора: постоянная, наперед заданная мощность; форсированный сброс мощности; регулирование мощности по заданной программе; автоматическое поддержание напряжения на шинах реактора, т,е. в сети и т.д,Питание трансформатора может быть также осуществлено за счет подключения его первичной обмотки 23 к входу сетевой обмотки АХ или к части витков сетевой обмотки (Х и к ответвлению Х 1 или к точке соединения секций 7 и 8 обмотки 6), Каждая из перечисленных схем включения первичной обмотки имеет свои преимущества при различных мощностях реактора и напряжения сети,С целью ликвидации возможного неблагоприятного влияния неизбежной магнитной несимметрии магнитопровода число вторичных обмоток трансформатора 22 может быть выбрано равным двум (обмотки 24 и 25), В этом случае одна обмотка должна быть подключена к узлам 26 и 27 (анодам вентилей), а другая - к узлам 28 и 2: (катодам). В отличие от рассмотренного первого варианта с одной вторичной обмоткой, в двух контурах выпрямленный ток протекает каждый полупериод (двухполупериодное выпрямление). За счет некоторого усложнения питающего трансформатора получается дополнительное увеличение надежности работы реактора.В мощных высоковольтных реакторах секционированная основная обмотка должна быть рассчитана на большой ток и в ней необходимо предусмотреть возможность параллельного соединения ее частей. В этом случае число частей секций должно быть четным, Для обеспечения быстродействия регулирования мощности реактора в каждой секции и каждой части обмотки должно быть предусмотрено последовательное соединение частей, расположенных на различных стержнях. Поэтому в сложной сетевой обмотке необходимо последовательно-параллельное соединение частей с перекрещиванием соединений,Необходимы дополнительные пояснения работы предлагаемого реактора.Направление намотки всех частей обмоток реактора (основной и управления) может быть одинаковым (все левые или все правые), как это изображено на фиг.1 (все1803934 КЯ /ЛУ ею гг волны обмоток - налево). Возможен второй вариант - выполнение всех частей обмоток одного стержня с левой намоткой, а другого стержня - с правой. В первом варианте по стержням 2 и боковым ярмам 5 замыкается переменный магнитный поток, а во втором варианте - подмагничивающий поток, В зависимости от применяемых мер по снижению добавочных потерь из-за паразитных магнитных потоков вне стали имеет преимущество либо первый, либо второй вариант.При аварийном выходе вентилей из строя тока короткого замыкания в обмотках управления не возникает, не возникает и электродинамических сил, т.е. достигается повышение надежности предлагаемого реактора по сравнению с прототипом, в котором при выходе вентилей из строя возникают токи КЗ им электродинамические силы в частях обмотки управления реактора. Таким образом, показано преимущество предложенного реактора по сравнению с прототипом.Преимуществом является также то, что секции обмоток управления с одинаковым числом витков более удобны в изготовлении, чем секции с разным числом витков.Следует заметить, что выход из строя вентилей может привести к КЗ на питающем трансформаторе 22, Однако, обеспечение электродинамической стойкости трансформатора небольшой мощности не представляет затруднений и много проще, чем стойкость мощного реактора, Питающий трансформатор может быть конструктивно расположен в одном масляном баке с реактором. Формула изобретения 1. Электрический реактор с регулируемым подмагничиванием, содержащий замкнутый магнитопровод со стержнями и ярмами, секционированную основную обмотку, секции которой размещены на разных стержнях, обмотку управления,состоящую из четырех секций, по две на5 каждом стержне, и управляемые межсекционные вентили, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью повышения надежности, реактор имеет питающий трансформатор, секции обмотки управления выполнены с10 одинаковым количеством витков, начала одной пары и концы другой пары секций, расположенных на разных стержня, попарносоединены между собой, к концам первойпары и к началам другой пары присоедине 15 ны встречно включенные управляемые вентили, к концам и началам пар секций,расположенных на одном стержне, такжеподключены управляемые вентили анодамик анодам вентилей, соединяющих секции20 разных стержней, а катодами - к катодамэтих вентилей, первичная обмотка питающего трансформатора подключена к общимточкам секций обмотки управления, а вторичная - к одноименным электродам венти 25 лей - анодам или катодам.2, Реактор по п,1, отл и ч а ю щи й с ятем, что питающий трансформатор выполнен с двумя вторичными обмотками, одна изкоторых подключена к анодам управляемых30 вентилей, а другая - к их катодам,3. Реактор по п,1 или 2, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что первичная обмотка питающеготрансформатора подключена параллельноосновной обмотке,35 4. Реактор по и, 1 или 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что основная обмотка выполнена с ответвлением от части витков, к которому подсоединен один из выводовпервичной обмотки питающего трансфор 40 матора, при этом другой вывод первичнойобмотки подсоединен к одному из выводовосновной обмотки.1803934 гг 30 35 40 45 50 Составитель А, ЛурьеТехред М.Моргентал Корректор 3, Салко Редактор Т. Куркова Заказ 1058 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина. 101