Управляемый реактор

Союз Советских Социалистических РеслубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ(51)М. Кл.з .Н 02 Н 9/02 Н 02 Н 3/06 с присоединением заявки йо Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(53) УДК 621.З 1 б. ,925(088.8) Дата опубликования описания 3 007,81(54) УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕАКТОР 10 Изобретение относится к электротехнике и предназначено для применения. на высоковольтных линиях электропередачи, оборудованных устройстваходнофазного автоматического повторного включения (ОАПВ),Наличие на линии управляемыхреакторов 11 само по себе не можетсущественно ускорить гашение дугиподпитки и обеспечить применениеОАНВ без специальных дорогостоящихспособов ОАПВ,Наиболее близким к предлагаемомуявляется управляемый реактор, установленный на линии электропередачи, 15оборудованной трансформатором напряжения и блоком однофаэного повторноговключения, содержащий трансформаторс обмотками высшего и среднего напряжения, соединенными в звезду, и 20обмоткой низшего напряжения, соединенной в треугольник с включеннымив цепь треугольника выключателем спараллельной ему дополнительной ин 5дуктивностью для компенсации емкостной составляющей тока подпитки, Устройство также содержит блок переключения вентилей, преобразовательныйблок, блок однофазного повторноговключения и трансформатор напряже ния, которые, будучи связанными между собой, обеспечивают путем выбора задержки времени открытия и закрытия вентилей режим работа фазы управляемого реактора, присоединенной к поврежденной фазе линии электропередачи, соответствующей минимуму магнитной составляющей тока подпитки. Устройство компенсирует таким образом весь ток подпитки и этим обеспечивает эффективную ликвидацию дуги подпитки при ОАПВ 21Однако в ряде случаев требуются реакторы с пофазным управлением с целью компенсации несимметрии токов и напряжений линии электропередачи в. нормальных эксплуатационных режи" мах, Такой управляемый реактор не имеет третичной обмотки, соединенной в треугольник, и не может обеспечить ограничение тока подпитки при ОАПВ,Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей путем обеспечения ограничения тока подпитки при однофаэном повторном включении.Поставленная цель достигается тем, что в управляемый реактор, установленный на линии электропередачи, оборудованной трансформатором напря"жения и блоком однофазного автоматического повторного включения, содержащий трансформатор, обмотка высшего напряжения которого соединена в звезду, а в цепь вторичной обмотки включены последовательно соединенные реактор и управляемые вентили, управляющие электроды которых соединены с выходом блока переключения, вход которого подключен к выходу преобразовательного блока, один из входов которого связан с обмоткой низшего напряжения трансформатора напряжения линии, а второй вход преобразовательного блока предназначен для подключения к соответствующему входу блока однофаэного автоматического повторного включения, вгядены блок формирования опорного напряжения и конденсатор, включенный между нейтральной точкой первичной обмотки трансформатора управляемого реактора и землей, параллельно конденсатору включен выключатель, а один из входов блока формирования опорного напряжения подключен к трансформатору напряжения линии, другой вход предназначен для подключения ко вторичной обмотке трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь нейтрали первичных обмоток высшего напряжения трансформатора, выход блока Формирования опорного напряжения подкЛючен ко входу преобразовательного блока, а управляющий уход выключателя предназначен для подключения .к соответствующему вхо" ду блока однофазного автоматического повторного включения.На фиг. 1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг, 2схема замещения реактора с линиейэлектропередачи в неполнофазном режиме с однофазным замыканием.устройство (Фиг, 1) содержит управляемый реактор 1, первичную обмотку 2 трансформатора, вторичную обмотку 3 трансформатора, реактор 4,вентили 5, Фильтр б, конденсаторы 7,блок 8 переключения вентилей, линию9 электропередачи, трансформатор 10напряжения линии, блок 11 однофазного повторного включения, преобразовательный блок 12, короткое замыкание .13, выключатель 14, дополнительный конденсатор 15, блок 16формирования опорного напряжения,трансформатор 17 тока,Управляемый реактор 1 состоит изтрех фаз двухобмоточного трансформатора с обмотками 2 и 3, первичныеобмотки 2 присоединены к линии 9электропередачи, Последовательно совторичными обмотками 3 включен ре"актор 4, вентили 5 и фильтры б, ачасть реактора 4 и обмотки 3 шунтированы конденсатором 7,Между нейтралью первичных обмоток3 и землей включены дополнительный конденсатор 15 и выключатель 14,управляемый от блока ОАПВ. Блок 8переключения вентилей выходом соединен с вентилем 5, а входом - с преобразовательным блоком 12, который всвою очередь соединен с блоком 11однофазного повторного включения ис выходом блока 16 формирования опорного напряжения, один иэ входов которого соединен с трансформатором 10напряжения, обмотка высшего напряжения которого соединена с линией 9,Другой вход блока 16 соединен совторичной обмоткой трансформатора 17тока.Работа устройства по ограничению15 така подпитки при ОАПВ поясняется Сфиг,2, где 13 - однофазное замыкание,";ф в .междуфазная емкость С - емкость фазы линии на землю О - Фазное напряжение Е - ЭДС взаимоиндукщ ции поврежденной фазы с неповрежденными 1 Х - индуктивное сопротивлениеобмоток 2 и 3 трансформатора Х"эквивалентное индуктивное сопротивление двух фаз трансформатора, соот ветствующих неповрежденным фазам линии Хр - индуктивное сопротивлениедвух фаз реактора, соответствующихнеповрежденным фазам линии Сиемкость батареи конденсаторов Семкость эквивалента батареи конденсаЗо торов, соответствующих неповрежденным фазам линии С 9, - емкость дополнительного конденсатора 15,При возникновении короткого замыкания на линии фазы управляемогоЗЗ реактора линии, присоединенные кнеповрежденным фазам, переводятся врежим максимальной выдачи реактивноймощности, что соответствует разрывуМцепи Хр и замещении укаэанных фаз уп,фО равляемого реактора емкостью С" ипренебрежимо малым индуктивным сопротивлением Х,Магнитная составляющая тока подпитки, обуоловленная ЭДС взаимоиндукции4 Е , компенсируется подбором эквивалентного индуктивного сопротивленияуправляемого реактора, присоединенного к поврежденной фазе линии черезпосредство преобразовательного блокаур 12, а также блока 8 с учетом величиныдополнительной емкости С и емкостиС выбором задержки времени открытияи закрытия вентилей,Емкостная составляющая тока подпитэ ки через место повреждения можетбыть скомпенсирована емкостью С сучетом эквивалентного индуктивногосопротивления управляемого реактора,присоединенного к поврежденной фазелинии, и емкости Сц46 Таким образом, эквивалентное индуктивное сопротивление фазы управляемого реактора, присоединенного к неповрезденной фазе линии, емкостейСн и С в режиме ОАПВ с компенсацией45 емкостной и магнитной составляющих15 20 25 ЗО 35 40 45 50 55 бО 65 тока подпитки, будучи взаимозависимы, позволяют скомпенсировать весьток подпитки и осуществить ОАПВ снаивысшей эффективностью.При возникновении на линии однофазного замыкания блок однофазного повторного включения выбираетповрежденную Фазу, посылает импульсына отключение выключателя 14 и пере-водит преобразовательный блок на работу в режиме компенсации тока подпитки. При этом преобразовательныйблок посылает импульсы на блок 8 переключения вентилей, который в своюочередь управляет моментами открытия и закрытия вентилей 5 соответственно заданному режиму работыкаждой из фаз управляемого реактора,Работа преобразовательного блокаосуществляется по моментам переходачерез нур 1 ь опорного напряжения.порным напряжением являетсянапряжение между каждой из фаз первичной обмотки трансформатора. Управляемого реактора и его нейтральной точкой, Опорное напряжение формируетсяблоком 16, на входы которого подается напряжение фаз относительноземли от линейного трансформатора 10напряжения и напряжения, пропорционального напряжению нейтрали, оттрансформатора 17 тока, При этом вблоке 16 осуществляется вычитаниеиз фазного,напряжения относительноземли каждой из фаз напряжения нейтрали,1При этом благодаря переводу фазуправляемого реактора, подключенныхк неповрежденным фазам линии, в режим максимальной выдачи реактивноймощности оказывается возможньм одновременно с осуществлением ОАПВ реализовать одну из основных функций управляемого реактора по поддержаниюустойчивости параллельной работы,Величина емкости дополнительногоконденсатора по минимуму полного тока подпитки определяется из выраженияС = 0,5 - .ССо3сфЗначение С" выбирается из условияравенства выдаваемой и потребляемоймощности управляемого реактора,которая обычно составляет около 90зарядной мощности линии электропередачиС " Ор 9(ЗСмф + С 0),При длине линии 500-600 км в среднемСрсоставляет 0,5-0,6 мкф, С составляет 5-6 мкФ, а емкость дополнительного конденсатора составляет30-35 мкф при напряжении на конденсаторе около 50 кВр т.е. мощность конденсаторной батареи 25-30 МВА,составляет около 1 мсщности конденсаторной батареи 7 управляемого реактора.С учетом того, что батарея будетнаходиться в работе всего 1-2 разав год в течение 1-2 с и она может быть перегружена, номинальная мощность конденсаторной батареи 15 будет менее 1 от мощности конденсаторных батарей управляемого реактора 1.Выключатель 14, параллельный конденсатору 15, отключается лишь на время паузы ОАПВ для ввода в работу- схемы., компенсации тока подпитки, а в нормальных режимах он включен, чтобы через конденсатор не протекали токи, обусловленные несимметрией линии. При этом эквивалентное индуктивное сопротивление управляемого реактора вместе с конденсаторной батареей примерно соответствует 70-90 мощности управляемого реактора,В связи с тем, что на проектируемых мощных линиях электропередачи будут использованы управляемые реакторы, предлагаемое изобретение, обеспечивающее эффективность ОАПВ в случае, когда у управляемого реактора отсутствует третичная обмстка, усложняющая всю схему управляемого реактора и не позволяющая компенсировать несимметрию токов и напряжений в нормальных эксплуатационных режимах, даст существенный экономический эффект. Формула изобретения Управляемый реактор, предназначенный для установки на линии электропередачи, оборудованной трансформатором напряжения и блоком однофазного автоматического повторного включения, содержащий трансформатор, обмотка высшего напряжения которого соединена в звезду, а в цепь вторичной обмотки включены последовательно соединенные реактор и управляемые вентили, управляющие электроды которых соединены с выходом блока переключения, вход которого подключен к выходу преобразовательного блока один из входов которого связан с обмоткой низшего напряжения трансформатора напряжения линии, а.втброй вход преобразовательного блока предназначен для подключения к соответствующему входу блока однофазного автоматического повторного включения, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения Функциональных возможностей путем обеспечения ограничения тока подпитки при однофазном повторном включении, в него введены блок формирования опорного напряжения и конденсаторр включенный между нейтральной. точкой обмотки высшего напряжения трансформатора и землей, выключатель, включенный параллельно конденсатору, и трансформатор тока, включенный в цепь нейтрали обмотки высшего напряжения трансформатора, причем один из входов блока формирования опорного напряжения предназначен для подключения к трансформаторунапряжения, другой вход подключен квторичной обмотке трансформатора тока, выход блока формирования опорного напряжения подключен к входу пре"образовательного блока, а управляющий вход выключателя предназначендля подключения к соответствующемувходу блока однофазного автоматического повторного включения; Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рейхерт К, и др, .РегулируемЫй реакторный компенсатор для систем электропередачи высокого напряжения. СИГРЭ, 1974 Р 31-04,2, Авторское свидетельство СССР по заявке 9 2697017/24-07, кл, Н 02 Н 9/02, 1978 (прототип),орниенко 1 Фщщщщ едакто П Заказ 6380 твеннога комит бретений и отк 35, Раушская н иал ППП "Патент", г. Ужгород, Ул. Проектная,0Тираж 675 ВНИИПИ Государспо делам изо 035, Москва, Жисное а СССР тий