УСТРОЙСТВО ПОВЫШЕНИЯ БЫСТРОДЕЙСТВИЯ УПРАВЛЯЕМОГО ПОДМАГНИЧИВАНИЕМ РЕАКТОРА Российский патент 1999 года по МПК H01F38/02 H01F29/14 

Изобретение относится к области электротехники и может использоваться для повышения быстродействия реакторов, управляемых подмагничиванием, в частности управляемых дугогасящих реакторов.

Одним из относительных недостатков управляемых реакторов, сужающим области их применения, является сравнительно низкое быстродействие. Для улучшения динамических характеристик реакторов, в том числе при наборе номинальной мощности, предложены способы начального подмагничивания магнитопровода, форсировки напряжения управления и т. д. Однако реализация этих способов сопряжена с ростом сложности их схем, габаритов устройств, увеличением потерь, при этом не обеспечивается существенного увеличения быстродействия.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является устройство для управления однофазным реактором с подмагничиванием, содержащее предварительно заряжаемый конденсатор, который через коммутатор разряжается на обмотку управления (подмагничивания) реактора, тем самым обеспечивая дополнительное подмагничивание и форсированный набор или сброс мощности.

Однако подобный способ, обладая высокой эффективностью, требует для своей реализации дополнительного коммутатора с системой управления тиристорами, независимого источника питания для предварительного заряда накопительного конденсатора, а также подбора параметров указанных элементов форсировки по условиям электромагнитной совместимости с обмоткой управления реактора. Так, например, при классе напряжения обмотки управления 10 кВ и выше это вызывает существенный рост габаритов и стоимости схемы форсировки.

Цель предлагаемого изобретения - повышение надежности и упрощение устройства, снижение его габаритов и стоимости. Указанная цель достигается тем, что вместо накопительного конденсатора, разряжающегося через коммутатор на обмотку управления, используется коммутатор в секциях дополнительной низковольтной обмотки реактора (в случае дугогасящего реактора используется существующая сигнальная обмотка).

Для пояснения принципа действия предлагаемого устройства в качестве примера одного из вариантов его реализации на рисунке приведена схема однофазного управляемого дугогасящего реактора с самоподмагничиванием и дополнительным коммутатором в сигнальной обмотке. Схема содержит управляемый реактор (УР) с двумя стержнями магнитопровода 1, рабочей обмоткой, совмещенной с обмоткой управления 2, ключами самоподмагничивания 3, сигнальной обмоткой 4, и коммутатор К, в данном случае состоящий из конденсатора и двух диодов, включенных параллельно с секциями сигнальной обмотки 4, расположенными на соответствующих стержнях магнитопровода 1.

Устройство работает следующим образом. При отсутствии коммутатора К и появлении сетевого напряжения U_с на совмещенной рабочей обмотке УР 2 реактор в соответствии с постоянной времени, обусловленной индуктивным и активным сопротивлениями обмоток, выходит на номинальный режим за 1...2 сек в зависимости от угла управления ключами подмагничивания 3.

При наличии коммутатора с появлением сетевого напряжения на рабочей обмотке соответствующее напряжение трансформируется в сигнальную обмотку 4 и прикладывается к цепям из разряженного конденсатора 5 и диодов 6. Конденсатор 5 через свой диод при соответствующей полярности полуволны сетевого напряжения заряжается в контуре с секцией сигнальной обмотки 4. При этом импульсы зарядного тока, проходящие через сигнальную обмотку согласно с направлением основного потока подмагничивания, форсированно насыщают стержни магнитопровода и выводят реактор на номинальный режим за 2...3 периода промышленной частоты.

Таким образом, просто и надежно, минимальными техническими средствами обеспечиваются динамические характеристики реактора, более чем на порядок повышающие его быстродействие. При этом не требуется ни внешних источников питания, ни дополнительных систем управления. Сигнальная обмотка электрически не связана с рабочей и имеет класс напряжения 0,4 кВ, что существенно облегчает выбор и подключение дополнительных цепей повышения быстродействия.

Аналогичные схемы могут быть применены и в других исполнениях реакторов, управляемых подмагничиванием - трехфазных, с внешним источником подмагничивания, с раздельными обмотками и т.д. При этом соответственно изменяется число коммутаторов, включаемых в соответствующие секции сигнальной или дополнительной обмотки.

В любом из перечисленных случаев, как и в приведенном на рисунке, дополнительное подмагничивание обеспечивается без внешних источников и высоковольтных элементов путем заряда конденсатора через секции низковольтной обмотки.

Предлагаемое устройство было реализовано на серийной элементной базе и проверено в комплекте с физической моделью реактора мощностью 5 квар. Испытания подтвердили вышеуказанные динамические характеристики, а также простоту и надежность реализации предлагаемого устройства. При этом габариты и стоимость устройства составляют незначительную часть от электромагнитной части управляемого реактора.

Использование: в управляемых дугогосящих реакторах. Технический результат заключается в повышении надежности и упрощении устройства, снижении его габаритов и стоимости. Реактор содержит два стержня магнитопровода, рабочую обмотку, совмещенную с обмоткой управления, дополнительную или сигнальную обмотку, расположенную на стержнях магнитопровода. Параллельно секциям дополнительной низковольтной обмотки управляемого реактора подключается коммутатор, состоящий из конденсатора и диодов. При появлении сетевого напряжения на рабочей обмотке реактора его форсированный выход на номинальный режим обеспечивается дополнительным насыщением магнитопровода от импульсов тока заряда конденсатора через диоды и соответствующие секции низковольтной обмотки реактора. 1 ил.

Устройство повышения быстродействия управляемого подмагничиванием реактора, содержащего два стержня магнитопровода, рабочую обмотку, совмещенную с обмоткой управления, ключи самоподмагничивания, коммутатор, состоящий из конденсатора и двух диодов, включенных параллельно с секциями сигнальной или дополнительной обмотки, расположенными на соответствующих стержнях магнитопровода так, что при появлении сетевого напряжения на рабочей обмотке реактора конденсатор при соответствующей полярности полуволны зяряжается через диод в контуре с секцией сигнальной или дополнительной обмотки согласно с направлением основного потока подмагничивания.