Шунтирующий реактор-компенсатор (варианты) Российский патент 2019 года по МПК H01F29/14 

Предложение относится к электротехнике и используется в электросистемах.

Широко известная и применяемая схема /1/, шунтирующего реактора содержит силовые входы, обмотки подмагничивания, присоединенные к тиристорному выпрямителю. Недостаток такого устройства состоит в ограниченных функциональных возможностях - он не способен работать в области генерации реактивной мощности.

Прототипом предложения ко всем вариантам является шунтирующий реактор-компенсатор (далее ШРК) 121, содержащий управляемый реактор с подключенной к нему конденсаторной батареей отбора, вторыми выводами соединённую с входом мостового выпрямителя, полюса которого через дроссели подключены к входам управления реактора. Недостаток такого устройства состоит в сравнительно больших потерях энергии, происходящих из-за того, что оба источники реактивной мощность (конденсаторы и реактор) работают одновременно.

Техническая задача, решаемая данным изобретением, состоит в снижении потерь энергии.

Поставленная задача решается в 1-ом варианте за счет того, что параллельно входам реактора включен ключ. Поставленная задача решается во 2-ом варианте за счет того, что ШРК снажен тремя тиристорами, которые одноименными электродами соединены с входом выпрямителя, а другими электродами подключены к входу управления реактора, который через дроссель связан с инверсным полюсным выводам выпрямителя.

Поставленная задача решается в 3-ем варианте за счет того, что ШРК снабжен вторым выпрямительным мостом, объединенным входами с первым мостом, а полюса второго моста инверсно присоединены к управляющему входу реактора.

Дополнительно задача решается за счет того, что ШРК снабжен вторым ключом, контакты которого включены параллельно конденсаторной батарее.

На фиг. 1-4 приведены схемы ШРК, соответственно пунктам формулы. Он содержит; 1 - реактор, управляемый подмагничиванием, 2 - конденсаторная батарея, 3 - управляемый мостовой выпрямитель, 4, 5 - дроссели сглаживающие, 6 - контакт ключа, 7 - катодная (или возможна анодная) группа из трех дополнительных тиристоров, 8 - дополнительный (второй) выпрямительный мост, 9 - три контакта ключа (инверсные по отношению к контакту 6 этого же ключа).

ШРК работает следующим образом. В режиме потребления реактивной мощности он является плавно регулируемой трехфазной индуктивностью и подключается к высоковольтным линиям электропередач и сетям. Изменяя постоянный ток подмагничивания, подаваемый выпрямителем 3 в обмотки реактора 1, известным образом изменяют индуктивность реактора 1, а, следовательно, и реактивную мощность, потребляемую его обмотками из сети. При этом выпрямитель 3 питается от самого реактора известным образом, например - от дополнительной (компенсационной) обмотки или от отпаек основной обмотки. Используется конденсаторная батарея 2 отбора, мощность которой в таком режиме незначительна. В режиме генерации реактивной мощности замыкается ключ 6 и ток подмагничивания в реактор 1 не подается. Выпрямительный мост 3, будучи замкнут по полюсам (через дроссели 4 и 5) работает как регулятор переменного тока конденсаторной батареи 2, а реактор 1 работает как трансформатор или автотрансформатор. Аналогичный режим обеспечивается схемой на фиг.2 (2-ой вариант) - в работе находятся тиристоры 7 (в режиме потребления они были выключены), образующие катодную группу и анодная группа моста 3 (его катодная группа закрыта).

На фиг. 3 работают оба моста 3 и 8 в режиме генерации реактивной мощности, а в режиме потребления только один. В дополнительном варианте используются контакты 9, ключа, которые замыкают батарею 2 в режиме потребления.

Таким образом в обоих режимах работает (на полную или регулируемую мощность) только один реактивный элемент: реактор 1 или батарея 2, в то время как другой работает в режиме незначительной нагрузки реактивной мощностью: конденсатор 2 или реактор 1 (трансформаторный режим или авто). Благодаря этому исключаются перетоки реактивной мощности внутри ШРК, а, следовательно, снижаются потери электроэнергии и нагрев элементов. Последнее ведет также к повышению надежности.

Источники информации:

1. Патент на полезную модель РФ №136919, кл. H01F 29/14, Н02Р 13/00,, 17.07.2013.

2. Патент на изобретение РФ №2451353, кл. Н01Р 29/14, 27/26, 21.10.2010.

Изобретение относится к электротехнике и используется в электросистемах. Управляемый реактор (1) подмагничивается выпрямителем (3), питающимся от реактора (1) (от отпаек или от компенсационной обмотки) через конденсаторы (2). В таком режиме ток и мощность последних невелики. В режиме генерации выпрямитель (3) шунтируется ключом (6) (1-й вариант), или тройкой тиристоров (7) (2-й вариант), или дополнительным мостом (8) (3-й вариант). Реактор (1) работает как трансформатор или автотрансформатор, а выпрямитель - как тиристорный регулятор тока конденсаторов 2. 3 н. и 1 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Шунтирующий реактор-компенсатор, содержащий управляемый реактор с подключенной к нему конденсаторной батареей отбора мощности, вторыми выводами соединенной с входом мостового выпрямителя, полюса которого через дроссели подключены к входам управления реактора, отличающийся тем, что параллельно входам реактора включен ключ.

2. Шунтирующий реактор-компенсатор, содержащий управляемый реактор с подключенной к нему конденсаторной батареей отбора мощности, вторыми выводами соединенной с входом выпрямителя, полюса которого через дроссели подключены к входам управления реактора, отличающийся тем, что он снабжен тремя тиристорами, которые одноименными электродами соединены с входом выпрямителя, а другими электродами подключены к входу управления реактора, который через дроссель связан с инверсным полюсным выводом выпрямителя.

3. Шунтирующий реактор-компенсатор, содержащий управляемый реактор с подключенной к нему конденсаторной батареей отбора мощности, вторыми выводами соединенной с входом выпрямителя, полюса которого через дроссели подключены к входам управления реактора, отличающийся тем, что он снабжен вторым выпрямительным мостом, объединенным входами с первым мостом, а полюса второго моста инверсно присоединены к управляющему входу реактора.

4. Шунтирующий реактор-компенсатор по любому из пп. 1, 2, 3, отличающийся тем, что он снабжен вторым ключом, контакты которого включены параллельно конденсаторной батарее отбора мощности.