Трехфазный управляемый реактор Советский патент 1991 года по МПК H01F29/14 

1

(21)4491591/07 (22) 10.10.88 (46)23.06.91. Бюл. №23

(71)Кишиневский политехнический институт им. С.Лазо и Отдел энергетической кибернетики АН МССР

(72)Е.И.Заблудский. Ю.В.Ермураки и С.Ф.Козырин (53)621.318.435(088.8)

(56)Авторское свидетельство СССР N 775764.кл. Н 01 F 29/14.1980

(54) ТРЕХФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕАКТОР

(57)Изобретение относится к статистическим ферромагнитным утройствам. предназначенным для работы в качестве регулирующего элемента статических компенсаторов реактивной мощности, устанавливаемых, например, в линиях электропередачи. Цель изобретения - уменьшение расхода активных материалов, расширение диапазона регулирования реактора, а также совмещение функций дополнительной обмотки переменного тока с функциями источника постоянного тока Активная часть реактора состоит из пространственного симметричного трех- стержневого магнитопровода и двух обмо- ток основной трехфазной обмотки и совмещенной обмотки, которая выполняет функции дополнительной трехфазной обмотки и обмотки подмагничивания Катушки совмещенной обмотки расположены на продольных полустержнях 2 каждого стержня, полустержни соединены между собой ферромагнитной перемычкой 3. Катушки 1 охватываются катушкой 4 основной обмотки. К катушкам совмещенной обмотки могут быть подключены тиристоры При включе- нии основной обмотки в сеть и изменении тока подмагничивэния реактивная мощность устройства плавно регулируется, 2 з.п. ф-лы. 5 ил

Ё

1

/

О

ел

00

ю

NJ

Јь

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергии и может быть использовано в качестве трехфазного регулируемого индуктивного сопротивления.

Цель изобретения уменьшение расхода активных материалов, расширение диапазона регулирования реактора за счет полного электрического совмещения функций дополнительной обмотки с функциями обмотки подмагничивания. а также совмещение функций дополнительной обмотки переменного тока с функциями источника постоянного тока, реализующее симметричное самоподмагничивание устройства.

При симметричном самоподмагничива- нии (намагничивании) четные гармоники отсутствуют в индукции и в напряженности магнитного поля, что улучшает технико-экономические показатели реактора.

На фиг.1 изображена схема симметричного пространственного трехстержневого магнитопровода с расположенной на стержне одной фазой Ai-Xi основной трехфазной обмотки и расположенными на продольных составляющих стержней ка- гушками одной фазы дополнительной трехфазной обмотки, которые электрически полностью совмещены с катушками обмотки подмагничивания (зажимы + и -); на

фиг

го же, с расположенной на стержнях

основной трехфазной обмоткой (зажимы Ai,

81,Ci) и расположенной на продольных полустержнях дополнительной трехфазной обмоткой (зажимы А2, В2, С2), которая электрически полностью совмещена с обмоткой подмагничивания (зажимы + и -); на фиг.З - электрическая схема соединения секции (катушек) основной трехфазной обмотки, которая выполняет и функцию дополнительной трехфазной обмотки и функцию обмотки подмагничивания постоянного тока; на фиг.4 - пути замыкания силовых линий постоянного и переменного магнитных полей; на фиг.5 - схема симметричного пространственного трехстержневого магнитопровода с расположенной на стержнях основной трехфазной обмоткой (зажимы А2,

82,С2) и зажимы Oi и Ch), к катушкам которой подсоединены тиристоры.

Трёхфазный управляемый реактор со держит трехстержневой пространственный симметричный магнитопровод, основную трехфазную обмотку и дополнительную трехфазную обмотку электрически полностью совмещенную с обмоткой подмагничивания постоянного тока. Магнитопровод изготавливается, например, из трех О-об- раэных сердечников 1 так, что каждый стер- жень состоит из двух продольных

полустержней 2. Обе продольные составляющие каждого стержня соединены между собой ферромагнитной перемычкой 3, которая расположена посредине длины продольных полустержней 2 (фиг.1 и 2). Перемычки 3 необходимы для замыкания постоянного магнитного потока, силовые линии которого Фв и Фн показаны на фиг.4. Каждая фаза дополнительной обмотки со0 стоит из двух параллельных ветвей, каждая ветвь состоит из двух катушек 4 и 5, которые соединяются между собой последовательно. Эти соединения (они обозначены знаками + и -) используются для

5 подсоединения источника постоянного тока. На каждом из двух полустержней 2 каждого стержня расположена одна катушка 4 и одна катушка 5, причем катушка 4 охватывает полустержень 2 выше перемычки 3, а

0 катушка 5 охватывает этот полустержень 2 ниже перемычки 3 Каждая фаза основной обмотки состоит из одной катушки 6, кото- рзя охватывает две катушки 4 и две катушки 5, расположенные на полустержнях 2 каж5 дого стержня (фиг.2). Для совмещения функций дополнительной трехфазной обмотки не только с функциями обмотки подмагничивания. но и с функциями источника постоянного тока (т.е. внешний источник

0 постоянного тока становится не нужным), к отводам от части витков каждой пары катушек 4 и к отводам от такой же части витков каждой пары катушек 5 подсоединены тиристоры соответственно 7 и 8 (фиг.5). Причем

5 указанные пары катушек 4 расположены на двух продольных полустержнях 2 каждых двух стержней выше перемычки 3, а пары катушек 5 расположены на продольных полустержнях 2 тех же двух стержней ниже

0 перемычки 3.

Обе катушки 4 каждого стержня могут быт ь расположены на верхних ярмах 1 и обе катушки 5 каждого стержня могут быть расположены на нижних ярмах 1. В этом случае

5 перемычки 6 не нужны и полустержни 2 каждого стержня будут соприкасаться по длине их, з силовые линии постоянного магнитного потока будут замыкаться через продольный воздушный зазор-стык между двумя

0 полустержнями 2 каждого стержня (фиг.2 и 4). При этом на каждом стержне будет расположена только одна катушка 6 основной трехфазной обмотки. При расположении катушек 4 и 5 соответственно на верхних и

5 нижних ярмах (фиг.2) симметричный пространственный трехстержневой магнитопровод может быть также выполнен из трех стержней замкнутых по торцам двумя витыми ярмами. При расположении катушек 4 и 5 совмещенной обмс,гки на этих ярмах постоянный магнитный поток будет замыкаться только в пределах этих ярм.

Управляемый реактор может быть использован и как трансформатор, для этого необходимо выполнить трехфазную вторичную обмотку, аналогичную первичной обмотке.

Управляемый реактор работает следующим образом.

Индуктивное сопротивление трехфазной обмотки реактора регулируется за счет изменения магнитной проницаемости маг- нитопровода путем изменения величины постоянного тока в обмотке подмагничива- ния его. При увеличении (уменьшении) тока подмагничивания I и неизменном напряжении U , подаваемом на трехфазную обмотку, ток I (фиг.З), потребляемый из сети, возвра- стает (уменьшается), т.е. регистрируется.

Режим самоподмагничивания реактора (при этом внешний источник постоянного тока не нужен, так как он совмещен с дополнительной трехфазной обмоткой), являющийся симметричным, осуществляется следующим образом.

При угле зажигания (регулирования) ти- ристоов 7 и 8 равном 90° (тиристоры полностью закрыты, что равносильно их отсутствию) в магнитопроводе отсутствует постоянное магнитное поле подмагничивания. При этом реактор потребляет из сети реактивную неуправляемую мощность холостого хода, переменный ток, потребляемый реактором из сети, также минимален. Этот ток имеет такой же физический смысл, как и ток намагничивания серийного трансформатора. Если же угол зажигания тиристоров 7 и 8 составляет 0° (тиристоры полностью открыты), то в магнитопроводе имеется максиимальное постоянное магнитное поле подмагничивания, что обуславливает уменьшение индуктивного сопротивления обмоток переменного тока и соответственно увеличение реактивной мощности и переменного тока до их максимальных значений. При плавном изменении угла зажигания тиристоров от 0 до 90° изменяется степень подмагничивания магнито- провода постоянным магнитным полем и плавно изменяются значения реактивной мощности и переменного тока от максимальных значений до минимальных. Наличие в магнитопроводе постоянного магнитного поля при значениях угла зажигания тиристоров 7 и 8 не равных 90° (тиристоры открыты) обусловлено тем, что при этом на парах зажимов Oi и 02 возникает напряжение (и соответственно протекает постоянный ток 1), которое действует так

же, как и приложенное к этим зажимам напряжение постоянного тока от внешнего ис- точника (фиг.2, символом I- показан постоянный ток, обусловленный внешним 5 источником). Таким образом осуществляется устройством самолодмагничивание. которое является симметричным.

Формула изобретения

содержащий пространственный симметричный трехстержневой магнитопровод. включающий три 0-образных сердечника, при этом каждый стержень магнитопроводэ со5 стоит из двух полустержней, принадлежащих разным 0-образным сердечникам, трехфазные основную и дополнительную обмотки переменного тока, соединенные параллельно, причем одна из обмоток сое0 динена в треугольник, обмотку подмагничивания, отличающийся тем. что. с целью уменьшения расхода активных материалов и расширения диапазона регулирования реактора за счет полного электрического со5 вмещения функций дополнительной обмотки с функциями обмотки подмагничивания, устройство снабжено отводами, магнитопровод снабжен тремя ферромагнитными перемычками, каждая из которых

0 соединяет полустержни одного стержня посередине их высоты, каждая фаза дополнительной обмотки состоит из двух параллельных ветвей, а каждая параллельная ветвь состоит из двух катушек, соеди5 .ненных последовательно, на каждом полустержне расположены по две катушки дополнительной обмотки, принадлежащие разным параллельным ветвям, причем катушки одной параллельной ветви располо0 жены выше перемычки, а катушки другой параллельной ветви - ниже перемычки.

0 каждой из катушек дополнительной обмотки, отводы катушек дополнительной обмотки, расположенные на каждом иа 0-образных сердечников выше перемычки, подключены соответственно к одному из

5 трех тиристоров, а отводы катушек дополнительной обмотки, расположенные на каждом из указанных сердечников ниже перемычки, подключены к каждому из остальных тиристоров.

л

ФигЗ

А.;

1лЛ

Фиг. 4 РА, . , . , т

.4

КеА

Т

/

7

88Фиг. 58

Составитель Е. Волков Редактор А. МотыльТехред М.МоргенталКорректор М. Кучерявая

.

КеА

Т

/