Устройство для регулирования реактивной мощности линий электропередач высокого напряжения Советский патент 1992 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электроэнергетике.в частности к распределению электрической энергии в электрических сетях высокого напряжения 35 кВ и более с плаз- морегулируемой генерацией и потреблением реактивной мощности.

Известно устройство для регулирования реактивной мощности линий электропередач высокого напряжения, содержащее источник реактивной мощности в виде батареи статических конденсаторов, подключенный к высоковольтной сети через управляемый реактор-трансформатор, выполненный из двух трехстержневых магнитопроводов, соединенных двумя дополнительными ярмами, расположенными в области средних стержней о плоскости, перпендикулярной плоскости магнитопроводов, секционированные первичную и вторичную обмотки, выполненные из двух секций на фазу и соединенных по схеме звезда - звезда, и обмотку управления, выполненную из двух секций, расположенных на дополнительных ярмах.

К недостаткам такого устройства относятся: невозможность пофазного управления, несимметрия подмагничивания из-за различия длин путей замыкания постоянного магнитного потока по фазам, низкая эффективность подмагничивания за счет рассеяния постоянного магнитного потока из-за расположения обмотки постоянного тока на участке магнитной системы, не сходящем в путь замыкания переменного магVJ

О

Јь ГО

to

СЛ

нитного noTC;-t. и ;ч;,-ээ рг знесс; /п рзОочсй и подмагш.ичоюп. й сЬматок по разным участкам мзгн лтпг.ропсдз. Вследствие зю- ю имес-i место р с/ода ,кт-из- ных материа.чсз . п ог..слрически,; разигфок при задание-, ;- Снцно ди.

Также -;. :оегно устройство дчя регулирования реактивной мощности линий электропередач высокого напряжения. содержащее источник реяктил-:ой мощности в виде ci dxpoH oro компенсаторе, подключенного : оь- сркополслной сети через управляемый реактор-трансформатор, выполненный из трах однофазных груш;, каждая из котсрых выполнена Р ьидэ трех горизонталь;-.,/ и трех вертикальных взаимно перпендикулярных стерхнгп, секционированные первичную и вторичные обмотки, сседтнемные по схеме звезда - треугольник, и секционированную сбмотку подмогничиззния, причем секции всех рабочих обмоток и секции обмотки подмагни- чиванмл расположены на взаимно, перпендикулярных внутренних стержнях магнитопрснодоз фаз.

К недостаткам известного устройства также относится низкая эффективность под1 магннчигания ii ухудшение мпссогабзрит- ных показателей за счет тех же причин - разнесения опмоток и расположения обмотки постоянного тока на участках, не входящих в путь замыкания переменного магнитного потока.

Цель изобретения - повышение эффективности пвд . зтничиг эн1-.я и снижение расхода активных материалов и потерь.

Поставленная цель достигай гол тем, что обмотки каждой фазы реактора-трансформатора сыпзлнены из четырех секций, секции обмоток расположены на двух параллельных внешних стержнях магнито- прокодоз фа м соединены тая,, что перемен- ный магнитный поток замыкается по внутреннему стержню, имеющему меньшую длину.

На фиг. 1 показана одна из возможных схем соединений обмоток реактора- трансформатора и расположение секций обмоток нз I .. нитопроводэ х фаз; на фиг. 2 - график линейной зависимости тока реактора-трансформатора от тока под- магничипздая; на фиг. 3 - схема резктора- трянсформйтора; на фиг. 4 варианты конструктивного исполнения мзгнитопро- оодоо фаз.

Секции п 1ПБич ой обмотки 1 каждого магнитопрог.одэ 2 соединены в две па- раллегп-нив г; :тки, икгюченн.ые согласно, каждая из .оторых состоит из двух согласно -пес л e/:,oi -. ель ных секций. Параллельные ветки каждой фазы соединены в зпезду. Секции сгоричнсй сОмотки 3 фг;т соединены .:;э/:стичпо. а |И;1ч; ду фазами п треугольник. Секции обг. игки А упрсиленип

каждой фазы соедчноьы попарно встрочнопоследор.чтс. н.но. К гыподам сторииной обмотки подключена конденсаторная батарея.

Устройство работает следующим обра0 зом.

. При подключении рабочей обмотки 1 к источнику переменно о тока и обмотки 4 к источнику постоянного тока во пнашиих вертикальных стержнях и внешлих горизон5 тальных стержнях магимтопронодсв 2 имеет место продольное подмзгничппзнис, о в месте пересечения внутренних стержней поперечное подмагннчивэние, что обеспечивает преоб/идлющий рост пброой

0 гармоники тока при подмагничиваиии. Четные гармоники, имеющие место при продольном подмагничипании внешних стержней, замыкаются о контурах параллельных ветсей фаз. Гармоники нулевой по5 следовательности тютребляемого тока, третья и кратные ей, замыкаются в контуре вторичной обмотки 3, соединенной и треугольник, обеспечивая режим, близкий к режиму промежуточного намагничивания по

0 этим гармоникам, и снижение амплитуд нечетных высших гармоник. Таким образом, подмагничнвание обеспечивает изменение мощности реактора-трансформатора от холостого хода до номинального значения при

5 практически синусоидальной форме кривой тока. Изменение мощности реактора-транс- форматора обеспечивает регулирование мощности конденсаторной батареи и, следовательно, регулиропание реактивной

0 мощности в высоковольтной сети, к которой подключено устройство.

Расположение секций рабочих обмоток и обмотки постоянного тока концентрически на внешних стержнях сводит до минн5 мумз рассеяние постоянного потока и обеспечивает практически линейную зависимость тока реактора-трансформатора от тока -подм:-гмичива)ия, т.е. обеспечивает высокую эффективность подмагничи.папия и

О снижение расхода активных материалов и потерь. Как следует из фиг. 2, по сравнению с известным устройством при заданных габаритах аппарата и мощности его обмоток выоод его на номинальную мощность про5 сто невозможен и этой мощности можно flo6vm,e.fi только зн счот увеличения размеров магнитопроподч и мощности обмотки подмагничизпнмя. Расчеты показывают, чтп Это возможно при ухудшении технико-экономических показатекол п части расхода о&тивных материалов и потерь не менее чем на 20-30%. Это технико-эконрмический эффект изобретения.

Приведенная схема соединения не исчерпывает многообразия схемных реше- ний. Так. число параллельных ветвей обмоток переменного тока может быть и четыре, обмотка управления может быть выполнена параллельными ветвями или общей для всех трех фаз. или совмещенной с первичной рабочей обмоткой, соединенной в звезду. Такое схемное решение реактора- трансформатора приведено на фиг. 3, где секции первичной обмотки переменного тока соединены в две заезды с разделенными нейтралями, к которым подключается источник постоянного тока. При этом технико- экономические показатели в части расхода активных материалов и потерь повышаются на 10-15% и упрощается схемное решение аппарата.

Возможны варианты конструктивного исполнения магнитспроводов фаз. Так. с целью упрощения технологии изготовления мггнитопровода и всего аппарата в целом магнитная система каждой фазы выполняется из двух элементов, например, в виде трехстержневых магнитопроводов. сочлененных между собой по торцовой поверхности ярм (фиг. 4). В случае, приведенном на фиг. 4а, возможно использование магнито проводоа типовых силовых трансформаторов с незначительной реконструкцией баков и крышек. Варианты сочленения по вертикальной торцовой плоскости приведены на фиг. 4 в, г.

Формула изобретения Устройство для регулирования реактивной мощности линий электропередач высокого напряжения, содержащее источник реактивной мощности, подключенный к высоковольтной сети через управляемый реактор-трансформатор, состоящий из трех однофазных групп, магн-итопровод каждой из которых выполнен в виде трех горизонтальных и трех вертикальных взаимно перпендикулярных стержней, имеющий секционированную первичную и вторичную обмотки, соединенные по схеме звезда - треугольник, и секционированную обмотку подмагничивания,отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности регулирования и снижения расходов активных материалов и потерь, обмотки каждой фазы реактора-трансформатора разделены на четыре секции, секции обмоток расположены на двух параллельных внешних стержнях магнитопроводов фаз и соединены так, что переменный магнитный поток замыкается по третьему внутреннему стержню, имеющему меньшую длину.

С

Изобретение относится к электроэнергетике, в часности к распределению элект- .рической энергии в электрических сетях высокого напряжения (35 кВ и более) с плаз- морегулируемой генерацией и потреблением реактивной мощности. Цель - повышение эффективности регулирования и снижение расходов активных материалов и потерь. Поставленная цель достигается тем. что обмотки каждой фазы реактора-трансформатора выполнены из четырех секций, секции обмоток расположены на двух параллельных внешних стержнях магнитопроводов фаз и соединены так, что переменный магнитный поток замыкается по внутреннему стержню, имеющему меньшую длину. 4 ил. ел С

Фиг.1

. %

Гг

ч

% .

XAJ4J. -ХА.Л,. - .«--,-----«.,«- -------

гГ ОГ)--- -- V-v V

.u I pi 1

« -v i -s-1 „ ,vj--,--.

f I I | S| 4

« a | . - x 1 i „Irvvv,.. IIГ u -i

v

Фиг.Ц