Электрический реактор с подмагничиванием Советский патент 1992 года по МПК H01F29/14 

сл

с

Использование: в линиях электропередач высокого и сверхвысокого напряжения в качестве мощного плавно-регулируемого индуктивного сопротивления Сущность изобретения: реактор имеет оймотку переменного тока, расположенную на стержнях и содержащую четыре параллельные ветви с вводом в середине обмотки, каждая параллельная ветвь состоит из четного числа последовательно соединенных катушек, катушки разных параллельных ветвей, расположенных на одном стержне, чередуются ЛОУГ с другом и имеют разное направление намотки относительно средней точки соединения ветвей, а соединение выводов катушек в ветвях выполнены по разные стороны магнитопровода, что приводит к повышению надежности и улучшению динамических характеристик реактора. 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники и энергетики и может быть использованокаксиловоеплавнорегулируемое индуктивное сопротивление для линий электропередач высокого и сверхвысокого напряжения.

Известен электрический реактор с под- магничиванием, выполненный на магнито- проводах и содержащий обмотку из двух параллельных ветвей, каждая из которых содержит по две одинаковые секции, соединенные последовательно и размещенные на разных магнитопроводах, на секциях одной из параллельных ветвей выполнены отводы, к которым подключены управляемые вентили.

Недостатком данного устройства является возможность возникновения перенапряжений в местах последовательного

соединения секций обмотки, равных фазному напряжению питания устройства. Такие перенапряжения могут возникать, например, при включении устройства, из-за неодинакового остаточного насыщения магнитопроводов, и т.д. Это может привести к выходу из строя управляемых вентилей и пробою изоляции обмотки.

Известен однофазный управляемый реактор, содержащий обмотку переменного тока из нескольких параллельных ветвей, размещенных на двух стержнях магнитопровода, каждая из ветвей состоит из катушек, расположенных на разных стержнях и имеющих противоволожную намотку.

Недостатком такого устройства является малая надежность из-за возможных пере- напряжений, возникающих между катушками обмотки, и низкие показатели в

VJ

О

ю со ю ю

части динамических характеристик. Возникновение перенапряжений может быть вызвано разным остаточным насыщением стержней магнитопровода, а ухудшение динамических характеристик за счет замкнутых контуров, образованных катушками обмотки, в которых во время переходного процесса возникает ток, который создает магнитный поток, направленный встречно магнитному потоку подмагничивания.

Данное устройство является наиболее близким к предлагаемому изобретению и принято авторами в качестве прототипа.

Целью изобретения является повышение надежности за счет снижения перенапряжений, возникающих на катушках и между катушками, расположенными на одном стержне, разных параллельных ветвях, и улучшение динамических характеристик реактора.

Поставленная цель достигается тем, что электрический реактор с подмагничивани- ем, содержащий обмотку переменного тока из нескольких параллельных ветвей, размещенных на двух стержнях, каждая из ветвей состоит из катушек, расположенных на разных стержнях и имеющих противоположную намотку, обмотка содержит четыре паргллЈ,п. ветви, одна общая точка сое- ди(-:е;.::г. г. выполнена в середине обмет;,.., Ј ругг по краям обмотки, каждая napznr.zr,Li;Јr, ветвь состоит из четного числа последовательно соединенных катушек, причем катушки разных параллельных ветвей, расположенных на одном стержне, чередуется друг с другом и имеют разное направление намотки относительно средней точки соединения ветвей, а соединения выводов катушек в ветвях выполнены по разные стороны магнитопровода.

Новым в изобретении является то, что обмотка содержит четыре параллельные ветви, одна общая точка соединения которых выполнена в середине обмотки, а другая по краям обмотки, каждая параллельная ветвь состоит из четного числа последовательно соединенных катушек, причем катушки разных параллельхых ветвей, расположенных на одном стержне, чередуются друг с другом и имеют разное направление намотки относительно средней точки соединения ветвей, а соединения выводов катушек в ветвях выполнены по разные стороны магнитопровода.

Существенные признаки, отличающие рассматриваемое техническое решение от прототипа, в аналогах и других технических решениях не выявлены.

0

5

0

5

0

5

0

5

0

5

На чертеже представлена принципиальная схема электрического реактора с подмагничиванием.

Электрический реактор с подмагничиванием содержит магнитопровод 1, обмотку переменного тока, расположенную на стержнях 2, состоящую из параллельных ветвей с катушками 3, 4. Катушки 3, 4 соединены по отдельности в четыре параллельные ветви, с общей точкой соединения в середине обмотки, к которой подключен высоковольтный ввод 5. Другие выводы i параллельных ветвей подключены к заземляющему выводу 6. Катушки 3,4, расположенные на одном стержне, чередуются между собой. На стержнях 2 магнитопровода 1 расположена обмотка подмагничивания 7.

Электрический реактор с подмагничиванием работает следующим образом.

При подключении выводов 5 и 6 к переменному напряжению из-за неодинаковости магнитных состояний стержней 2 магнитопровода 1 произойдет перераспределение напряжения между катушками. На катушках 3 и 4, расположенных на одном стержне, напряжение будет больше, а на катушках 3, 4, расположенных на другом стержне, будет меньше. Напряжение между катушками 3 и 4, расположенными на одном стержне, достигает величины:

ЦфЦф Л/ Цф

Л/Ф WK Л/Ф пк пк где 11ф - фазное напряжение сети;

Л/ф - число витков в катушках одной параллельной ветви:

WK - число витков в катушке;

Пк число катушек в одной параллельной ветви.

Подбирая число катушек п, можно обеспечить такое значение UK, которое не превышает допустимого значения 11доп. иДОп - допустимое значение напряжения для изоляционного промежутка между соседними катушками 3,4. Если уменьшить пк, то возрастает UK и напряжение на катушках, чтотребуетузеличить изоляционные промежутки и усиливать изоляцию, что приводит к увеличе:- ую геометрических размеров катушки и увеличению изоляционных расстояний и те;л самым к увеличению высоты стержней г:сг:-: :топровода и расхода эле.т- ротехничг;..:::, стали. При увеличении ,;слг катушек пк с.. затея UK, уменьшаются изоляционные размеры между катушкам1/,, при этом обмотка становится компактнее и снижается расход электротехнической стали, идущей на /.оготоглекие магнитопроводг. Повышаете .-.гд хкость работу регч .тср, т.к. при вкл Г -:з;-:ии реактора v. т.д

ряжения на катушках не превышают допустимого значения и, что важно, не требуется усиления изоляции катушек. Для упрощения изготовления обмотки, пайку выводов катушек 3, 4 разных параллельных ветвей необходимо выполнить по разные стороны магнитолровода.

Такое выполнение обмотки реактора позволяет улучшить динамические характеристики реактора. При изменении постоян- ного магнитного потока в стержнях 2 магнитопровода 1 на всех катушках 3, 4 наводятся ЭДС. Число катушек в каждой параллельной ветви должно равняться четному числу. При этом в контурах обмот- ки, состоящих из двух параллельных ветвей, сумма наведенных ЭДС всегда будет равняться нулю. Если бы это условие не выполнялось, число катушек в параллельной ветви было нечетным, то в этих контурах под дей- ствием нескомпенсированных ЭДС возникли токи, создающие магнитный поток в стержнях, направленный встречно постоянному магнитному потоку подмагничивания. При этом переход с одного режима работы к другому по времени увеличится, т.е. уменьшилось бы быстродействие.

Таким образом, в предлагаемой конструкции реактора с обмоткой, имеющей четное число катушек в каждой параллельной ветви при любых значениях магнитных потоков в стержнях наведенные ЭДС в сумме для любого замкнутого контура равны нулю.

Поэтому в контурах обмотки не возникают токи, препятствующие нарастанию постоянных магнитных потоков в стержнях и, соответственно, не влияют на быстродействие устройства. А выполнение обмотки по соответствующей схеме соединения позволяет избежать перенапряжений на катушках обмотки и между ними.

Формула изобретения Электрический реактор с подмагничи- ванием, содержащий обмотку подмагничивания и обмотку переменного тока из нескольких параллельных ветвей, размещенных на двух стержнях, каждая из ветвей состоит из катушек, расположенных на разных стержнях и имеющих противоположную намотку, отличающийся тем, что с целью повышения надежности и улучшения динамических характеристик реактора, обмотка содержит четыре параллельные ветви, одна общая точка соединения которых выполнена в середине обмотки, а другая по краям обмотки, каждая параллельная ветвь состоит из четного числа последовательно соединенных катушек, причем катушки разных параллельных ветвей, расположенных на одном стержне, чередуются друг с другом и имеют разное направление намотки относительно средней точки соединения ветвей, а соединение выводов катушек в ветвях выполнены по разные стороны магнитопровода.