Статический компенсатор реактивной мощности Советский патент 1993 года по МПК H01F29/14 

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в качестве статического компенсатора реактивной мощности для регулирования напряжения и поддержания заданного уровня р.еактивной мощности потребителями электрической энергии.

Целью изобретения является упрощение конструкции, повышение быстродействия и повышение надежности статического компенсатора реактивной мощности.

На фиг. 1 представлена принципиальная схема статического компенсатора реактивной мощности; на фиг. 2 - конструкция расположения обмоток на стержнях магнитопровода управляемого реактора.

Статический компенсатор реактивной мощности (см.фиг. 1) содержит нерегулируемую конденсаторную .батарею 1, подключенную через выключатель 2, и управляемый реактор, имеющий магнито- провод со стержнями 3, секции сетевой обмотки 4, секции подмагничивающей обмотки 5, расположенные на разных стержнях 3 магнитопровода, выполненные из двух параллельных ветвей, к местам соединения которых подключен конденсатор 1 и к средним точкам которых подключен регулируемый источник постоянного тока б, при этом внешний диаметр подмагничивающей обмотки 5 выполнен меньшим по сравне - нию с внутренним диаметром сетевой обмотки 4.

Статический компенсатор реактивной мощности работает следующим образом. При токе управления равном нулю, в секциях 5 подмагничивающей обмотки и подключенной к напряжению сети сетевой обмотки, состоящей из секций 4, реактор работает на холостом ходу. При этом переменный магнитный поток протекает по стержням 3 магнитопровода. На выводах параллельных ветвей подмагничивающей обмотки 5 наводится напряжение

п -I. Wy .

un-ucw; :

и

где Uc - напряжение сети;

Un напряжение на выводах подмагничивающей обмотки 5;

Wy, Wc числа витков в секциях сетевой 4 и подмагничивающей 5 обмоток, расположенных на одном стержне 3.

Напряжение 1)п приложено через выключатель 2 к нерегулируемой конденсаторной батарее 1, которая генерирует в сеть реактивную мощность Qc

Qc

У

%с

10

где ип - напряжение на выводах подмагничивающей обмотки 5;

Хс сопротивление конденсаторной батареи 1.

При работе источника постоянного тока 6 протекает, ток управления по секциям 5 подмагничивающей обмотки, начинают насыщаться стержни 3 магнитопровода, происходит уменьшение генерируемой

15 мощности Qc за счет возрастания реактивного (индуктивного) тока реактора и соответственно QL, за счет уменьшения напряжения Un на выводах подмагничивающей обмотки 5, к которым подключена кон20 денсаторная батарея 1, через выключатель 2. Уменьшение напряжения Un происходит за счет насыщения стержней 3. Пока стержни 3 ненасыщены, весь переменный магнит- ныйпоток пронизывает

25 подмагничивающую обмотку 5. При насыщении стержней 3 переменный магнитный поток вытесняется из стержней 3 и замыкается в пределах секций 4 сетевой обмотки, поэтому значение переменного магнитного потока, пронизывающего поперечное сечение секций 5 подмагничивающей обмотки, уменьшается. Чем больше насыщение стержней 3, тем меньше напряжение Un. Наименьшее значение Un при насыщении стержней 3 можно достичь, когда стержни 3 находятся в насыщенном состоянии в течение всего периода напряжения сети. При этом напряжение на выводах конденсатор40 ной батареи 1 снижается до значения, определяемого:

30

35

Un Uc

45

где dcp.n. - средний диаметр секций подмагничивающей обмотки 5;

dcp.c. - средний диаметр секций сетевой обмотки 4; Uc - напряжение сети.

Мощность реактора при таком насыщении достигает номинальной величины.

Если принять, что мощность конденсаторной батареи 1 равна мощности реактора (как правило так и бывает на практике) , то при номинальной мощности реактора Qp мощность, генерируемая конденсаторной батареей 1, например, для устройства мощностью 30000 кВа при данных: Qc 30000

кВарц, Qp 30000 квар, dcp.n. - 0,4 м, dcp.c. 1 м.

Un-.Un

0,4 1

2

0,i6Un.xx;

где Un.xx. - напряжение на конденсаторной батарее 1 при отсутствии подмагничивания уменьшается

1

1

Oj б2 0,0256

10

Таким образом по сравнению с прототипом предполагаемое изобретение позволяет упростить конструкцию статического компенсатора реактивной мощности, так как значительно снижаются затраты на производство подобных устройств. той же мощности, повысить его надежность и быстродействие, так как отпадает необходимость частой коммутации выключателя при перехоДе от режима генерации к режиму потребления.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Использование: для регулирования напряжения в линиях электропередач и поддержания заданного уровня реактивной мощности потребителями электрической энергии. Сущность изобретения: управляемый реактор компенсатора реактивной мощности имеет подмагничивающую обмотку из двух параллельных ветвей, секции 5 которых расположены на разных стержнях магнитопровода 3. К средним точкам параллельных ветвей подключен регулируемый источник постоянного тока 6, а к местам соединения их - нерегулируемая конденсаторная батарея 1. Внешний диаметр подмаг- ничивающей обмотки меньше внутреннего диаметра сетевой обмотки 4. Предложенная конструкция позволяет уменьшить материа- лоемкость и увеличить надежность компенсатора реактивной мощности. 2 ил. fe

в 39 раз и составит 760 квар.

Таким образом изменение реактивной мощности статическим компенсатором можно плавно осуществлять в пределах от

Qc - Qxxp ДО Орн - QCOCT,

где QDH, Qc - номинальные мощности реактора и конденсаторной батареи 1;

Qxxp - мощность реактора при отсутствии подмагничивания (для реактора с QH ЗООООквар, Qxxp 1200квар);

Qc JOCT. - мощность, генерируемая конденсаторной батареей 1 при насыщении стержней магнитопровода 3.

Это исключает необходимость коммута- .ции выключателя 2 при переходе от режима генераций к режиму потребления реактивной мощности.

Численные значения пределов регулирования реактивной мощности составляют от 28800 квар емкостных до 29250 квар индуктивных, а для обеспечения режима работы прототипа в данных диапазонах изменения мощности от Qc до Qp, необходима удвоенная мощность управаляемого реактора.

Статический компенсатор реактивной мощности, содержащий предназначенные для подключения к сети нерегулируемую конденсаторную батарею и управляемый

реактор, имеющий магнитопровод, сетевую и подмагничивающую обмотку, подключенную к регулируемому источнику постоянного тока, отличающийся тем, что, с целью упрощения конструкции, повышения

надежности и быстродействия, магнитопровод управляемого реактора имеет два стер- жня с размещенными на них секционированными сетевой и лодмагничи- вающей обмотками, подмагничивающая обмотка выполнена из четырех равных секций, соединенных в две параллельные ветви по две секции в каждой, причем секции каждой параллельной ветви размещены на разных стержнях и внутри секций сетевой обмотки,

регулируемый источник постоянного тока подключен к средним точкам параллельных ветвей, а конденсаторная батарея - к местам соединения параллельных ветвей подмагничивающей обмотки.