Трехфазный реактор Советский патент 1939 года по МПК H01F37/02 H01F27/42 H02H9/02 H02J3/46 

Для повышения, устойчивости параллельной работы предлагалось применять реакторы с железом, обладающие нелинейной характеристикой.

Основным вопросом, определяющим особенности конструкции такого реактора, является устранение высших гармонических.

Метод устранения 5-й и 7-й гармонических состоит в том, что на фазу приключается два параллельных реактора, магнитные потоки которых сдвинуты на 30°. Предлагались два включения: 1) один реактор - в звезду, другой - в треугольник; 2) один реактор -в звезду, другой - в „зигзаг.

Общим недостатком обеих схем является то, что оба параллельных реактора каждой фазы разнотипны по конструкции. Дело здесь не только в производственных затруднениях. При параллельном включении групп „звезда и „треугольник гармоники линейных токов в обеих группах получаются одинаковыми по величине лишь при условии, что индуктивности рассеяния рабочих обмоток обеих групп и компенсационной обмотки группы, соединенной в звезду (речь идет о третичной обмотке.

включенной в треугольник), равны друг другу.

Другими словами, лишь при указанных теоретических условиях происходит полная компенсация гармоник. Та или иная подгонка равенства рассеяния при неодинаковых геометрических размерах является делом ненадежным, в данном случае вряд ли осуществимым по условиям изоляции. Возникает вопрос о вычислении остаточных гармонических, проистекающих от неравенства парциальных индуктивностей рассеяния. В то время, как сам принцип компенсации сдвигом потоков на 30° достаточно безукоризнен, эти расчеты, включающие разделение рассеяния, ненадежны, между тем, как речь идет о пуске установки в эксплоатацию на основе только лишь теоретических расчетов и опытов на весьма уменьшенной по размерам модели, ибо испытать реактор нельзя.

Недостатком схемы „звезда - треугольник, делающим ее, по мнению изобретателя, практически совершенно неприемлемой, является, кроме того, необходимость ввода на полное напряжение 400 кУ к обоим

концам обмотки (3400 к импульсной прочности). Между тем можно реально считаться лишь с вводом подобного напряжения в середину обмотки. Кроме того, при падении волны по двум проводам, даже при защите встроенными конденсаторами, возможен подъем напряжений в середине обмотки выше напряжения линейного конца. Поэтому потребуется увеличение изоляционного расстояния в область, которая не будет исследоваться для трансформаторов на 400 KV , Увеличение же изоляционного расстояния еще усилит неравенство рассеяния между звездой и треугольником.

Недостатком схемы „зигзаг - звезда, помимо разнотипности единиц, являются также трудности с изоляцией в обмотке „зигзаг. Из двух обмоток, сидящих на сердечнике, каждая имеет два концевых ввода. Наружная обмотка имеет ввод в середину обмотки на полное напряжение и. При наличии импидора и изоляции нейтрали на 0,5 U концевые вводы должны быть изолированы на 0,75 и от ярем. Внутренняя обмотка должна иметь концевые вводы, изолированные на 0,75 и и на 0,5 U от ярем. Наружная обмотка должна быть изолирована от внутренней по середине на полное напряжение U, по концам - около того. Внутренняя обмотка должна быть изолирована от сердечника на 0,75 U -0,5 U от конца к концу. Эти цифры сугубо ориентировочны и возможно занижены. Случай „зигзаг должен быть подробнее исследован. Первые прикидки показывают, что при падении волны по трем проводам имеет место весьма своеобразное индуктивное распределение с переломом на -стыке двух обмоток. Нерезонирующая конструкция, повидимому, невыполнима.

Неравенства рассеяний между „звездой, „зигзагом и их компенсационными обмотками неустранимы. Реактанс нулевой последовательности у обмотки „зигзаг весьма снижен, что может, в частности, создать .затруднения при конструировании импидора.

Первые результаты подсчетов показывают, что процент содержания высших гармонических, подлежащих компенсации, достаточно велик. Нужно снижение в десять и более раз. Возможность внедрения зависит от того, насколько достоверен будет прогноз об устранении высших гармоник. Всякие допущения и приближенные предположения должны быть сведены к минимуму.

Изобретателем предлагается схема реактора, состоящая из шести совершенно одинаковых элементов, схема „дублированной зигзаг-обмотки, составляющая предмет настоящего авторского свидетельства и имеющая целью устранить отмеченные выше недостатки известных схем.

Сущность изобретения, заключающаяся в том, что каждая фаза выполнена из двух совершенно одинаковых трехобмоточных реакторов, обмотки которых оригинальным образом включены на фазы линии, поясняется чертежом, на котором изображена электрическая схема предлагаемого реактора.

Реактор имеет щесть магнитопроводов /, //... VI, на каждом, из которых насажено по две обмотки (не считая третичной обмотки), одна из KOTOpbix - c числом витков W, другая с числом витков w (при этом обратно намотанная, как вообще в „зигзаг -обмотках). При отношении чисел витков:

. 0,393

w sin 45°

ПОТОКИ сдвинуты точно,на 30°. Автор указывает, что им выведено строгое доказательство того, что при такой схеме полностью компенсируются 5, 7, 17,.19, 29, 31... гармоники.

Каждая из двух гармоник представляет трехфазную систему; поэтому наличие компенсационной обмотки, включенной в треугольник, если только все щесть элементов идентичны, не оказывает влияния и может не учитываться в доказательстве.

В доказательстве принят лишь постулат, что для каждого магнитопровода функция (Ф) - одна и та же, где Ф-полный поток, охватываемый обмоткой (теоретически число витков 1ю внутренней обмотки есть число, приведенное к диаметру наружной обмотки да), и aw - полные „ампервитки на еж. При идентичности шести элементов постулат строго справедлив, чего нет в указанных выше известных схемах.

Отношение числа витков внутренней обмотки к обш,ему числу витков;

1 0-282.

Так как 400.0,282 113 KV то внутренняя обмотка получается типа 110 киловольтной и никаких затруднений не представляет. Особенность по сравнению с обычным трансформатором 400/110 KV в том, что при неглухозаземленной нейтрали внутренняя обмоткадолжна быть изолирована на расчетное напряжение нейтрали.

Гармонические, кратные .трем, устраняются компенсационными обмотками К., соединенными в треугольник.

Предмет изобретения.

Трехфазный реактор с железом для повышения устойчивости параллельной работы, обладающий нелинейной характеристикой для устранения высших гармоник, с применением параллельно включенных групп обмоток и короткозамкнутых компенсационных обмоток, соединенных треугольниками, отличающийся тем, что, с целью полной компенс ации высших нечетных гармоник, каждая фаза выполнена из двух совершенно одинаковых трехобмоточных реакторов, у каждого из которых две основные, намотанные обратно друг другу обмотки так соразмерены, что отношение чисел витков их

равно о и приключены к разным фазам линии, причем так, что первые из основных обмоток реакторов данной фазы присоединены к этой фазе, а вторые к другим, и притом - различным фазам, третья же обмотка является компенсационной.