Заземляющий реактор Советский патент 1940 года по МПК H01F37/02 

Для улучшения устойчивости параллельной работы генераторов при сверхдальних линиях передач уже предлагалось применять заземляющий реактор с нелинейной характеристикой. При этом для устранения высших гармонических предлагалось разбить трехфазную группу реактора на две, включенные - одна в треугольник, другая-в звезду. Это вызывает увеличение расхода активных и неактивных материалов и все же не дает полного устранения высших гармонических.

Предметом настоящего авторского свидетельства является реактор с нелинейной характеристикой, в котором, с целью устранения указанных недостатков, одна из двух групп обмоток, наложенных на общий магнитопровод и соединенных - одна звездой, а другая - треугольником, намагничивает магнитопровод или часть его в поперечном направлении, создавая в нем вращающееся магнитное поле.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором фиг. 1 изображает принципиальную электрическую схему предлагаемого реактора, фиг. 2, 3 и 4 - три проекции сердечника реактора броневого типа, фиг. о - сечение видоизмененного сердечника, фиг. 6 - видоизмененную схему.

Как показано на фиг. 1 (трехфазная схема), предлагаемый реактор имеет обмотки Afj, УИ, и Жз продольного намагничения и обмотки N-, Л/о и N поперечного намагничения.

На фиг. 2-4 обмотка продольного намагничения не показана (она расположена обычным образом). Об.мотка поперечного намагничения заложена между пакетами А железа сердечника. Направления токов в отдельных элементах показаны точками и крестиками на фиг. 3. Ярма являются лишь соединениями между стержнями сердечника и поперечно не намагничиваются. Обмотки N поперечного намагничения охватывают лишь концы пакетов ярм (фиг. 4). Для замыкания поперечного магнитного потока на боковых поверхностях сердечника наложены ферромагнитные накладки С.

Так как токи /- продольного и /- поперечного намагничения сдвинуты во времени на 90° (это определяется соответствующим включением обмотки поперечного намагничения в трехфазную сеть), то создаваемые этими токами магнитные потоки образуют в сердечнике вращающееся магнитное поле.

Выбирая индукции В и В магнитных потоков продольного и поперечнего намагничения одинаковыми по величине, получим, что ИНДУКЦИЯ В

ВО

вращающегося поля за период тока будет оставаться постоянной:

В 1/52 Врк Пр I - ПГ

+52cos2 B const

и, следовательно, магнитная проницаемость 1л железа в течение периода будет оставаться постоянной.

На фиг. 1 чертежа фазы сети обозначены через /, // и ///, а соответствующие токи продольного намагничения- через /1, /2 и /3, а токи поперечного намагничения - через /.., /i3 и /,,.

Для реактора на 400 kVn 250 mVA с нелинейной характеристикой необходима индукция порядка 20000 гаусс (тогда возможно избежать воздушных зазоров, которые уничтожили бы регулирующий эффект реактора). При таких индукциях потери в обычном реакторе с подмагничением были бы весьма велики.

В предлагаемом реакторе постоянство i за период приведет к резкому снижению потерь. Теория и опыт доказывают это. В книге академика В. Ф. Миткевича „Физические основы электротехники (изд. II, 1932 г.), на рис. 97 (стр. 150) приведены кривые потерь на гистерезис для обычного переменного и для вращающегося полей; из этих кривых явствует, что при больщих индукциях потери на гистерезис для вращающегося поля резко идут на убыль и при Б 20 000 гаусс составляют ничтожную часть потерь на гистерезис для обычного переменного поля при той же величине индукции.

По расчетам автора, наложение поперечных обмоток увеличивает мощность реактора вдвое по сравнению с мощностью того же аппарата, но без поперечного поля. При этом удваивается количество меди, количество же железа остается почти без изменения.

Если же реактор с нелинейной характеристикой составляется из двух (звезда и треугольник или зигзаг), то это равносильно удвоению как количества меди, так и количества

железа (вместо прибавления поперечных обмоток).

При высоком напряжении осуществить схему по фиг. 1 нельзя, так как трудно ввести обмотку в щели между пакетами. Поэтому в таком случае надо применить схему по фкг. 6.

В реакторе по фиг. 6, кроме обмоток М- продольного и Л- поперечного намагничения, имеются еще вторичные продольные обмотки Ж, Ми УИз низкого напряжения, соединенные звездой|и служащие |для питания обмоток | поперечного намагничения.

В этой конструкции получается утроение количества меди и некоторое увеличение объема железа (вследствие нeoбxoди socти иметь место для новой низковольтной обмотки).

Увеличится также сечение провода высоковольтной продольной обмотки А1, так как через нее теперь будет проходить и трансформируемый ток поперечного намагничения.

Однако, важное преимущество - полное уничтожение высших гармонических, даже при весьма высоких индукциях, и экономия на укрупнении аппарата (предлагаемый реактор представляет собой одну единицу, а не две, как известный реактор с нелинейной характеристикой) компенсируют указанный недостаток.

Одна из возможных конструкций сердечника для предлагаемого реактора показана на фиг. 5 схематически в поперечном разрезе. В этой конструкции соединительные элементы С из горизонтальных слоев железа отштампованы фигурно и прижимаются бакелитовым цилиндром (и клиньями), а сверху - нажимными кольцами. Изоляция между элементами С и пакетами железа здесь может быть толстой - до 0,25 мм, ибо небольшой воздущный зазор мало понизит регулирующий эффект. Для сохранения вращающегося поля строго круговым соответствующий зазор должен быть предусмотрен и на пути продольного потока.

Предмет изобретения.

1. Заземляющий реактор с нелинейной характеристикой для устранения высших гармонических, имеющий две

группы трехфазных обмоток, одна из коих включена звездой, а другая - треугольником, отличающийся тем, что при наложении обеих групп обмоток на общий магнитопровод, одна из групп расположена так, что она намагничивает магнитопровод или часть его в поперечном направлении, создавая вращающееся магнитное поле.

2. Форма выполнения реактора по п. 1, отличающаяся тем, что, в случае выполнения его высоковольтными, на магнитопровод наложена включенная звездой третья группа обмоток, связанная трансформаторно с группой обмоток, соединенных звездой, и питающая группу обмоток,соединенных треугольником. к авторскому свидетельству В. еМ« 56524 А. Карасева

±1ИГ.2

фиг.4.,.

Пг О

tn

r-lM

-тп-1

I I