Устройство для компенсации емкостного тока линии Советский патент 1942 года по МПК H02J3/18 

В ДЛИННЫХ линиях электропередач емкостный ток часто достигает достаточно большого значения и для его компенсации приходится вдоль линии устанавливать реакторы.

Эти реакторы предотвращают чрезмерное повышение напряжения в конце линии при сбросе нагрузки.

Наиболее сушественное влияние реакторы оказывают на работу линии передачи при холостом ходе и при слабых нагрузках. При полной нагрузке линии пер.едачи в ряде случаев явилось бы выгодным отключение ряда реакторов в связи с тем, что емкостный ток в некоторой степени будет играть полезную роль, частично компенсируя индуктивное падение напряжения в линии. Но такое постоянное отключение и включение реакторов внесло бы усложнение в эксплуатацию линии передачи.

Описываемое устройство для компенсации емкостного тока линии с применением реактора отличается тем, что реактор, с целью автоматического регулирования его тока в зависимости от величины и характера нагрузки, приключен к сети через бустерный трансформатор таким образом, чтобы напряжение на зажимах реактора понижалось при индуктивной нагрузке линии и повышалось при емкостной нагрузке. Реактор и бустерный трансформатор могут быть выполнены конструктивно как одноцелое.

На фиг. 1 изображена электрическая схема предлагаемого устройства; на фиг. 2-7 - диаграммы, поясняющие принцип работы устройства; на фиг 8 - второй BapiiaHT электрической схемы устройства.

В схеме на фиг. 1 приняты обозначения:

Л, В, С - фазы линии передачи, L - провода линии передачи, AI, В, Ci, О - зажимы трехфазного реактора, OAi, OBi, OCi - обмотки трехфазного реактора, /А,/в,/с-фазовые токи линии передачи, J - первичные обмотки бустерных трансформаторов, включенные по№ 60957- 2 -

следовательно в линию передачи, 2-вторичные обмотки бустерных трансформаторов, Uf,-фазное напряжение линии передачи (для фазы А), Af А-добавочное напряжение, подводимое при помощи вторичной обмотки бустерного трансформатора, А - напряжение на зажимах AiO реактора.

Напряжение л , подведенное к обмотке между зажимами AiO реактора, является геометрической суммой фазного напряжения UA. линии передачи и добавочного напряжения ДЯд , подводимого от бустерного трансформатора.

На фиг. 2-7 дано построение этого уравнения для разных условий нагрузки линии передачи. На фиг. 2 построены векторные диаграммы для случая чисто индуктивной нагрузки, а на фиг. 3 - для случая чисто емкостной нагрузки.

Из диаграммы на фиг. 2 видно, что ток /А линии отстает от напряжения и А на угол ф 90°. Э.д.с. , индуктированная во вторичной Сбмотке бустерного трансформатора, на векторной диаграмме отстает от тока /А на 90°. Из фиг. 2 видно также, что направлено противоположно и А.. Напряжение зажимах AI - О реактора равно разности:

Из диаграммы на фиг. 3 видно, что в случае емкостной нагрузки линии передачи напряжение А на зажимах реактора возрастает весьма значительно, так как теперь оно будет равно сумме:

На других фиг. 4-7 дано построение для различных значений угла сдвига фаз 4: для индуктивной нагрузки ф 60° (фиг. 4) и Ф 30° (фиг. 5), для активной нагрузки (фиг. 6) и для емкостной нагрузки (фиг. 7).

Из фиг. 2-5 видно, что при индуктивной нагрузке линии напряжение ЕА. на зажимах реактора получается малым, и реактор из линии берет небольшой намагничивающий ток. При постепенном переходе от индуктивной к емкостной нагрузке на напряжение л на зажимах реактора постепенно возрастает. При емкостной нагрузке линии благодаря увеличению напряжения ЕА на зажимах реактора происходит значительное увеличение тока намагничивания реактора и таким образом увеличение компенсирующего эффекта реактора. При индуктивной нагрузке, как уже сказано, происходит уменьшение А и, следовательно, уменьшение намагничивающего тока реактора.Реактор и бустерные трансформаторы можно соединить в одно целое, как показано на схеме по фиг. 8.

Здесь реактор снабжается добавочной обмоткой /, включенной последовательно в линию передачи, подобно первичной,, обмотке бустерного трансформатора В схеме фиг. 1.

Действие схемы фиг. 8 будет заключаться в следующем. Предположим, что фазное напряжение на зажимах А, В, С есть величина постоянная. Тогда поток в сердечнике каждой фазы реактора также будет приблизительно величиной постоянной:

t/A const; Ф const.

Магнитный поток Ф создается (при условиях на фиг. 8) геометрической суммой ампервитков основной обмотки реактора, имеющей

число витков W, и добавочной сериесной обмотки / с числом витков Wi.

Таким образом, можно написать:

У «7 +/АН/ const,

где / - ток, протекающий по обмоткам реактора, а /А-ток, протекающий по дополнительной обмотке (фазовый ток линии передачи).

Из этой формулы видно, что при возрастании тока / А будет происходить соответственное уменьщение тока /.

Наибольщий ток / в реакторе будет наблюдаться при холостом ходе и, следовательно, при этих условиях компенсация емкостного тока линии реактором будет наибольшая. По мере увеличения нагрузки линии, т. е. по мере возрастания токов /А, /в, /с будет происходить постепенное уменьшение тока реактора /.

В устройстве (фиг. 8) магнитный поток реактора будет наводить э.д.с. в каждой из обмоток /. Для упрощения обычно этим пренебрегают.

Предмет изобретения

1.Устройство для компенсации емкостного тока линии с применением реактора, отличающееся тем, что реактор, с целью автоматического регулирования его тока в зависимости от величины и характера нагрузки, приключен к сети через бустерный трансформатор таким образом, чтобы напряжение на зажимах реактора понижалось при индуктивной нагрузке линии и соответственно повышалось при емкостной нагрузке.

2.Форма выполнения устройства по п. 1, отличающаяся тем, что реактор и бустерный трансформатор выполнены конструктивно как одно целое.