Управляемый реактор Советский патент 1981 года по МПК H02H9/02 H02H3/06 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для применения, на высоковольтных линиях электро передачи, оборудованных устройствах однофазного автоматического повторного включения (ОАПВ). Наличие на линии управляемых реакторов 1 себе не может существенно ускорить гашение дуги подпитки и обеспечить применение ОАПВ без специальных дорогостоящих способов ОАПВ, Наиболее близким к предлагаемому является управляемый реактор, установленный на линии электропередачи, оборудованной трансформатором напряжения и блоком однофазного повторно включения, содержащий трансформатор с обмотками высшего и среднего напряжения, соединенными в звезду, и обмоткой низшего напряжения,- соединенной в треугольник с включенными в цепь треугольника выключателем с параллельной ему дополнительной индуктивностью для компен сации емкост ной составляющей тока подпитки. Уст ройство также содержит блок переклю чения вентилей, преобразовательный блок, блок однофазного повторного включения и трансформатор напряжения, которые, будучи рвязанными между собой, обеспечивают путем выбора задержки времени .открытия и закрытия вентилей режим работа фазы управляемого реактора, присоединенной к поврежденной фазе линии электропередачи, соответствующей минимуму магнитной составляющей тока подпитки. Устройство компенсирует таким образом весь ток подпитки и этим обеспечивает эффективную ликвидацию дуги подпитки при ОАПВ Г21. Однако в ряде случаев требуются реакторы с пофазным управлением с целью компенсации несимметрии токов и напряжений линии электропередачи в. нормальных эксплуатационных режимах. Такой управляемый реактор не имеет третичной обмотки, соединенной в треугольник, и не может обеспечить ограничение-тока подпитки при ОАПВ, Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем обеспечения ограничения тока подпитки при однофазном повторном включении. Поставленная цель достигается ,тем, что в управляемый реактор, установленный на линии электропередачи, оборудованной трансформатором нгшряжения и блоком однофазного автоматического повторного включения, содержащий трансформатор, обмотка высшего напряжения которого соединена в звез ду, а в цепь вторичной обмотки включены последовательно соединенные реактор и управляемые вентили, управляющие электроды которых соединены с выходом блока переключения, вход которого подключен к выходу преобразовательного блока, один из входов которого связан с обмоткой низшего напряжения трансформатора напряжения линии, а второй вход преобразовательного блока предназначен для подключения к соответствукйцему .входу блока однофазного автоматического повторного включения, в)седены блок формирования опорного напряжения и конденсатор, включенный между нейтральной точкой первичной обмотки трансформатора управляемого реактора и землей, параллельно конденсатору включен выключатель, а один из входов блока формирования опорного напряжения подключен к трансформатору напряжения линии, другой вход предназначен для подключения ко вторичной обмотке трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в цепь нейтрали первичных обмоток высшего напряжения трансформатора, выход блока формирования опорного напряжения подключен ко входу преобразовательного блока, а . управляющий ход выключателя предназначен для подключения Л к соответствующему входу блока однофазного автоматического повторного включения. На фиг, 1 представлена схема пред лагаемого устройства; на фиг, 2 схема замещения реактора с линией электропередачи в неполнофазном режиме с однофазным замыканием. Устройство (фиг, 1) содержит управляемый реактор 1, первичную обмотку 2 трансформатора, вторичную о мотку 3 трансформатора, реактор 4, вентили 5, фильтр б, конденсаторы 7 блок 8 переключения вентилей, линию 9 электропередачи, трансформатор 10 напряжения линии, блок 11 однофазно го повторного включения, преобразовательный блок 12, короткое замыкание 13, выключатель 14, дополнительный Конденсатор 15, блок 16 формирования опорного напряжения, трансформатор 17 тока. Управляемый реактор 1 состоит из трех фаз двухобмоточного трансформа тора с обмотками 2 и 3, первичные обмотки 2 присоединены к линии 9 электропередачи. Последовательно со вторичными обмотками 3 включен реактор 4, вентили 5 и фильтры 6, а часть реактора 4 и обмотки 3 шунтированы конденсатором 7, Между нейтралью первичных обмото 3 и землей включены дополнительный конденсатор 15 и выключатель 14, управляемый от блока ОАПВ. Блок 8 переключения вентилей выходом соединен с вентилем 5, а входом - с преобразовательным блоком 12, который в свою очередь соединен с блоком 11 однофазного повторного включения и с выходом блока 16 формирования опорного напряжения, один из входов которого соединен с трансформатором- 10 напряжения, обмотка высшего напряжения которого соединена с линией 9. Другой вход блока 16 соединен со вторичной обмоткой трансформатора 17 тока, Работа устройства по ограничению тока подпитки при ОАПВ поясняется f фиг,2, где 13 - однофазное замыкание, Ъцф - междуфазная емкость; Сц - емкость фазы линий на землю; Ucp - фазное напряжение; Е - ЭДС взаимоиндукции поврежденной фазы с неповрежденными; Х - индуктивное сопротивление обмоток 2 и 3 трансформатора; х эквивалентное индуктивное сопротивление двух фаз трансформатора, соответствующих неповрежденным фазам линии Хр - индуктивное сопротивление двух фаз реактора, соответствующих неповрезкденным фазам линии с емкость батареи конденсаторов f с емкость эквивалента батареи конденсаторов, соответствующих неповрежденным фазам линии; Cti- - емкость дополнительного конденсатора 15, При возникновении короткого замыкания на линии фазы управляемого реактора линии, присоединенные к неповрежденным фазам, переводятся в режим максимальной выдачи реактивной мощности, что соответствует разрыву цепи Хр и замещении указанных фаз управляемого реактора емкостью с и пренебрежимо малым индуктивным сопротивлением х , Магнитная составляющая тока подпитки, обуоловленная ЭДС взаимоиндукции Е.., компенсируется подбором эквивалентного индуктивного сопротивления управляемого реактора, присоединенного к поврежденной фазе линии через посредство преобразовательного блока 12, а также блока 8 с учетом величины дополнительной емкости С и емкости выбором задержки времени открытия и Закрытия вентилей. Емкостная составляющая тока подпитки через место повреждения может быть скомпенсирована емкостью С д. с учетсж эквивсшентного индуктивного сопротивления управляемого реактора, присоединенного к поврежденной фазе линии, и емкости , Таким образом, эквивалентное индуктивное сопротивление фаз.ы управляемого реактора, присоединенного к неповрежденной фазе линии, емкортей с и Со, в режиме ОАПВ с компенсацией емкостной и магнитной составляющих тока подпитки, будучи взаимозависимы, позволяют скомпенсировать весь ток подпитки и осуществить ОАПВ с наивысшей эффективностью. . При возникновении на линии однофазного замыкания блок однофазного повторного включения выбирает поврежденную фазу, посылает импульс на отключение выключателя 14 и пере водит преобразовательный блок на ра боту в режиме компенсации тока подпитки. При этом преобразовательный блок посылает импульсы на блок 8 пе реключения вентилей, который в свою очередь управляет моментами открытия и закрытия вентилей 5 соответственно заданному режиму работы каждой из фаз управляемого реактора Работа преобразовательного блока осуществляется по моментам перехода через нуль опорного напряжения. Опорным напряжением является напряжение между каждой из фаз перв ной обмотки трансформатора управляе мого реактора и его нейтральной точ кой. Опорное напряжение формируется блоком 16, на входы которого подается напряжение фаз относительно земли от линейного трансформатора 1 напряжения и напряжения, пропорционального напряжению нейтрали, от трансформатора 17 тока. При этом в блоке 16 осуществляется вычитание из фазного.напряжения относительно земли каждой из фаз напряжения нейтрали. При этом благодаря переводу фаз управляемого реактора, подключенных к неповрежденным фазам линии, в ре жим максимальной вьщачи реактивной мощности оказывается возможным одно временно с осуществлением ОАПВ реал зовать одну из основных функций управляемого реактора по поддержанию устойчивости параллельной работы. Величина емкости допо/1нительного конденсатора по минимуму полного то ка подпитки опреде91яется из выражени 3 Смф Значение С выбирается из условия равенства вьадаваемой и потребляемой мощности управляемого реактора, которая обычно составляет около 90% зарядной мощности линии электропередачиС 0,9(ЗСмф + Со). . При длине линии 500-600 км в среднем Сщнсоставляет 0,5-0,6 мкФ, С;, составляет 5-6 мкФ, а емкость дополнительного конденсатора составляет 30-35 мкФ при напряжении на конденса торе около 50 кВ, т.е. мощность конденсаторной батареи 25-30 МВД ,состав ляет около .1% мощности конденсаторной батареи 7 управляемого реактора. С учетом того, что батарея будет находиться в работе всего 1-2 раза в год в течение 1-2 с и она может быть перегружена, номинальная мощность конденсаторной батареи 15 будет менее 1% от мощности конденсаторных батарей управляемого реактора 1. Выключатель 14, параллельный конденсатору 15, отключается лишь на время паузы ОАПВ для ввода в работуйхемы. компенсации тока подпитки, а в нормальных режимах он включен, чтобы через конденсатор не протекали токи, обусловленные несимметрией линии. При этом эквивалентное индуктивное сопротивление управляемого реактора вместе с конденсаторной батареей примерно соответствует 70-90% мощности управляемого реактора. В связи с тем, что на проектируемых мощных линиях электропередачи будут использованы управляемые реакторы, предлагаемое изобретение, обеспечивающее эффективность ОАПВ в случае, когда у управляемого реактора отсутствует третичная обметка, усложняющая всю схем.у управляемого реактора, и не позволяющая компенсировать несимметрию токов и напряжений в нормальных эксплуатационных режимах, даст существенный экономический эффект. Формула изобретения Управляемый реактор, предназначенный для установки на линии электропередачи, оборудованной трансформатором напряжения и блоком однофазного автоматического повторного включения, содержащий трансформатор, обмотка высшего напряжения которого соединена в звезду, а в цепь вторичной обмотки включены последовательно соединенные реактор и управляемые вентили, управляющие электроды которых соединены с выходом блока переключения, вход которого подключен к выходу преобразовательного блока, , один из входов которого связан с обмоткой низшего напряжения трансформатора напряжения линии, а.второй вход преобразовательного блока предназначен для подключения к соответствующему входу блока однофазного автоматического повторного включения, отлича-ющийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем обеспечения ограничения тока подпитки при однофазном повторном включении, в него введены блок формирования опорного напряжения и конденсатор), включенный между нейтральной, точкой обмотки высшего напряжения трансформатора и землей, выключатель, включенный параллельно конденсатору, и трансформатор тока, включенный в цепь нейтрали обмотки высшего напряжения трансформатора, причем один из входов блока формировамия опорного напряжения предназна- чен для подключения к трансформатор напряжения, другой вход ррдключен к вторичной обмотке трансформатора тока, выход блока формирования опорного напряжения подключен к входу преобразовательного блока, а управляющий вход выключателя предназначен для подключения к соответствующему входу блока однофазного автоматического повторного включения;

Источники инфО 1ации, принятые во внимание при экспертизе

1.Рейхерт К. и др. Регулируемый реакторный компенсатор для систем

- электропередачи высокого напряжения. СИГРЭ, 1974, 31-04.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке 2697017/24-07,

кл. Н 02 Н 9/02, 1978 ((прототип).

OSl/cp

fy