Устройство для питания электроустановок Советский патент 1982 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к электротехнике, в частности к силовой преобразовательной технике, и может быть использовано в устройствах, потребляющих значительную реактивную мощность.

Известны каскадные компенсационные преобразователи, т.е. устройства для питания электроустановок со статическими компенсаторами мощности, имеющие схемы, включающие два трансФорматора, двухфазные и трехфазные уравнительные реакторы 1.

Известны также устройства для питания электроустановок со статическими компенсаторами, включающие выпрямитель и инвертор, подсоединенные через конденсаторы к двум трансформаторам 2.

Указанные устройства, обеспечивая компенсацию реактивной мощности, сложны по конструкции и в ряде случаев утяжеляют режимы работы силовых элементов и не обеспечивают требуемый диапазон регулирования напряжения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для питания электроустановок , содержащее трансформатор с

обмотками, расположенными на концентрах, одна из которых подключена к питающей сети, а другая - к нагрузке. Для питания статического компенсатора реактивной мощности с органами управления установлен другой трансформатор для иск.гпочения взаимного влияния нагрузки и компенсатора (3.

Недостатками данного устройства

10 являются повышенные габариты, потери электроэнергии и удельный расход материалов из-за наличия отдельного трансформатора для статического компенсатора, мощность которого должна

15 соответствовать суммарной мощности всех конденсаторных батарей.

Цель изобретения - снижение удельного расхода материалов и потерь электроэнергии.

20

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для питания электроустановок, содержащем трансформатор с обмотками, расположенными на концентрах; одна из обмоток ко25торого подключена к питающей сети, а другая - к нагрузке, и статический компенсатор реактивной.мощности с органами управления, трансформатор снабжен дополнительной обмоткой,

30 которая расположена на концентре и к которой через органы управления, подключен статический компенсатор, при этом дополнительная обмотка и обмотка, подключенная к нагрузке, размещены относительно друх друга с возможностью взаимной компенсации магнитных полей. Обмотка, подключенная к нагрузке и дополнительная обмотка расположе ны на двух концентрах, по разные стороны от обмотки, подключенной к сети. Обмотка, подключенная к нагрузке и дополнительная обмотка рс1Ъположены на одном концентре и на части длины концентра переплетены между . собой. Обмотка, подключенная к нагрузке разделена на две переплетенные между собой по всей длине концентра части, одна из которых имеет схему соединения звезда, а д ругая треугольник . , Обмотка, подключенная к нагрузке разделена на две равные по высоте части, одна из которых имеет схему соединения звезда, а другая треугольник. Обмотка, подключенная к нагрузке и дополнительная обмотка трансформатора расположены на одном концентре и переплетены между собой на части длины концентра, при этом обмотка, подключенная к нагрузке, выполнена из двух переплетенных между собой частей, одна из которых имеет схему соединения звезда, а другая - треугольник , Обмотка, подключенная к нагрузке и дополнительная обмотка разделены на две части каждая и разм;е1цены на двух концентрах, при этом одна часть каждой из обмоток имеет схему соединения звезда, а другая треугольник, причем части обеих обмоток, имеющие одинаковые,схемы соединения, расположены с одной сто роны от обмотки, подключенной к сети, и переплетены Между собой на части длины концентра, а в качестве нагрузки использованы выпрямительные мосты преобразователя. На фиг,1 изображена принципиальная схема предлагаемого устройства; на фиг.2 7 - различные варианты выполнения трансформатора,. Устройство для питания электроустановок (фиг,) содержит секции 1 статического компенсатора (секции конденсаторов) с тиристорными ключа ми 2,, трансформатор с подключенной к сетиобмоткой 3 и с обмоткой 4, подключенной к выпрямительным моста преобразователя 5. Дополнительная обмотка 6 через тиристорнне ключи подключена к секциям 1 конденсаторо Дополнительная обмотка 6. и обмот ка 4, подключенная к нагрузке, расположены концентрически на стержнях 7 магнитопровола на двух концентрах по разные стороны от обмотки 3, подключенной к сети (фиг,2. Дополнительная обмотка б и обмотка 4, подключенная к нагрузке, расположены концентрически на стержнях 7 магнитопровода на одном концентре е одной стороны от обмотки 3, подключенной к сети, при этом каждая из обмоток б и 4 имеет высоту, составляющую 0,6-0,8 общей высоты обмотки, и обе обмотки на части 0,1-0,3 общей высоты переплетены между собой (фиг.З). Дополнительная обмотка б и обмотка 4, подключенная к нагрузке, расположены концентрически на стержне 7 магнитопровода на двух концентрах по разные стороны от обмотки 3, под-iключенной к сети, при этом обмотка 4, подключенная к нагрузке, выполнена на двух переплетенных между собой частей: части 8, имеющей схему соединения звезда, и части 9, имеющей схему соединения треугольник (фиг,4). Дополнительная обмотка 6 и обмотка 4, подключенная к нагрузке, рас1 оложены на стержне 7 магнитопровода на двух концентрах по разные стороны от обмотки 3, подключенной к сети, при этом обмотка 4, подключенная к нагрузке, выполнена из двух равных по высоте частей: части 8, имеющей схему соединения звезда, и части 9, имеющей схему соединения треугольник (фиг.5). Дополнительная обмотка 6 и обмотка 4, подключенная к нагрузке, расположены концентрически на стержне 7 магнитопровода на одном концентре с одной стороны от обмотки 3, подключенной к сети, и обмотка 4, подключенная к нагрузке, выполнена из двух переплетенных между собой частей: части 8, имеющей схему соединения звезда, и части 9, имеющей схему соединения треугольник, при этом каждая из обмоток 6 и 4 имеет высоту, составляющую 0,6-0,8 общей высоты, и обе обмотки на части 0,1-0,3 общей высоты переплетены между собой (фиг.б). Обмотка 4, подключенная к нагрузке, выполнена из двух частей: части 8, имеющей схему соединения звезда, и части 9, имеющей схему соединения треугольник , обмотка б выполнен также из двух частей: части 10, имеющей схему соединения звезда, и части 11, имеющей схему соединения треугольник, и обе обмотки; размещены концентрически на стеЕчкне 7 магнитопровода на двух концентрах таким образом, что часть г 1.0 обмотки 6 и часть 8 обмотки 4, имеющие схему соединения

звезда , расположены последовательно по высоте с одной стороны от обмотки 3, подключенной к сети, а часть-11 обмотки б и часть 9 обмотки 4, имеющие схему соединения тругольник , расположены последовательно по высоте с другой стороны от обмотки 3, подключенной к сети, при этом высота каждой из частей 8-11 превьлшает половину общей высоты обмотки, а части 8 и 10 и соответственно 9 и 11 частично переплетены между собой (фиг.7).

С ростом реактивной мощности, потребляемой от сети, возрастает число секций конденсаторов, включаемых тиристорными ключами, В результате ток обмотки 3 трансформатора, подключенной к сети, содержит активную составляющую и незначительную по величине нескомпенсированную реактивную составляющую.

Компенсирующее устройство с тиристорными ключами является быстродействующим, поэтому компенсация осуществляется не только при медленных изменениях, но и при резких набросах потребляемой реактивной мощности. Это позволяет существенно улучшить качество потребляемой электроэнергии и режимы работы схем электроснабжения, что обеспечивает нормальные условия работы параллельно включенных потребителей. Кроме того, выполнение устройства для питания электроустановок с компенсцией реактивной мощности по предлагаемому изобретению позволяет на 30-40% уменьшить суммарную типовую мощность трансформаторов,снизить удельный расход материалов на 1015% и потерь электроэнергии на 8±0%, а также устранить поток реактиной мощности по элементам распредустройства.

Формула изобретения

1.Устройство для питания электроустановок , содержащее трансформатор с обмотками, расположенными на концентрах, одна из обмоток которого подключена к питающей сети,

а другая - к нагрузке, и статический компенсатор реактивной мощности с органами управления, о т л ичающёес я тем, что, с целью снижения удельного расхода материала, и потерь электроэнергии, трансформатор снабжен дополнительной обмоткой, которая расположена на концентре и к которой через органы управления подключен статический компенсатор, причем дополнительная обмотка и обмотка, подключенная к нагрузке, размещены относительно друг друга с возможностью взаимной компенсации магнитных полей.

2.Устройство по п. 1, отличающееся тем, что обмотка.

подключенная к нагрузке, и дополнительная обмотка расположены на двух концентрах, размещенных по разные стороны от концентра с обмоткой, подключенной к сети.

3 . Устройство по п. 1, отличающееся тем, что дополнительная обмотка и обмотка, подключенная к нагрузке, расположены на одном концентре и на части длины концентра переплетены между собой.

0

4.ycTpoticTBO по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что обмотка, подключенная к нагрузке, выполнена из двух частей, одна из которых имеет схему соединения звезда

5

,а другая - треугольник, причемчасти обмоток переплетены между собой по всей длине концентра.

5.Устройство по пп. 1 и 2, отличающееся тем, что обмот.0ка, подключенная к нагрузке, разделена по высоте концентра на две разные части, одна из которых выполнен со схемой соединения звезда, а другая - треугольник.

5

6.Устройство по п. 1, о т л ич а .ю щ е е с тем, что обмотка, подключенная к нагрузке, и дополнительная обмотка трансформатора расположены на одном концентре,

0

на части длины концентра переплетены. между собой, причем обмотка, подключенная к нагрузке, разделена на две равные переплетенные по высоте части, одна из которых выполнена по

5 схеме звезда, а другая - треугольник .

7.Устройство по п. 1, о т л ичающееся .тем, что обмотка, подключенная к нагрузке, и дополни0тельная обмотка выполнены каждая из двух частей, одна из которых выполнена со схемой соединения звезда,

а другая - треугольник , причем части обмоток, имеющие одинаковые схемы соединения, расположены на

5 одном концентре и на части высоты концентра переплетены между собой,при этом обмотка, подключенная к сети, размещена на среднем концентре.

Источники информации,

0 принятые во внимание при экспертизе

1.Справочник по преобразовательной технике под ред. И.М. Чиженко. К., Техника, 1978, с. 40-71.

2.Худяков В.В., Лапиков С.Ф.,

S Шарлот В.А. Статические компенсаторы реактивной мощности для энергетики

и промышленности. Сб., ЭП Аппараты высокого напряжения, трансформаторы, силовые конденсаторы , вып.9,

0 1978.

3.Frank Н, lener S. Тусар,powerfactor correction equipment using thyristor controllend copacitors

for furnaces. Проспект фирмы. , 5 ACEA УГ 381-102,Электро-77(прототип).

tj W-WV-w .

CHS

тйн

K

Ф

4

o-

CSJ

c-C

i/VWe.

-Фн

хд

83

Фиг.

Риг.7