RU180433U1 - Трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода - Google Patents
Трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода Download PDFInfo
- Publication number
- RU180433U1 RU180433U1 RU2017117653U RU2017117653U RU180433U1 RU 180433 U1 RU180433 U1 RU 180433U1 RU 2017117653 U RU2017117653 U RU 2017117653U RU 2017117653 U RU2017117653 U RU 2017117653U RU 180433 U1 RU180433 U1 RU 180433U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- winding
- cross
- transformer
- saturation
- phase
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 67
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000003068 static effect Effects 0.000 abstract description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 abstract description 2
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 abstract description 2
- 230000000087 stabilizing effect Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
- 230000003137 locomotive effect Effects 0.000 description 1
- 230000005415 magnetization Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
- H01F29/14—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Заявленное техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве насыщаемых реакторов-трансформаторов с плавным регулированием потребляемого реактивного тока и стабилизации напряжения нагрузки, в том числе, в составе управляемых шунтирующих реакторов, источников реактивной мощности и статических компенсаторов реактивной мощности. Трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода содержит магнитопровод с шестью стержнями, по два стержня на фазу, наружную сетевую и компенсационную внутреннюю обмотки, а также на каждом стержне регулировочную обмотку, разделенную на две части и подключенную к регулятору насыщения. В устройство введены шесть резистивных сопротивлений и выключатель, регулировочная обмотка имеет схему соединения в виде двойной звезды с общей средней точкой. Шесть резистивных сопротивлений соединены в схему двойной звезды с общей средней точкой и подключены параллельно регулировочной обмотке, а через выключатель - к регулятору насыщения. Максимально допустимая величина резистивного сопротивления R соответствует условию R≤U/I, где U- максимально допустимое перенапряжение регулировочной обмотки, I- максимальный ток регулировочной обмотки. Отличительной особенностью устройства является то, что при соблюдении соотношения размеров площадей сечения обмоток 1/8<(S-S)/(S+S)<2/5 и 1/8<S/(S+S)<2/5, где S- сечение наружной сетевой обмотки, S- сечение внутренней компенсационной обмотки, S- сечение регулировочной обмотки, обеспечивается оптимальное снижение массы и габаритов устройства в целом. В предлагаемом устройстве пофазное управление насыщением магнитной системы позволяет независимо от соседних фаз изменять и стабилизировать напряжение каждой фазы, обеспечивать симметрирование напряжения фаз сети, что очень важно при резко несимметричной нагрузке в фазах, например, в схемах тяговых подстанций железнодорожного транспорта, а также делать диагностику каждой из фаз в отдельности при заводских испытаниях и текущей эксплуатации. Повышается быстродействие и надежность устройства. Таким образом, достигается повышение технико-экономических характеристик и расширение функциональных возможностей реактора-трансформатора.
Description
Заявленное техническое решение относится к области электротехники и может быть использовано в качестве насыщаемых реакторов-трансформаторов с плавным регулированием потребляемого реактивного тока и стабилизации напряжения нагрузки, в том числе в составе управляемых шунтирующих реакторов, источников реактивной мощности и статических компенсаторов реактивной мощности.
Известен аналог [1] - статический компенсатор реактивной мощности, в котором регулируемая индуктивность представляет собой трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода. Аналог не предназначен для работы как обычный трансформатор. Из-за отсутствия заземления как в регулировочной обмотке, соединенной в треугольник, так и в подключенном к ней регуляторе насыщения могут возникать перенапряжения, например, при подключении или отключении аналога от электрической сети.
Частично недостатки аналога устранены в прототипе [2], источнике реактивной мощности, где входящий в его состав трехобмоточный трехфазный управляемый подмагничиванием реактор также выполняет не только функцию управляемой индуктивности, но и трансформатора. Средняя точка регулировочной обмотки, т.е. обмотки управления, заземлена, что устраняет возможность появления перенапряжений при подключении прототипа к электрической сети.
Однако в прототипе, как и в аналоге, сохраняется возможность внутренних перенапряжений в регулировочной обмотке, например, при быстродействующем снижении потребляемого реактивного тока прототипа при отключении от вводов регулировочной обмотки регулятора насыщения, выполненного в виде управляемого источника постоянного напряжения. Кроме того, соединение фаз регулировочной обмотки в три параллельные ветви в прототипе исключает возможность пофазного управления насыщением магнитной системы, что не позволяет независимо от соседних фаз изменять и стабилизировать напряжение каждой фазы и обеспечивать симметрирование напряжений фаз, а также делает невозможной диагностику каждой из фаз в отдельности при заводских испытаниях и текущей эксплуатации. Кроме того, масса активных и конструктивных материалов, а также габариты устройства завышены, т.к. их величина не является оптимальной. Эти недостатки существенно снижают функциональные возможности реактора-трансформатора прототипа.
Технической задачей заявленной полезной модели является расширение функциональных возможностей реактора-трансформатора.
Технический результат, обеспечивающий решение поставленной задачи, достигается тем, что в трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода, содержащий магнитопровод с шестью стержнями, по два стержня на фазу, наружную сетевую и компенсационную внутреннюю обмотки, регулировочную обмотку, расположенную на каждом стержне, разделенную на две части и подключенную к регулятору насыщения, введены шесть резистивных сопротивлений и выключатель. В регулировочной обмотке применена схема соединения в виде двойной звезды с общей средней точкой. Шесть резистивных сопротивлений соединены в схему двойной звезды с общей средней точкой и подключены параллельно регулировочной обмотке, а через выключатель - к упомянутому регулятору насыщения. Максимально допустимая величина резистивного сопротивления R соответствует условию R≤Uмax/Iмax, где Uмах - максимально допустимое перенапряжение регулировочной обмотки, Iмах - максимальный ток регулировочной обмотки. При этом соотношения размеров поперечных сечений обмоток находятся в пределах 1/8<(Sн-Sв)/(Sн+Sв)<2/5 и 1/8<Spo/(Sн+Sв)<2/5, где Sн - сечение наружной сетевой обмотки, Sв - сечение внутренней компенсационной обмотки, Spo - сечение регулировочной обмотки.
Предлагаемый трехфазный реактор-трансформатор поясняется чертежами. На фиг. 1 показана электрическая схема устройства. На фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 показаны поперечные разрезы наружной трансформаторной обмотки, внутренней трансформаторной обмотки и регулировочной обмотки.
В электрической схеме устройства (фиг. 1) содержатся наружная трансформаторная обмотка 1, выполняющая роль сетевой обмотки, и внутренняя трансформаторная обмотка 2, выполняющая роль компенсационной обмотки, а также регулировочная обмотка 3, выполняющая роль обмотки управления, которые размещены на шестистержневом магнитопроводе 4 в соответствии фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4. Регулировочная обмотка 3 соединена в двойную звезду с общей заземленной средней точкой. Наружная трансформаторная обмотка 1 подключена к трехфазной электрической сети UA, UB, UC. К выводам ua ub, uc внутренней трансформаторной обмотки 2 подключена нагрузка 6 активного Rn, индуктивного Ln, емкостного Cn или смешанного активно-реактивного характера. К регулировочной обмотке 3 с шестью резистивными сопротивлениям R5, соединенными в двойную звезду, через выключатель К подключен регулятор насыщения РН 7 - пофазно регулируемый источник постоянного напряжения. На фиг. 2, фиг. 3 и фиг. 4 заштриховкой показаны в разрезе поперечные сечения всех трех обмоток. Сечение наружной трансформаторной обмотки 1 составляет Sн (фиг. 2). Сечение внутренней трансформаторной обмотки 2 - Sв (фиг. 3). Суммарное сечение каждых двух соседних регулировочных обмоток 3 каждой фазы обмотки составляет Spo (фиг. 4).
Устройство, выполненное в соответствии с формулой предлагаемого технического решения, работает следующим образом. При подключении устройства к сети UA, UB, UC через трансформаторные обмотки 1 и 2 электроэнергия напряжением ua, ub, uc, передается в нагрузку б как в обычном трансформаторе. При подключении регулировочной обмотки 3 через ключ К к регулятору насыщения РН 7 стержни магнитопровода 4 начинают насыщаться, и в устройстве начинает возрастать потребление реактивной мощности из электрической сети UA, UB, UC. В результате устройство работает не только как трансформатор, но и как управляемый подмагничиванием реактор. Соединение фаз регулировочной обмотки 3 в три независимые ветви позволяет регулировать выдаваемую реактором-трансфоратором в каждой фазе независимо от соседних фаз, т.е. в отличие от прототипа осуществляется пофазное управление насыщением магнитной системы. Это позволяет независимо от соседних фаз изменять и стабилизировать напряжение каждой фазы, обеспечивать симметрирование напряжений фаз сети. Это особенно важно для сетей с резко неравномерной нагрузкой, например, для тяговых подстанций электроснабжения железнодорожного транспорта. В таких сетях (например, при работе электровозов) из-за резкого изменения нагрузки возникает необходимость быстрого снижения потребляемой реактивной мощности устройства. В связи с этим в целях расширения функциональных возможностей в устройство введен выключатель К, который отключает регулировочную обмотку 3 от регулятора насыщения РН 7, в течение короткого времени снижая реактивную мощность реактора-трансформатора до нуля. Однако в результате разрыва цепи постоянного тока в индуктивности на выводах регулировочной обмотки 3 возникают перенапряжения, величина которых ограничивается резистивными сопротивлениями 5. Максимально допустимое перенапряжение, возникающее в регулировочной обмотке 3 при отключении регулятора насыщения РН 7 ключом К, определяет верхний предел максимально допустимой величины резистивного сопротивления R:
где Uмax - максимально допустимое перенапряжение регулировочной обмотки 3; Iмax - максимальный ток регулировочной обмотки 3. Нижний предел допустимой величины резистивного сопротивления R зависит от допустимых потерь мощности в сопротивлениях R и их нагреву при номинальном режиме насыщения. Это нормируется для каждого реактора в зависимости от его мощности и требований в технических условиях. Введенное пофазное регулирование позволяет осуществить диагностику каждой из фаз в отдельности при заводских испытаниях и текущей эксплуатации, что позволяет расширить функциональную возможностей устройства в целом.
Отличительной особенностью устройства является то, что при соблюдении соотношения размеров площадей сечения обмоток
где Sн - сечение наружной сетевой обмотки, Sв - сечение внутренней компенсационной обмотки, Spo - сечение регулировочной обмотки, обеспечивается оптимальное снижение массы и габаритов устройства в целом. Нижний предел выражения (2) характерен для емкостного характера нагрузки, а верхний предел - для емкостного. Для смешанной активно-реактивной нагрузки целесообразно выбирать промежуточные значения диапазона выражения (2). Чем меньше номинальная мощность передаваемой нагрузки по отношению к номинальной мощности устройства, тем ближе к нижнему пределу выбирается значение выражения (3) и, наоборот, чем выше относительная мощность передаваемой нагрузки, тем ближе к верхнему пределу принимается значение выражения (3).
Работоспособность предлагаемого устройства экспериментально проверена на его физических моделях, а также путем математического моделирования.
ЛИТЕРАТУРА
1. Статический компенсатор реактивной мощности. Патент РФ №2510556. H02J 3/18. Дата подачи заявки: 05.09.2012. Опубликовано: 27.03.2014.
2. Источник реактивной мощности. Патент РФ №2410785. H01F 29/14. Дата подачи заявки: 18.01.2010. Опубликовано: 27.01.2011.
Claims (6)
- Трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода, содержащий магнитопровод с шестью стержнями, по два стержня на фазу, наружную сетевую и компенсационную внутреннюю обмотки, регулировочную обмотку, расположенную на каждом стержне, разделенную на две части и подключенную к регулятору насыщения, отличающийся тем, что в устройство введены шесть резистивных сопротивлений и выключатель, регулировочная обмотка имеет схему соединения в виде двойной звезды с общей средней точкой, шесть резистивных сопротивлений соединены в схему двойной звезды с общей средней точкой и подключены параллельно регулировочной обмотке, а через выключатель - к упомянутому регулятору насыщения, при этом максимально допустимая величина резистивного сопротивления R соответствует условию
- R≤Uмax/Iмах,
- где Uмax - максимально допустимое перенапряжение регулировочной обмотки, Iмах - максимальный ток регулировочной обмотки, а соотношения размеров поперечных сечений обмоток находятся в пределах
- 1/8<(Sн-Sв)/(Sн+Sв)<2/5 и
- 1/8<Spo/(Sн+Sв)<2/5,
- где Sн - сечение наружной сетевой обмотки, Sв - сечение внутренней компенсационной обмотки, Spo - сечение регулировочной обмотки.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017117653U RU180433U1 (ru) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017117653U RU180433U1 (ru) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU180433U1 true RU180433U1 (ru) | 2018-06-14 |
Family
ID=62619598
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017117653U RU180433U1 (ru) | 2017-05-23 | 2017-05-23 | Трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU180433U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA200200568A1 (ru) * | 1999-11-17 | 2002-12-26 | Трекско, Ллс. | Устройство и способ охлаждения силовых трансформаторов |
WO2006057516A1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-01 | Seong-Hwang Rim | The cooler for transformer using refrigeration cycle |
RU100331U1 (ru) * | 2010-02-08 | 2010-12-10 | Андрей Владимирович Виноградов | Масляный трансформатор |
RU2489763C2 (ru) * | 2008-03-12 | 2013-08-10 | Альстом Транспорт Са | Система масляного охлаждения, в частности, для трансформаторов, питающих тяговые электродвигатели, трансформатор, оборудованный такой системой, и способ определения параметров потока охлаждающей жидкости в системе охлаждения |
RU167206U1 (ru) * | 2016-06-20 | 2016-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Установка для охлаждения масляного трансформатора |
-
2017
- 2017-05-23 RU RU2017117653U patent/RU180433U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EA200200568A1 (ru) * | 1999-11-17 | 2002-12-26 | Трекско, Ллс. | Устройство и способ охлаждения силовых трансформаторов |
WO2006057516A1 (en) * | 2004-11-24 | 2006-06-01 | Seong-Hwang Rim | The cooler for transformer using refrigeration cycle |
RU2489763C2 (ru) * | 2008-03-12 | 2013-08-10 | Альстом Транспорт Са | Система масляного охлаждения, в частности, для трансформаторов, питающих тяговые электродвигатели, трансформатор, оборудованный такой системой, и способ определения параметров потока охлаждающей жидкости в системе охлаждения |
RU100331U1 (ru) * | 2010-02-08 | 2010-12-10 | Андрей Владимирович Виноградов | Масляный трансформатор |
RU167206U1 (ru) * | 2016-06-20 | 2016-12-27 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Уфимский государственный нефтяной технический университет" | Установка для охлаждения масляного трансформатора |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2510556C1 (ru) | Статический компенсатор реактивной мощности | |
CN205178888U (zh) | 铁磁谐振式三相交流稳压装置 | |
RU180433U1 (ru) | Трехфазный реактор-трансформатор с регулируемым насыщением магнитопровода | |
CN104485696A (zh) | 一种特高压直流输电阀组电压不均衡控制方法及控制装置 | |
RU2352010C2 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор-автотрансформатор | |
RU2360316C2 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор-трансформатор | |
CN102222915B (zh) | 正弦交流电串附加电势调压法 | |
RU2547817C2 (ru) | Способ регулирования напряжения на тяговой подстанции переменного тока | |
RU2364916C1 (ru) | Регулятор-стабилизатор переменного тока | |
Gao et al. | Advanced voltage control strategy for on-load tap-changer transformers with distributed generations | |
CN109194132B (zh) | 一种高频变压器温度场测试电源拓扑的控制方法 | |
CN112768209A (zh) | 三相移相变压器 | |
CN106451514B (zh) | 一种适用于直流黑启动的系统控制方法 | |
CN204244090U (zh) | 交流斩波双向调节补偿电压的交流稳压器 | |
CN216699842U (zh) | 一种稳压器的补偿控制结构 | |
RU2263991C2 (ru) | Управляемый реактор-автотрансформатор | |
CN215183483U (zh) | 采用新型绕组的三相移相变压器 | |
RU2628403C2 (ru) | Устройство для регулирования напряжения | |
CN211456697U (zh) | 节电保护系统 | |
RU2402134C1 (ru) | Устройство для равномерного распределения реактивной мощности | |
Evdokunin et al. | Magnetically-Controlled Shunt Reactors: Historical Overview, Operating Principles, Computer Simulation and Return of Experience | |
Rathod et al. | TBSC Compensator for Reactive Power Compensation along with Transient Free Switching of Capacitor Bank | |
Davydov et al. | Long-Distance Power Transmission with Distributed Low Loads | |
RU179611U1 (ru) | Симметрирующее устройство для трехфазной сети с нейтральным проводом | |
RU176993U1 (ru) | Регулируемый трансформатор |