RU2070745C1 - Adjustable air-core reactor - Google Patents
Adjustable air-core reactor Download PDFInfo
- Publication number
- RU2070745C1 RU2070745C1 RU94032120A RU94032120A RU2070745C1 RU 2070745 C1 RU2070745 C1 RU 2070745C1 RU 94032120 A RU94032120 A RU 94032120A RU 94032120 A RU94032120 A RU 94032120A RU 2070745 C1 RU2070745 C1 RU 2070745C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- switching device
- reactor
- series
- voltage
- coil
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к области электротехники и энергетики, в частности, к сухим регулируемым электрическим реакторам устройств компенсации реактивной мощности в системах передачи электроэнергии высокого и сверхвысокого напряжения. The invention relates to the field of electrical engineering and energy, in particular, to dry adjustable electric reactors of reactive power compensation devices in high and ultra-high voltage power transmission systems.
Известны сухие однофазные и трехфазные регулируемые трансформаторы, в которых фаза реактора содержит катушку без сердечника (стали), установленную на опорных изоляторах и состоящую из основной и регулируемой частей, которые коммутируются между собой устройством, включенным последовательно с регулируемой частью катушки. Dry single-phase and three-phase adjustable transformers are known in which the reactor phase comprises a coreless (steel) coil mounted on supporting insulators and consisting of a main and adjustable parts that are switched between themselves by a device connected in series with the adjustable part of the coil.
Коммутация производится либо при отключенном реакторе с помощью пересоединения отводов на внешнем слое регулируемой части катушки посредством перемычек (патент Канады N 1114465, МКЛ H 01 F 29/02, 1981 год), либо под нагрузкой с помощью переключающего устройства (патент Канады N 1065028, КМИ H 01 F 29/02, 1979 год). Switching is performed either when the reactor is switched off by reconnecting the taps on the outer layer of the adjustable part of the coil by means of jumpers (Canadian patent N 1114465, MKL H 01 F 29/02, 1981), or under load using a switching device (Canadian patent N 1065028, KMI H 01 F 29/02, 1979).
Известные конструкции регулируемых реакторов относятся к низковольтным реакторам и из невозможно непосредственно включить в линии электропередач напряжением свыше 110 кВ, поскольку в них бы возникали недопустимые перенапряжения в регулируемой части катушки на обесточенных участках за счет высокой индуктивной ЭДС от потока взаимной индукции. Known designs of controlled reactors relate to low-voltage reactors and cannot be directly connected to power lines with voltages exceeding 110 kV, since they would cause unacceptable overvoltages in the regulated part of the coil on de-energized sections due to the high inductive EMF from the mutual induction flow.
Кроме того, в случае осуществления регулирования индуктивности под нагрузкой переключающие устройства, включенные последовательно с регулировочной частью катушки, допускают работу при напряжениях на ней до 35 кВ, иначе переключающее устройство должно быть выполнено на более высокий класс напряжения, при этом габариты его становятся соизмеримы с габаритами самого реактора, что практически неосуществимо, так как экономически невыгодно. In addition, in the case of regulating the inductance under load, switching devices connected in series with the adjustment part of the coil allow operation at voltages up to 35 kV, otherwise the switching device must be made to a higher voltage class, while its dimensions become comparable with the dimensions the reactor itself, which is practically impracticable, since it is economically disadvantageous.
Известен также регулируемый реактор, содержащий в фазе несколько катушек без сердечника (без стали), соединенных последовательно и установленных друг на друга на изоляционных опорах (опорных изоляторах), каждая из которых состоит из последовательно включенных основной и регулировочной частей с отводами на внешнем слое, и коммутирующие устройства (патент Румынии N 73218, МКИ H 01 F 37/00, 1980 год). Регулирование индуктивности в данном реакторе осуществляется путем пересоединения (коммутации) отводов различных катушек двумя перемычками при отключенном реакторе. Перемычки выполнены в форме полуколец и включены последовательно с регулировочными частями отдельных катушек. В данном реакторе за счет наличия нескольких регулировочных участков возможен более широкий диапазон регулирования индуктивности. Однако, и этот реактор, как и выше описанные, относятся к низковольтным реакторам, так как при использовании его в сетях с напряжением свыше 110 кВ возникали бы недопустимые напряжения в регулировочных частях обмоток реактора на обесточенных участках за счет индукционной ЭДС от потока взаимной индукции. Все описанные выше регулируемые реактора включают в высоковольтные линии электропередач через высоковольтный масляный трансформатор путем подсоединения реакторов к низковольтной обмотке трансформатора, что обеспечивает работу мощных регулируемый реакторов класса 6-35 кВ сетях с направлением выше 110 кВ. Also known is an adjustable reactor containing in phase several coils without a core (without steel), connected in series and mounted on top of each other on insulating supports (support insulators), each of which consists of series-connected main and control parts with taps on the outer layer, and switching devices (Romanian patent N 73218, MKI H 01 F 37/00, 1980). The inductance in this reactor is controlled by reconnecting (switching) the taps of the various coils with two jumpers with the reactor turned off. Jumpers are made in the form of half rings and are connected in series with the adjusting parts of the individual coils. In this reactor, due to the presence of several control sections, a wider range of inductance control is possible. However, this reactor, as described above, refers to low-voltage reactors, since if it were used in networks with voltages above 110 kV, unacceptable voltages would arise in the regulating parts of the reactor windings in de-energized areas due to the induction emf from the mutual induction flow. All the regulated reactors described above are included in high-voltage power lines through a high-voltage oil transformer by connecting the reactors to the low-voltage winding of the transformer, which ensures the operation of powerful regulated reactors of class 6-35 kV networks with a direction above 110 kV.
Однако, наличие высоковольтного масляного трансформатора в известных системах регулирования индуктивности для высоковольтных линий электропередач делает такие системы пожароопасными, громоздкими по габаритам и неэкономичными. However, the presence of a high voltage oil transformer in the known inductance control systems for high voltage power lines makes such systems fire hazardous, bulky in size and uneconomical.
Целью данного изобретения является создание сухого мощного высоковольтного регулируемого реактора без стали (сердечника) наружной установки, включенного непосредственно в линии электpопеpедач напряжением 110-1150 кВ без использования высоковольтного трансформатора. The aim of this invention is the creation of a dry powerful high-voltage regulated reactor without steel (core) of an outdoor installation, connected directly to the transmission line voltage of 110-1150 kV without using a high-voltage transformer.
Для достижения указанного технического результата в сухом регулируемом реакторе, содержащем в фазе несколько катушек без сердечника, соединенных последовательно и установленных друг над другом на изоляционных опорах, каждая из которых состоит из последовательно включенных основной и регулировочной с отводами частей и коммутирующие устройства; все катушки выполнены в виде одинаковых модулей, каждый из которых снабжен своим отдельным коммутирующим устройством, параллельно подсоединенным к его регулировочной части. При этом коммутирующие устройства могут быть выполнены в виде высоковольтных выключателей, либо тиристорных ключей, либо автоматических многоступенчатый переключателей отводов. To achieve the specified technical result in a dry controlled reactor containing in phase several coils without a core, connected in series and mounted on top of each other on insulating supports, each of which consists of a series of main and control parts with taps and switching devices; all coils are made in the form of identical modules, each of which is equipped with its own separate switching device, connected in parallel to its adjustment part. At the same time, switching devices can be made in the form of high-voltage switches, or thyristor switches, or automatic multi-stage tap switches.
На фиг. 1 изображена монтажная схема данной фазы предлагаемого реактора (для электропередачи напряжением 500 кВ). In FIG. 1 shows a wiring diagram of this phase of the proposed reactor (for power transmission voltage of 500 kV).
На фиг. 2-4 приведена принципиальная электрическая схема с различными вариантами коммутирующих устройств. In FIG. 2-4 shows a circuit diagram with various options for switching devices.
На фиг. 5, 6 изображены схематично варианты конструкций одного модуля реактора с подключенным коммутирующим устройством. In FIG. 5, 6 schematically depict design options for one reactor module with a connected switching device.
Предлагаемый регулируемый реактор содержит в фазе несколько последовательно соединенных одинаковых модулей 1 (для линии 500 кВ, четыре). Каждый модуль представляет из себя сухую слоевую катушку без сердечника, обмотка которой состоит из последовательно соединенных основной 2 и регулировочной 3 частей с отводами. Обмотка выполнена из алюминиевого многожильного кабеля и закреплена в конструкционных рейках из стеклопластика с влагостойким покрытием. Основная часть обмоток модуля расположена внутри регулировочной части (фиг. 5) или на одной оси с ней (фиг. 6). Параллельно регулировочной части обмотки подключено коммутирующее устройство, например, высоковольтный выключатель 4. Все модули реактора устанавливаются друг на друга по вертикали на изоляционных опорах, выполненных в виде "этажерки", состоящей из опорных изоляторов 5 и опорных балок 6. На опорные балки "этажерки" модули устанавливаются с помощью опорных изоляторов 7. Последовательное электрическое соединение модулей осуществляется с помощью перемычки 8. The proposed controlled reactor contains in phase several series-connected identical modules 1 (for the 500 kV line, four). Each module is a dry layer coreless coil, the winding of which consists of a
Опорные балки выполняются из бетона (армированного прутком из немагнитной стали), либо из деревянных брусьев, пропитанных водоотталкивающим составом, либо консолей из немагнитной стали. The support beams are made of concrete (reinforced with a bar of non-magnetic steel), or of wooden beams impregnated with a water-repellent composition, or consoles of non-magnetic steel.
В каждом модуле коммутирующее устройство может представлять из себя либо высоковольтный выключатель 4 (фиг. 2), либо автоматический переключатель под напряжением 9 (фиг. 3), либо управляемый тиристорный ключ 10 (фиг. 4). Коммутирующее устройство работает в режиме "включено", "выключено", что обеспечивает работу регулировочной части обмотки в двух режимах - последовательного включения с основной частью обмотки (коммутирующее устройство разомкнуто), либо короткого замыкания регулировочной части обмотки (коммутирующее устройство замкнуто), что обеспечивает автоматическое регулирование индуктивности реактора без разрыва его силовой цепи. In each module, the switching device can be either a high-voltage switch 4 (Fig. 2), or an automatic switch under voltage 9 (Fig. 3), or a controlled thyristor switch 10 (Fig. 4). The switching device operates in the "on", "off" mode, which provides the adjustment part of the winding in two modes - sequential switching with the main part of the winding (the switching device is open), or short-circuiting the adjustment part of the winding (the switching device is closed), which ensures automatic regulation of reactor inductance without breaking its power circuit.
Управление коммутирующим устройством осуществляется "с земли" с помощью оптико-волоконного кабеля, либо через маломощный изолирующий трансформатор. Реакторы для ЛЭП от 11, до 1150 кВ, как однофазные так и трехфазные, выполняются на базе единой конструкции модуля. Количество модулей в реакторе зависит от напряжения ЛЭП; каждый из модулей устанавливается друг на друга на более высокий потенциал относительно "земли". Так, для ЛЭП напряжение 110 кВ однофазный реактор выполняется из одного модуля, для ЛЭА 220 кВ из двух модулей, ЛЭП 500 кВ из четырех модулей, ЛЭП 750 кВ мз шести модулей, ЛЭП 1150 кВ из восьми модулей. Коммутирующие устройства всех модулей могут включаться и выключаться либо одновременно, либо последовательно в соответствии с требованиями к величине ступени регулирования индуктивности реактора. The switching device is controlled “from the ground” using an optical fiber cable or through a low-power isolation transformer. Reactors for power lines from 11 to 1150 kV, both single-phase and three-phase, are based on a single module design. The number of modules in the reactor depends on the power line voltage; each of the modules is installed on top of each other at a higher potential relative to the "ground". So, for a 110 kV power transmission line, a single-phase reactor is made of one module, for a 220 kV power transmission line of two modules, a 500 kV power transmission line of four modules, a 750 kV power transmission line of six modules, 1150 kV power transmission line of eight modules. The switching devices of all modules can be switched on and off either simultaneously or sequentially in accordance with the requirements for the magnitude of the reactor inductance regulation stage.
Несмотря на то, что потенциал коммутирующего устройства каждого модуля относительно "земли" увеличивается с высотой установки модуля, падение напряжения на всех регулировочных обмотках модулей и их переключающих устройствах не превышает 20 кВ, благодаря высокому регулирующему эффекту обеспечиваемому закорачиванием витков регулировочной обмотки относительно основной обмотки, и встречному направлению их потоков взаимной индукции. Despite the fact that the potential of the switching device of each module relative to the ground increases with the installation height of the module, the voltage drop across all the regulating windings of the modules and their switching devices does not exceed 20 kV, due to the high regulatory effect provided by shorting the turns of the regulating winding relative to the main winding, and the opposite direction of their mutual induction flows.
Предлагаемая конструкция регулируемого высоковольтного реактора позволяет обеспечить регулирование реактивной мощности в линиях электропередач сверхвысокого напряжения с помощью однофазных и трехфазных "воздушных", реакторов без использования масляных высоковольтных трансформаторов, которые громоздки, трудоемкости в изготовлении, пожароопасны, не удовлетворяют требованиям экологии, и следовательно, получить значительный экономический эффект. При этом все реактора для ЛЭП от 110 до 1150 кВ выполняются на базе единой конструкции модуля, что обеспечивает максимальную унификацию конструкции и технологии изготовления реакторов, снижает трудоемкость и трудозатраты, сокращает время изготовления реакторов. The proposed design of an adjustable high-voltage reactor allows for the regulation of reactive power in ultra-high voltage power lines using single-phase and three-phase "air" reactors without the use of oil high-voltage transformers, which are bulky, labor-consuming to manufacture, fire hazardous, do not meet environmental requirements, and therefore, obtain significant economic effect. Moreover, all reactors for power lines from 110 to 1150 kV are based on a single module design, which ensures maximum unification of the design and manufacturing technology of the reactors, reduces labor and labor costs, and reduces the manufacturing time of the reactors.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94032120A RU2070745C1 (en) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Adjustable air-core reactor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU94032120A RU2070745C1 (en) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Adjustable air-core reactor |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU94032120A RU94032120A (en) | 1996-05-27 |
RU2070745C1 true RU2070745C1 (en) | 1996-12-20 |
Family
ID=20160183
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU94032120A RU2070745C1 (en) | 1994-09-01 | 1994-09-01 | Adjustable air-core reactor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2070745C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514856C2 (en) * | 2006-10-26 | 2014-05-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Reactive ballast arrangement |
-
1994
- 1994-09-01 RU RU94032120A patent/RU2070745C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Патент Канады N 1114465, кл. H 01 F 29/02, 1981. 2. Патент Канады N 1065028, кл. H 01 F 29/02, 1979. 3. Патент Канады N 73218, кл. H 01 F 37/00, 1980. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2514856C2 (en) * | 2006-10-26 | 2014-05-10 | Сименс Акциенгезелльшафт | Reactive ballast arrangement |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU94032120A (en) | 1996-05-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP2169692B1 (en) | High voltage step-up dry power transformer and power supply unit comprising at least one such transformer | |
DE112016004548T5 (en) | Power management using synchronous shared coupling | |
CZ298079B6 (en) | Transformer with voltage regulating means | |
CN109599258B (en) | High-voltage isolation transformer | |
KR100214934B1 (en) | Ac power controlling equipment | |
GB2580748A (en) | Controlling voltage in AC power lines | |
Astrom et al. | Power transmission with HVDC at voltages above 600 kV | |
RU2478236C1 (en) | Controlled shunting reactor-transformer | |
RU2070745C1 (en) | Adjustable air-core reactor | |
RU2221297C1 (en) | Controllable shunt reactor | |
RU2585007C1 (en) | Device for control of reactive power of electric network (versions) | |
CN112204494B (en) | Magnetically controllable choke for reactive power compensation using capacitively connected additional winding | |
Oh et al. | Preliminary design of the ITER AC/DC converters supplied by the Korean Domestic Agency | |
RU2410786C1 (en) | Source of reactive power | |
SU1101967A1 (en) | Static equalizer of reactive power | |
RU2340975C1 (en) | Three-phase electric reactor with magnetisation | |
RU2337424C1 (en) | Method of reactive power source control | |
Smolovik et al. | Development of Magnetically Controlled Shunt Reactors in Russia | |
Carlsson et al. | Recent and future trends in HVDC converter station design | |
RU2088997C1 (en) | Electroinductive apparatus used for control of reactive power | |
Boenig et al. | Design and preliminary test results of the 40 MW power supply at the National High Magnetic Field Laboratory | |
WO2017201202A1 (en) | Stackable isolated voltage optimization module | |
CA1120112A (en) | Tap changing transformer | |
US20220085732A1 (en) | Magnetically controllable inductor coil in a series circuit | |
Isch et al. | An overview of the LEP power converter system |