RU2585007C1 - Device for control of reactive power of electric network (versions) - Google Patents

Device for control of reactive power of electric network (versions) Download PDF

Info

Publication number
RU2585007C1
RU2585007C1 RU2015101373/07A RU2015101373A RU2585007C1 RU 2585007 C1 RU2585007 C1 RU 2585007C1 RU 2015101373/07 A RU2015101373/07 A RU 2015101373/07A RU 2015101373 A RU2015101373 A RU 2015101373A RU 2585007 C1 RU2585007 C1 RU 2585007C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
reactor
network
sections
capacitor bank
reactive power
Prior art date
Application number
RU2015101373/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Нисонович Конторович Леонид
Original Assignee
Нисонович Конторович Леонид
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Нисонович Конторович Леонид filed Critical Нисонович Конторович Леонид
Application granted granted Critical
Publication of RU2585007C1 publication Critical patent/RU2585007C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/02Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with tappings on coil or winding; with provision for rearrangement or interconnection of windings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1807Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation

Abstract

FIELD: electronic equipment.
SUBSTANCE: device for control of electric circuit reactive power includes controlled reactor, power winding of which is connected to high-voltage circuit, current and voltage measurement devices in point of connection to network, power reactor inductance control unit, capacitor bank, containing at least two sections of capacitors, and power reactor inductance control unit electronic control system and switch for capacitor bank sections. At that, reactor power winding comprises at least one outlet connected to capacitor bank sections via at least one switch. In device by second version, controlled reactor is equipped with additional winding having at least one branch, which neutral end is grounded, linear end is insulated, and branch through at least one switch is connected to capacitor bank sections.
EFFECT: higher reliability and smoothness of control.
5 cl, 6 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным регулируемым электротехническим комплексам, и может использоваться в высоковольтных электрических сетях напряжением 110…750 кВ для компенсации или выдачи в сеть реактивной мощности и стабилизации напряжения.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to high-voltage regulated electrical complexes, and can be used in high-voltage electric networks with a voltage of 110 ... 750 kV to compensate or issue reactive power to the network and stabilize the voltage.

Известно устройство регулирования реактивной мощности электрической сети - статический тиристорный компенсатор (СТК) (см. Статические тиристорные компенсаторы для энергосистем и сетей электроснабжения. Бортник И.М. и др., Электричество, 1985, №2.), содержащее реакторную группу - трехфазную силовую индуктивность, регулируемую последовательно подключенными тиристорными ключами, и подключенную параллельно ей конденсаторную батарею, содержащую не менее двух секций конденсаторов.A device for controlling the reactive power of an electric network is known — a static thyristor compensator (STK) (see Static thyristor compensators for power systems and power supply networks. IM Bortnik et al., Electricity, 1985, No. 2.), containing a three-phase power reactor group inductance regulated by thyristor switches connected in series and a capacitor bank connected in parallel with at least two sections of capacitors.

В СТК регулирование потребления реактивной мощности из сети осуществляют путем включения или отключения отдельных не управляемых реакторов, которые образуют реакторную группу - трехфазную силовую индуктивность, а регулирование выдачи в сеть реактивной энергии осуществляют подключением или отключением отдельных секций конденсаторной батареи. Число выключателей - тиристорных ключей, равняется числу групп реакторов и числу групп секций конденсаторной батареи. В связи с необходимостью изменения реактивной мощности небольшими частями мощность и напряжение каждого отключаемого реактора и конденсаторной батареи выбираются небольшими. При этом число их отвечает полной мощности группы.In STK, the regulation of reactive power consumption from the network is carried out by turning on or off individual uncontrolled reactors that form a reactor group - a three-phase power inductance, and the regulation of the release of reactive energy into the network is carried out by connecting or disconnecting individual sections of the capacitor bank. The number of switches - thyristor switches, is equal to the number of groups of reactors and the number of groups of sections of the capacitor bank. Due to the need to change reactive power in small parts, the power and voltage of each switch-off reactor and capacitor bank are selected small. Moreover, their number corresponds to the full power of the group.

Известное устройство не может быть подключено непосредственно к сети с напряжением 110-750 кВ. В этом случае необходимо подключение статического тиристорного компенсатора к дополнительному промежуточному трансформатору на полную мощность или к дополнительной третичной обмотке установленных на подстанции автотрансформаторов, что возможно в существующих сетях далеко не всегда.A known device cannot be connected directly to a network with a voltage of 110-750 kV. In this case, it is necessary to connect a static thyristor compensator to an additional intermediate transformer at full power or to an additional tertiary winding of autotransformers installed at the substation, which is not always possible in existing networks.

Кроме того, высокой является стоимость оборудования, монтажа и эксплуатации, так как статический тиристорный компенсатор занимает большую площадь подстанции, нуждается в охлаждении, закрытом помещении и специальном обслуживании, поскольку средством регулирования в нем являются высоковольтные (до 35 кВ) тиристорные ключи на номинальную мощность, которая не допускает неминуемых в эксплуатации кратковременных и аварийных перегрузок.In addition, the cost of equipment, installation and operation is high, since the static thyristor compensator occupies a large substation area, needs cooling, indoors and special maintenance, since it is controlled by high-voltage (up to 35 kV) thyristor switches for rated power, which does not allow short-term and emergency overloads inevitable in operation.

Таким образом, недостатками известного статического тиристорного компенсатора является то, что он имеет ограниченные функциональные возможности, недостаточную надежность устройства и высокую стоимость при изготовлении и эксплуатации.Thus, the disadvantages of the known static thyristor compensator is that it has limited functionality, insufficient reliability of the device and high cost in the manufacture and operation.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является устройство регулирования реактивной мощности электрической сети (см. п. РФ на изобретение №2282912 по заявке №2004121712 от 16.07.2004 г., опубликован 27.08.2006 г., МПК H01F 29/14, H02J 3/18), содержащее управляемый реактор, сетевая обмотка которого подключена к сети высокого напряжения, устройства измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, силовой блок управления индуктивностью реактора, конденсаторную батарею, содержащую не менее двух секций конденсаторов, и электронную систему управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution is a device for regulating the reactive power of the electric network (see cl. Of the Russian Federation for invention No. 2282912 by application No. 2004121712 of July 16, 2004, published August 27, 2006, IPC H01F 29 / 14, H02J 3/18), containing a controllable reactor, the network winding of which is connected to a high voltage network, current and voltage measuring devices at the point of connection to the network, a reactor inductance control power unit, and a capacitor bank containing at least two seconds capacitors, and an electronic control system for the power unit for controlling the inductance of the reactor and the switch sections of the capacitor bank.

В известном устройстве регулирование реактивной мощности электрической сети осуществляют изменением индуктивности сетевых обмоток трехфазного управляемого реактора путем подмагничивания стержней реактора при помощи обмоток управления и силового блока, а также коммутацией секций конденсаторной батареи. При этом конденсаторная батарея подключена либо к сети, либо к линейным концам обмотки, соединенной по схеме «треугольник» и установленной в баке управляемого реактора для компенсации токов высших гармоник в сети.In the known device, the regulation of the reactive power of the electric network is carried out by changing the inductance of the network windings of a three-phase controlled reactor by magnetizing the reactor rods using the control windings and the power unit, as well as by switching sections of the capacitor bank. In this case, the capacitor bank is connected either to the network or to the linear ends of the winding, connected according to the "triangle" scheme and installed in the tank of the controlled reactor to compensate for higher harmonics currents in the network.

Управляемый реактор в известном устройстве может быть подключен непосредственно к сети с напряжением 110-750 кВ и может регулировать потребление реактивной мощности, а непосредственное подключение к сети конденсаторной батареи при высоких напряжениях сети невозможно. Конденсаторы в конденсаторных батареях не выпускаются на напряжение более 35 кВ, что приводит к необходимости изготовления батарей с последовательно-параллельным их соединением. Подсоединение конденсаторных батарей в известном устройстве непосредственно к сети даже в случае, когда это возможно по значению напряжения сети, вызывает при коммутациях перенапряжения и броски токов. Поэтому к каждой конденсаторной батарее на подстанции подсоединяют соответствующий включенной емкости дополнительный дугогасящий реактор, что приводит к удорожанию установленного на подстанции оборудования. Устройство занимает большую площадь подстанции, нуждается в охлаждении, закрытом помещении и специальном обслуживании.The controlled reactor in the known device can be connected directly to a network with a voltage of 110-750 kV and can regulate the consumption of reactive power, and direct connection to the network of a capacitor bank at high network voltages is impossible. Capacitors in capacitor banks are not available for voltages greater than 35 kV, which leads to the need to manufacture batteries with their series-parallel connection. The connection of capacitor banks in the known device directly to the network, even when it is possible by the value of the mains voltage, causes overvoltage and inrush currents during switching. Therefore, to each capacitor bank at the substation, an additional arcing reactor corresponding to the connected capacitance is connected, which leads to a rise in the cost of the equipment installed at the substation. The device occupies a large area of the substation, needs cooling, indoors and special maintenance.

Подсоединение конденсаторных батарей к линейным концам компенсационной обмотки трехфазного управляемого реактора также не всегда возможно. Во-первых, в ряде конструкций управляемых реакторов нет компенсационных обмоток, а, во-вторых, подсоединение конденсаторных батарей к обмоткам управления, если такие имеются в управляемых реакторах, невозможно из-за отрицательного влияния коммутаций секций конденсаторов на вторичные цепи, в частности, на силовой блок и систему автоматического управления.The connection of capacitor banks to the linear ends of the compensation winding of a three-phase controlled reactor is also not always possible. Firstly, in a number of designs of controlled reactors there are no compensation windings, and secondly, connecting capacitor batteries to control windings, if available in controlled reactors, is impossible due to the negative effect of switching capacitor sections on secondary circuits, in particular, on power unit and automatic control system.

Управление реактивной мощностью известным устройством осуществляют по минимальным и максимальным ограничениям на действующие значения токов и напряжений, измеренные в точке подключения управляемого реактора к сети, что не позволяет обеспечить высокую точность и надежность управления при наличии требований стабилизации реактивной мощности и задании ограничений на ее минимальное и максимальное значения.The reactive power is controlled by the known device according to the minimum and maximum restrictions on the effective values of currents and voltages measured at the point of connection of the controlled reactor to the network, which does not allow for high accuracy and reliability of control in the presence of requirements for stabilization of reactive power and setting restrictions on its minimum and maximum values.

При этом не обеспечивается эффективность регулирования реактивной мощности на стороне высокого напряжения.However, the efficiency of reactive power regulation on the high voltage side is not ensured.

Переключатели конденсаторных батарей занимают много места на подстанции, а управление ими требует четкой синхронизации работы одновременно нескольких различных устройств, что усложняет систему управления и конструкции переключателей. Это повышает стоимость оборудования и не позволяет обеспечить необходимую надежность управления.Capacitor bank switches take up a lot of space at the substation, and their management requires precise synchronization of several different devices at the same time, which complicates the control system and the design of the switches. This increases the cost of equipment and does not allow to provide the necessary reliability of management.

Управление реактивной мощностью известным устройством предполагает подмагничивание магнитной системы управляемого реактора с использованием силового блока управления в виде полупроводникового выпрямителя, расположенного на подстанции, где для него требуется дополнительное место и специальные дополнительные трансформаторы для его питания.The control of reactive power by a known device involves magnetizing the magnetic system of a controlled reactor using a power control unit in the form of a semiconductor rectifier located at a substation, where it requires additional space and special additional transformers for its power supply.

Таким образом, недостатками известного устройства регулирования реактивной мощности электрической сети является то, что оно имеет ограниченные функциональные возможности, недостаточную надежность устройства и высокую стоимость при изготовлении и эксплуатации.Thus, the disadvantages of the known device for controlling the reactive power of the electric network is that it has limited functionality, insufficient reliability of the device and high cost in the manufacture and operation.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования устройства регулирования реактивной мощности электрической сети, в котором путем введения новых элементов, новых связей между ними и нового выполнения элементов обеспечивается генерация реактивной мощности для сетей 110 кВ-750 кВ с одновременным расширением диапазона регулирования генерации и снижением аварийных токов и напряжений в обмотках управляемого реактора при коммутациях секций конденсаторной батареи, благодаря чему достигается улучшение таких его эксплуатационных характеристик, как плавность регулирования и надежность, особенно, при наличии требований стабилизации реактивной мощности и задании ограничений на ее минимальное и максимальное значения, также расширяются функциональные возможности устройства, снижается стоимость его изготовления и эксплуатации.The basis of the invention is the task of improving the device for regulating the reactive power of the electric network, in which by introducing new elements, new connections between them and the new implementation of the elements provides reactive power generation for networks of 110 kV-750 kV while expanding the range of regulation of generation and reducing emergency currents and voltages in the windings of the controlled reactor during switching sections of the capacitor bank, thereby improving its operational x teristics as smooth and reliable adjustment, especially in the presence of the reactive power requirements of stabilization and setting restriction on the minimum and maximum values, are also expanding the functionality of the device, reducing the cost of manufacture and operation.

Поставленная задача по первому варианту решается тем, что в известном устройстве регулирования реактивной мощности электрической сети, содержащем управляемый реактор, сетевая обмотка которого подключена к сети высокого напряжения, устройства измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, силовой блок управления индуктивностью реактора, конденсаторную батарею, содержащую не менее двух секций конденсаторов, и электронную систему управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи, новым является то, что сетевая обмотка реактора содержит, по крайней мере, один отвод, который через, по крайней мере, один переключатель подсоединен к секциям конденсаторной батареи.The task of the first embodiment is solved by the fact that in the known device for regulating the reactive power of the electric network containing a controlled reactor, the network winding of which is connected to a high voltage network, current and voltage measuring devices at the point of connection to the network, a power unit for controlling the reactor inductance, a capacitor bank containing at least two sections of capacitors, and an electronic control system for the power unit for controlling the inductance of the reactor and the switch sections of the condensate For a battery, it is new that the network winding of the reactor contains at least one tap, which is connected through at least one switch to sections of the capacitor bank.

Поставленная задача по второму варианту решается тем, что в известном устройстве регулирования реактивной мощности электрической сети, содержащем управляемый реактор, сетевая обмотка которого подключена к сети высокого напряжения, устройства измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, силовой блок управления индуктивностью реактора, конденсаторную батарею, содержащую не менее двух секций конденсаторов, и электронную систему управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи, новым является то, что управляемый реактор снабжен дополнительной обмоткой с не менее чем одним отводом, нейтральный конец которой заземлен, линейный конец изолирован, а отвод через, по крайней мере, один переключатель подсоединен к секциям конденсаторной батареи.The task of the second embodiment is solved by the fact that in the known device for regulating the reactive power of the electric network containing a controlled reactor, the network winding of which is connected to a high voltage network, current and voltage measuring devices at the point of connection to the network, a reactor inductance power control unit, a capacitor bank containing at least two sections of capacitors, and an electronic control system for the power unit for controlling the inductance of the reactor and the switch sections of the condensate For a battery, it is new that the controlled reactor is equipped with an additional winding with at least one tap, the neutral end of which is grounded, the linear end is insulated, and the tap is connected through at least one switch to sections of the capacitor bank.

Новым является также то, что переключатель, подсоединенный к секциям конденсаторной батареи, по крайней мере, одним отводом, выполнен в виде механического или электронного переключающего устройства и установлен в баке или на баке управляемого реактора.It is also new that the switch connected to the sections of the capacitor bank with at least one tap is made in the form of a mechanical or electronic switching device and is installed in the tank or on the tank of the controlled reactor.

Новым является также то, что силовой блок управления индуктивностью реактора выполнен в виде дополнительного механического или электронного переключающего устройства, установленного в баке или на баке управляемого реактора.Also new is the fact that the power unit for controlling the inductance of the reactor is made in the form of an additional mechanical or electronic switching device installed in the tank or on the tank of the controlled reactor.

Новым является также то, что устройство регулирования реактивной мощности электрической сети содержит дополнительный блок измерения реактивной мощности, входы которого соединены с выходами устройств измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, а выход соединен со входом электронной системы управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи.Also new is the fact that the device for regulating the reactive power of the electric network contains an additional unit for measuring reactive power, the inputs of which are connected to the outputs of the devices for measuring current and voltage at the point of connection to the network, and the output is connected to the input of the electronic control system of the reactor inductance control power unit and the switch sections of a capacitor bank.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков устройства по первому варианту и достигаемым техническим результатом состоит в том, что заявляемое устройство регулирования реактивной мощности электрической сети, а именно то, что сетевая обмотка реактора содержит, по крайней мере, один отвод, который через, по крайней мере, один переключатель подсоединен к секциям конденсаторной батареи, в совокупности с известными признаками позволяет осуществлять генерацию реактивной мощности устройства для сетей 110 кВ-750 кВ с одновременным расширением диапазона регулирования генерации и снижением аварийных токов и напряжений в обмотках управляемого реактора при коммутациях секций конденсаторной батареи, благодаря чему достигается улучшение таких его эксплуатационных характеристик, как плавность регулирования и надежность, особенно при наличии требований стабилизации реактивной мощности и задании ограничений на их минимальное и максимальное значения, также расширяются функциональные возможности устройства, снижается стоимость его изготовления и эксплуатации.A causal relationship between the set of essential features of the device according to the first embodiment and the technical result achieved is that the inventive device for controlling the reactive power of the electric network, namely, that the network winding of the reactor contains at least one tap, which through at least one switch is connected to sections of a capacitor bank, in combination with known features, it allows generating reactive power of the device for networks of 110 kV-750 kV with at the same time expanding the range of regulation of generation and reducing emergency currents and voltages in the windings of a controlled reactor when switching sections of a capacitor bank, thereby improving its operational characteristics such as smooth regulation and reliability, especially if there are requirements for stabilizing reactive power and setting limits for their minimum and the maximum value, the functionality of the device is also expanded, the cost of its manufacture and exp is reduced luatation.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков устройства по второму варианту и достигаемым техническим результатом состоит в том, что заявляемое устройство регулирования реактивной мощности электрической сети, а именно то, что управляемый реактор снабжен дополнительной обмоткой с не менее чем одним отводом, нейтральный конец которой заземлен, линейный конец изолирован, а отвод через, по крайней мере, один переключатель подсоединен к секциям конденсаторной батареи, в совокупности с известными признаками позволяет осуществлять генерацию реактивной мощности устройства для сетей 110 кВ-750 кВ с одновременным расширением диапазона регулирования генерации и снижением аварийных токов и напряжений в обмотках управляемого реактора при коммутациях секций конденсаторной батареи, благодаря чему достигается улучшение таких его эксплуатационных характеристик, как плавность регулирования и надежность, особенно при наличии требований стабилизации реактивной мощности и задании ограничений на их минимальное и максимальное значения, также расширяются функциональные возможности устройства, снижается стоимость его изготовления и эксплуатации.A causal relationship between the set of essential features of the device according to the second embodiment and the technical result achieved is that the inventive device for controlling the reactive power of the electric network, namely, that the controlled reactor is equipped with an additional winding with at least one tap, the neutral end of which is grounded , the linear end is insulated, and a tap through at least one switch is connected to the sections of the capacitor bank, in combination with known signs of It allows generating reactive power of the device for 110 kV-750 kV networks while simultaneously expanding the generation control range and reducing the emergency currents and voltages in the windings of the controlled reactor when switching sections of the capacitor bank, thereby improving its operational characteristics such as smooth control and reliability, especially in the presence of requirements for stabilization of reactive power and setting restrictions on their minimum and maximum values, also expand nktsionalnye device by reducing the cost of manufacture and operation.

Кроме того, то, что в заявляемых устройствах регулирования реактивной мощности электрической сети:In addition, the fact that in the inventive devices for regulating the reactive power of the electric network:

- переключатель, подсоединенный к секциям конденсаторной батареи, по крайней мере одним отводом, выполнен в виде механического или электронного переключающего устройства, установленного в баке или на баке управляемого реактора,- the switch connected to the sections of the capacitor bank with at least one tap is made in the form of a mechanical or electronic switching device installed in the tank or on the tank of the controlled reactor,

- силовой блок управления индуктивностью реактора, выполненный в виде дополнительного механического или электрического переключающего устройства, установлен в баке или на баке управляемого реактора,- a power unit for controlling the inductance of the reactor, made in the form of an additional mechanical or electrical switching device, is installed in the tank or on the tank of the controlled reactor,

- устройство содержит дополнительный блок измерения реактивной мощности, входы которого соединены с выходами устройств измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, а выход соединен со входом электронной системы управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи, и позволяет осуществлять генерацию реактивной мощности устройства для сетей 110 кВ-750 кВ с одновременным расширением диапазона регулирования генерации и снижением аварийных токов и напряжений в обмотках управляемого реактора при коммутациях секций конденсаторных батарей и за счет этого достигается улучшение таких его эксплуатационных характеристик, как плавность регулирования и надежность, особенно при наличии требований стабилизации реактивной мощности и задании ограничений на их минимальное и максимальное значения, также расширяются функциональные возможности устройства, снижается стоимость его изготовления и эксплуатации.- the device contains an additional unit for measuring reactive power, the inputs of which are connected to the outputs of the devices for measuring current and voltage at the point of connection to the network, and the output is connected to the input of the electronic control system of the power unit for controlling the inductance of the reactor and the switch sections of the capacitor bank, and allows the generation of reactive power devices for 110 kV-750 kV networks with simultaneous expansion of the generation control range and reduction of emergency currents and voltages in the control windings of the current reactor during switching of sections of capacitor banks and due to this, its operational characteristics such as smooth regulation and reliability are improved, especially when there are requirements for stabilizing reactive power and setting restrictions on their minimum and maximum values, the device’s functionality also extends, and its cost decreases manufacture and operation.

Это поясняется следующим.This is explained as follows.

То, что сетевая обмотка реактора содержит, по крайней мере, один отвод, который через, по крайней мере, один переключатель подсоединен к секциям конденсаторной батареи, позволяет использовать батарею конденсаторов как источник реактивной мощности для сетей 110, 220, 330, 750 кВ без промежуточных трансформаторов. Батареи конденсаторов не выпускаются на напряжение больше 35 кВ, поэтому подключить их прямо к сети (как это выполнено в прототипе) можно только для сетей 35 кВ, а в остальных случаях требуется дополнительный понижающий трансформатор (например, с 500 кВ до 35 кВ) либо наличие (как это выполнено в прототипе) в управляемом реакторе компенсационной обмотки напряжением 35 кВ.The fact that the network winding of the reactor contains at least one tap, which is connected through at least one switch to the sections of the capacitor bank, allows the use of a capacitor bank as a source of reactive power for 110, 220, 330, 750 kV networks without intermediate transformers. Capacitor batteries are not available for voltages greater than 35 kV, so you can connect them directly to the network (as was done in the prototype) only for 35 kV networks, and in other cases an additional step-down transformer is required (for example, from 500 kV to 35 kV) or (as is done in the prototype) in a controlled reactor compensating winding voltage of 35 kV.

В заявляемом устройстве регулирования реактивной мощности для питания конденсаторной батареи используется часть витков сетевой обмотки управляемого реактора. При этом здесь может быть использован управляемый реактор любой конструкции, в том числе и без вторичной компенсационной обмотки. Часть сетевой обмотки между отводом, подключаемым к переключателю конденсаторной батареи, и заземленным концом сетевой обмотки работает как заземляющий реактор, что способствует уменьшению аварийных токов и перенапряжений при коммутациях конденсаторной батареи и повышает надежность устройства. При этом соотношение индуктивностей частей реактора до и после отвода, подключенного к секциям конденсаторной батареи, может регулироваться, например, может устанавливаться минимальным. Переход в режим минимального соотношения индуктивностей осуществляется с помощью силового блока управления индуктивностью и электронной системы автоматического управления.In the inventive device for regulating reactive power to power a capacitor bank, part of the turns of the network winding of a controlled reactor is used. Moreover, a controlled reactor of any design can be used here, including without a secondary compensation winding. The part of the network winding between the tap connected to the capacitor bank switch and the grounded end of the network winding acts as a grounding reactor, which helps to reduce emergency currents and overvoltages during switching of the capacitor bank and increases the reliability of the device. The ratio of the inductances of the parts of the reactor before and after the drain connected to the sections of the capacitor bank can be adjusted, for example, can be set to a minimum. The transition to the minimum ratio of inductances is carried out using the power inductance control unit and an electronic automatic control system.

То, что управляемый реактор снабжен дополнительной обмоткой с, по крайней мере, одним отводом, нейтральный конец которой заземлен, линейный конец изолирован, а отвод через, по крайней мере, один переключатель, присоединен к секциям конденсаторной батареи, также позволяет использовать батарею конденсаторов как источник реактивной мощности для сетей 110, 220, 330, 750 кВ без промежуточных трансформаторов. При отключенной конденсаторной батарее по этой дополнительной обмотке не течет ток, так как один ее конец заземлен, а другой - изолирован (находится на холостом ходу). В этом режиме она не влияет на работу управляемого реактора по компенсации реактивной мощности.The fact that the controlled reactor is equipped with an additional winding with at least one tap, the neutral end of which is grounded, the linear end is insulated, and the tap through at least one switch is connected to the sections of the capacitor bank also allows the use of a capacitor bank as a source reactive power for networks 110, 220, 330, 750 kV without intermediate transformers. When the capacitor bank is disconnected, no current flows through this additional winding, since one of its ends is grounded and the other is insulated (idling). In this mode, it does not affect the operation of a controlled reactor for reactive power compensation.

При включенном положении переключателя секций конденсаторов конденсаторной батареи по этой обмотке течет емкостный ток, который трансформируется через сетевую обмотку, т.е. происходит генерация реактивной мощности в сеть. Часть витков дополнительной обмотки между отводом, подключенным к переключателю конденсаторной батареи, и заземленным концом в этом режиме также работает как заземляющий реактор и препятствует возникновению больших аварийных токов и напряжений при коммутациях конденсаторных батарей.When the position of the switch of the sections of the capacitors of the capacitor bank is switched on, a capacitive current flows through this winding, which is transformed through the network winding, i.e. reactive power is generated in the network. Part of the turns of the additional winding between the tap connected to the capacitor bank switch and the grounded end in this mode also works as a grounding reactor and prevents the occurrence of large emergency currents and voltages during switching capacitor banks.

То, что управляемый реактор снабжен переключателем, соединенным с секциями конденсаторной батареи и, по крайней мере, с одним отводом обмотки реактора, и выполнен в виде механического или электронного переключающего устройства, установленного в баке или на баке управляемого реактора, позволяет уменьшить площадь, необходимую для размещения отдельных выключателей конденсаторных батарей на подстанции, повысить надежность переключений. Это обеспечивается за счет применения современных надежных механических масляных переключателей с вакуумными камерами или быстродействующих электронных переключающих устройств, охлаждаемых трансформаторным маслом. Секции конденсаторных батарей могут быть соединены между собой последовательно или параллельно. Поэтому переключающие устройства секций конденсаторной батареи можно соединять с различными отводами сетевой или дополнительной обмотки, изменяя не только подключаемую емкость, то есть число подключаемых секций конденсаторной батареи, но и регулировать напряжения на них, то есть дополнительно регулировать величину генерируемой в сеть реактивной мощности. Величина генерируемой конденсаторными батареями реактивной мощности пропорциональна произведению емкости на квадрат напряжения. Возможность подключения секций конденсаторной батареи к различным отводам на сетевой обмотке и отводам на дополнительной обмотке позволяет изменять в указанном произведении не только величину емкости (как в прототипе), но и величину напряжения, что приводит к расширению функциональных возможностей и повышению надежности регулирования реактивной мощности в сети.The fact that the controlled reactor is equipped with a switch connected to sections of the capacitor bank and at least one tap of the reactor winding, and is made in the form of a mechanical or electronic switching device installed in the tank or on the tank of the controlled reactor, allows to reduce the area required for placement of individual capacitor banks circuit breakers in the substation, to increase the reliability of switching. This is achieved through the use of modern reliable mechanical oil switches with vacuum chambers or high-speed electronic switching devices cooled by transformer oil. Sections of capacitor banks can be interconnected in series or in parallel. Therefore, the switching devices of the capacitor bank sections can be connected to various taps of the network or additional winding, changing not only the connected capacitance, that is, the number of connected sections of the capacitor bank, but also regulating the voltages on them, that is, additionally regulating the amount of reactive power generated in the network. The value of the reactive power generated by capacitor banks is proportional to the product of the capacitance per square voltage. The ability to connect sections of the capacitor bank to various taps on the network winding and taps on the additional winding allows you to change not only the capacity value (as in the prototype) in the specified product, but also the voltage value, which leads to enhanced functionality and increased reliability of reactive power regulation in the network .

То, что силовой блок управления индуктивностью реактора выполнен в виде дополнительного переключающего устройства, установленного в баке или на баке управляемого реактора, позволяет не только уменьшить площадь для размещения оборудования на подстанции, но и использовать для регулирования индуктивностью управляемые реакторы разных конструкций, а не одной определенной, как в прототипе. Управляемые реакторы с использованием механических вакуумных переключателей имеют меньшую стоимость, но и меньшее быстродействие. В случае применения электронных переключателей они имеют большее быстродействие, но и большую стоимость. Оптимальный выбор конструкции того или иного реактора зависит от конкретного сетевого задания, при этом заявленное устройство обеспечивает расширение функциональных возможностей, повышает надежность и снижает стоимость изготовления и эксплуатации оборудования.The fact that the power unit for controlling the inductance of the reactor is made in the form of an additional switching device installed in the tank or on the tank of the controlled reactor, allows not only to reduce the area for placing equipment at the substation, but also to use controlled reactors of different designs, rather than one specific one, to control the inductance as in the prototype. Controlled reactors using mechanical vacuum switches have lower cost, but also lower speed. In the case of electronic switches, they have greater speed, but also a greater cost. The optimal design choice of a particular reactor depends on a specific network task, while the claimed device provides enhanced functionality, increases reliability and reduces the cost of manufacturing and operation of equipment.

То, что устройство содержит дополнительный блок измерения реактивной мощности, входы которого соединены с выходами устройств измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, а выход соединен со входом электронной системы автоматического управления силовым блоком регулирования индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи, позволяет осуществлять генерацию реактивной мощности устройства для сетей 110 кВ-750 кВ с одновременным расширением диапазона регулирования генерации и снижением аварийных токов и напряжений в обмотках управляемого реактора при коммутациях секций конденсаторных батарей. Обеспечивается это тем, что создается возможность повысить точность управления при необходимости стабилизации реактивной мощности в пределах заданных минимального и максимального значений. В прототипе же указанное управление осуществляется с недостаточной точностью и надежностью либо по измеренным действующим значениям токов, либо по измеренным значениям напряжений в точке подключения, но не по измеренным значениям реактивной мощности.The fact that the device contains an additional unit for measuring reactive power, the inputs of which are connected to the outputs of the current and voltage measuring devices at the point of connection to the network, and the output is connected to the input of the electronic control system for the power control unit for controlling the reactor inductance and the section switch of the capacitor bank, allows generation the reactive power of the device for networks of 110 kV-750 kV with a simultaneous expansion of the range of regulation of generation and reduction of emergency currents and yarn in the windings of a controlled reactor when switching sections of capacitor banks. This is ensured by the fact that it creates the opportunity to improve control accuracy if necessary, the stabilization of reactive power within the specified minimum and maximum values. In the prototype, however, the specified control is carried out with insufficient accuracy and reliability, either by measured current values of currents, or by measured voltage values at the connection point, but not by measured values of reactive power.

Таким образом, технический результат заявляемых устройств заключается в обеспечении генерации реактивной мощности устройства для сетей 110 кВ-750 кВ с оптимизацией затрат, расширении диапазона регулирования генерации и снижении аварийных токов и напряжений в обмотках управляемого реактора при коммутациях секций конденсаторных батарей, уточнении работы системы автоматического управления при стабилизации реактивной мощности в сети.Thus, the technical result of the claimed devices is to ensure the generation of reactive power of the device for networks of 110 kV-750 kV with cost optimization, expanding the range of regulation of generation and reducing emergency currents and voltages in the windings of a controlled reactor when switching sections of capacitor banks, clarifying the operation of the automatic control system at stabilization of reactive power in a network.

Заявляемые устройства представлены чертежами, на которых представлены:The inventive device is represented by drawings, on which:

- на фиг. 1 - блок-схема устройства в трехфазном выполнении с дополнительными отводами в сетевых обмотках фаз, силовым блоком регулирования индуктивностей и переключателями конденсаторных батарей внешней установки;- in FIG. 1 is a block diagram of a three-phase device with additional taps in the network phase windings, a power block for controlling inductances and switches of capacitor banks of an external installation;

- на фиг. 2 - блок-схема устройства в однофазном выполнении с дополнительным отводом в сетевой обмотке, силовым блоком управления индуктивностью и переключателями конденсаторных батарей внешней установки;- in FIG. 2 is a block diagram of a device in single-phase execution with an additional tap in the network winding, a power inductance control unit and switches of capacitor banks of an external installation;

- на фиг. 3 - блок-схема устройства в однофазном выполнении с отводами в дополнительной обмотке, силовым блоком управления индуктивностью и переключателями конденсаторных батарей внешней установки;- in FIG. 3 is a block diagram of a device in single-phase execution with taps in an additional winding, a power inductance control unit and switches of capacitor banks of an external installation;

- на фиг. 4 - блок-схема устройства в однофазном выполнении с дополнительными отводами в сетевой обмотке для регулирования индуктивности и подключения секций конденсаторных батарей, силовым блоком управления индуктивностью в виде встроенного переключателя и переключателем конденсаторных батарей внутренней установки;- in FIG. 4 is a block diagram of a device in single-phase execution with additional taps in the network winding for regulating the inductance and connecting sections of capacitor banks, a power inductance control unit in the form of an integrated switch and a switch for capacitor banks of an indoor installation;

- на фиг. 5 - блок-схема устройства в однофазном выполнении с отводами в сетевой и в дополнительной обмотке, силовым блоком управления индуктивностью в виде встроенного в бак реактора переключателя и переключателем конденсаторных батарей внутренней установки;- in FIG. 5 is a block diagram of a device in single-phase execution with taps in the network and in the additional winding, a power inductance control unit in the form of a switch integrated in the reactor tank and a switch of capacitor banks of the indoor unit;

- на фиг. 6 - блок-схема устройства в однофазном выполнении с отводами в сетевой и в дополнительной обмотке, силовым блоком управления индуктивностью внешней установки и двумя переключателями конденсаторных батарей внутренней установки при последовательном и параллельном соединении секций конденсаторных батарей.- in FIG. 6 is a block diagram of a device in single-phase execution with taps in the network and in the additional winding, a power unit for controlling the inductance of an external installation and two switches of capacitor banks of an internal installation with serial and parallel connection of sections of capacitor banks.

Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети по первому варианту содержит управляемый реактор 1, сетевая обмотка 2 которого подключена к сети высокого напряжения, устройство 3 измерения тока в точке подключения к сети, устройство 4 измерения напряжения в точке подключения к сети, силовой блок 5 управления индуктивностью реактора 1, конденсаторную батарею 6, содержащую, по крайней мере, две секции 7 конденсаторов, и электронную систему 8 автоматического управления силовым блоком 5 управления индуктивностью реактора 1 и внешним переключателем 9 секций 7 конденсаторной батареи 6. Сетевая обмотка 2 реактора 1 содержит, по крайней мере, один отвод 10, который через, по крайней мере, один переключатель 9 присоединен к секциям 7 конденсаторной батареи 6. Трехфазное выполнение устройства показано на фиг. 1. Однофазное выполнение показано на фиг. 2.The device for regulating the reactive power of the electric network according to the first embodiment contains a controlled reactor 1, the network winding 2 of which is connected to a high voltage network, a device 3 for measuring current at a point of connection to a network, a device for measuring voltage at a point of connection to a network, and a reactor inductance control power unit 5 1, a capacitor bank 6 containing at least two capacitor sections 7, and an electronic system 8 for automatically controlling a power block 5 for controlling the inductance of the reactor 1 and outside with a 9 switch of sections 7 of the capacitor bank 6. The network winding 2 of the reactor 1 contains at least one tap 10, which is connected through at least one switch 9 to the sections 7 of the capacitor bank 6. The three-phase embodiment of the device is shown in FIG. 1. Single-phase execution is shown in FIG. 2.

Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети по второму варианту содержит управляемый реактор 1, сетевая обмотка 2 которого подключена к сети высокого напряжения, устройство 3 измерения тока в точке подключения к сети, устройство 4 измерения напряжения в точке подключения к сети, силовой блок 5 управления индуктивностью реактора 1, конденсаторную батарею 6, которая содержит, по крайней мере, две секции 7 конденсаторов, и электронную систему 8 автоматического управления силовым блоком 5 управления индуктивностью реактора 1 и внешним переключателем 9 секций 7 конденсаторной батареи 6. Управляемый реактор 1 оснащен дополнительной обмоткой 11 с, по меньшей мере, одним отводом 12, нейтральный конец обмотки 11 заземлен, линейный конец изолирован, а отвод 12 от витков дополнительной обмотки 11 через, по крайней мере, один переключатель 9 присоединен к секциям 7 конденсаторной батареи 6 (см. фиг. 3).The device for controlling the reactive power of the electric network according to the second embodiment comprises a controlled reactor 1, the network winding 2 of which is connected to a high voltage network, a device 3 for measuring current at a point of connection to a network, a device for measuring voltage at a point of connection to a network, and a reactor inductance control power unit 5 1, a capacitor bank 6, which contains at least two capacitor sections 7, and an electronic system 8 for automatically controlling a reactor inductance control power unit 5 1 and an external switch 9 of sections 7 of the capacitor bank 6. The controlled reactor 1 is equipped with an additional winding 11 s, at least one tap 12, the neutral end of the winding 11 is grounded, the linear end is isolated, and the tap 12 from the turns of the additional winding 11 through at least at least one switch 9 is connected to sections 7 of the capacitor bank 6 (see Fig. 3).

Переключатель 13, соединенный с секциями 7 конденсаторной батареи 6 и, по крайней мере, с одним отводом 10 или 12, может быть выполнен в виде механического или электронного переключающего устройства и установлен в баке или на баке управляемого реактора 1. В случае, когда секции 7 конденсаторной батареи 6 соединены параллельно, переключатель 13 или несколько переключателей 13 (см. фиг. 6) может соединять отводы 10 или 12 от обмоток 2 или 11, соответственно, и секций 7 конденсаторной батареи 6 так, что одновременно изменяется и величина емкости подключаемой конденсаторной батареи 6, и величина напряжения на ней, т.е. расширяются возможности регулирования реактивной мощности.The switch 13 connected to sections 7 of the capacitor bank 6 and at least one tap 10 or 12 can be made in the form of a mechanical or electronic switching device and installed in the tank or on the tank of the controlled reactor 1. In the case where sections 7 of the capacitor bank 6 are connected in parallel, the switch 13 or several switches 13 (see Fig. 6) can connect the taps 10 or 12 from the windings 2 or 11, respectively, and sections 7 of the capacitor bank 6 so that the value of the capacitance connected at the same time changes capacitor bank 6, and the magnitude of the voltage on it, i.e. Reactive power control capabilities are expanding.

Силовой блок 5 управления индуктивностью реактора 1 может быть выполнен в виде дополнительного механического или электронного переключающего устройства 14, установленного в баке или на баке управляемого реактора 1, и содержит электрическое соединение 15 с сетевой обмоткой 2 (см. фиг. 4, 5, 6).The power unit 5 for controlling the inductance of the reactor 1 can be made in the form of an additional mechanical or electronic switching device 14, installed in the tank or on the tank of the controlled reactor 1, and contains an electrical connection 15 with the network winding 2 (see Fig. 4, 5, 6) .

Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети содержит блок 16 измерения реактивной мощности, входы которого соединены с выходом устройства 3 измерения тока и выходом устройства 4 измерения напряжения в точке подключения к сети, а выход соединен со входом электронной системы 8 автоматического управления силовым блоком 5 (или переключателем 14) управления индуктивностью реактора 1 и переключателем 9 (или переключателем 13) секций 7 конденсаторной батареи 6.The reactive power control device of the electric network contains a reactive power measuring unit 16, the inputs of which are connected to the output of the current measuring device 3 and the output of the voltage measuring device 4 at the point of connection to the network, and the output is connected to the input of the electronic system 8 for automatically controlling the power unit 5 (or a switch 14) control the inductance of the reactor 1 and switch 9 (or switch 13) of sections 7 of the capacitor bank 6.

Заявляемые устройства регулирования реактивной мощности электрической сети работают таким образом.The inventive device for controlling the reactive power of the electric network works in this way.

Устройство по первому варианту работает так. При подключении к сети управляемого реактора 1 по сетевой обмотке 2 протекает ток, измеренный устройством 3 измерения тока в точке подключения к сети, например трансформатором тока, установленным на линейном вводе реактора 1. При этом вдоль витков сетевой обмотки 2 распределяется напряжение, которое изменяется от значения напряжения в точке подключения к сети до нуля, так как нейтральный конец управляемого реактора 1 заземлен. Это напряжение измеряется устройством 4 измерения напряжения в точке подключения к сети, которое может быть, например, установленным на станции измерительным трансформатором напряжения. Измеренные мгновенные значения тока и напряжения синхронизировано поступают в блок 16 измерения реактивной мощности. При измерении реактивной мощности учитываются не только амплитудные значения токов и напряжений, но и угол сдвига фаз между ними. Фактическое значение величины реактивной мощности передается в электронную систему 8 автоматического управления, где оно сравнивается с заданными граничными значениями, после чего электронная система 8 автоматического управления формирует сигналы управления для изменения потребления или изменения генерации реактивной мощности.The device according to the first embodiment works like this. When a controlled reactor 1 is connected to the network, a current flows through the network winding 2, measured by the current measuring device 3 at the point of connection to the network, for example, a current transformer installed on the linear input of the reactor 1. In this case, a voltage is distributed along the turns of the network winding 2, which varies from the value voltage at the point of connection to the network to zero, since the neutral end of the controlled reactor 1 is grounded. This voltage is measured by the voltage measuring device 4 at the point of connection to the network, which may be, for example, a voltage transformer installed at the station. The measured instantaneous values of current and voltage are synchronously supplied to the reactive power measurement unit 16. When measuring reactive power, not only the amplitude values of currents and voltages are taken into account, but also the phase angle between them. The actual value of the reactive power value is transmitted to the automatic control electronic system 8, where it is compared with the predetermined boundary values, after which the electronic automatic control system 8 generates control signals for changing the consumption or changing the generation of reactive power.

При изменении потребления реактивной мощности электронная система 8 автоматического управления через внешние переключатели 9 или установленные внутри или на баке управляемого реактора 1 переключатели 13 секций 7 конденсаторной батареи 6 отключает секции 7 конденсаторной батареи 6 и переходит в режим стабилизации напряжения в точке подключения к сети с помощью регулирования индуктивности сетевой обмотки 2 управляемого реактора 1. Регулирование индуктивности сетевой обмотки 2 осуществляется с помощью силового блока 5 управления индуктивностью управляемого реактора 1. Регулирование индуктивности сетевой обмотки 2 может осуществляться разными методами подмагничивания участков магнитной системы управляемого реактора 1 - продольным, как в прототипе, или поперечным подмагничиванием, или с помощью встроенных в бак реактора 1 механического или электронного переключающего устройства 14, которое изменяет число включенных витков в сетевой обмотке 2. При этом наличие компенсационной обмотки управляемого реактора 1, предназначенной для уменьшения высших гармоник тока сетевой обмотки 2 (как в прототипе), не обязательно.When the reactive power consumption changes, the automatic control electronic system 8 through external switches 9 or installed inside or on the tank of the controlled reactor 1 switches 13 of sections 7 of the capacitor bank 6 turns off sections 7 of the capacitor bank 6 and switches to voltage stabilization mode at the point of connection to the network by regulating the inductance of the network winding 2 of the controlled reactor 1. Regulation of the inductance of the network winding 2 is carried out using the power unit 5 of the control inductance by the controlled reactor 1. The inductance of the network winding 2 can be controlled by different methods of magnetizing sections of the magnetic system of the controlled reactor 1 — longitudinal, as in the prototype, or by transverse magnetization, or using a mechanical or electronic switching device 14, which changes the number turns on in the network winding 2. Moreover, the presence of the compensation winding of the controlled reactor 1, designed to reduce the higher harmonics of the current of the network winding ki 2 (as in the prior art) is not required.

Для уменьшения высших гармоник этого тока возможно применение других методов, например выполнение стержня магнитопровода (на чертеже не показан) управляемого реактора 1 с воздушными зазорами, как в реакторах с поперечным подмагничиванием, или с использованием фильтров высших гармоник тока, установленных на станции в виде отдельных устройств.To reduce the higher harmonics of this current, other methods can be used, for example, the implementation of a magnetic core (not shown) of a controlled reactor 1 with air gaps, as in transverse magnetization reactors, or using higher current harmonics filters installed in the station as separate devices .

При изменении генерации реактивной мощности электронная система 8 автоматического управления переводит силовой блок 5 или переключатель 14 управления индуктивностью реактора в положение минимальной индуктивности всей сетевой обмотки 2 или ее части между линейным концом и отводом 10, соединенным через переключатель 9 или 13 с секциями 7 конденсаторной батареи 6. Потом с помощью переключателей 9 или 13 осуществляется включение секций 7 конденсаторной батареи 6 и емкостный ток течет по отводу 10 сетевой обмотки. При соединении отвода 10 с сетевой обмоткой 2 емкостный ток попадает в сеть по электрической связи, т.е. происходит генерация реактивной мощности в сеть. Часть витков сетевой обмотки 2 между отводом 10, который подключают к переключателю 9 секций 7 конденсаторной батареи 6, и заземленным концом в этом режиме работает как заземляющий реактор и препятствует возникновению больших аварийных токов и напряжений при переключении конденсаторной батареи 6 и заземленным нейтральным концом сетевой обмотки 2. Таким образом, устройство по первому варианту работает в случае наличия электрической связи витков сетевой обмотки 2 с секциями 7 конденсаторных батарей 6 и протекания емкостного тока непосредственно по виткам сетевой обмотки 2.When the reactive power generation changes, the automatic control electronic system 8 transfers the power unit 5 or the reactor inductance control switch 14 to the position of minimum inductance of the entire network winding 2 or its part between the linear end and the tap 10 connected through the switch 9 or 13 with sections 7 of the capacitor bank 6 Then, using the switches 9 or 13, the sections 7 of the capacitor bank 6 are turned on and the capacitive current flows through the outlet 10 of the network winding. When connecting the outlet 10 to the mains winding 2, the capacitive current enters the network through electrical communication, i.e. reactive power is generated in the network. A part of the turns of the network winding 2 between the outlet 10, which is connected to the switch 9 of the sections 7 of the capacitor bank 6, and the grounded end in this mode works as a grounding reactor and prevents the occurrence of large emergency currents and voltages when switching the capacitor bank 6 and the grounded neutral end of the network winding 2 Thus, the device according to the first embodiment works if there is an electrical connection of the turns of the network winding 2 with sections 7 of the capacitor banks 6 and the flow of capacitive current directly continuously winding network on coils 2.

Устройство по второму варианту работает так. При подключении к сети управляемого реактора 1 по сетевой обмотке 2 протекает ток, измеряемый устройством 3, например трансформатором тока, установленным на линейном вводе реактора 1. При этом вдоль витков сетевой обмотки 2 распределяется напряжение, которое изменяется от значения напряжения в точке подключения к сети до нуля, так как нейтральный конец управляемого реактора 1 заземлен. Это напряжение измеряется устройством 4 измерения напряжения в точке подключения к сети, которое может быть, например, установленным на станции измерительным трансформатором напряжения. Измеренные мгновенные значения тока и напряжения синхронизировано поступают в блок 16 измерения реактивной мощности. При измерении реактивной мощности учитываются не только амплитудные значения токов и напряжений, но и угол сдвига фаз между ними. Фактическое значение величины реактивной мощности передается в электронную систему 8 автоматического управления, где оно сравнивается с заданными граничными значениями, после чего электронная система 8 автоматического управления формирует сигналы управления для изменения потребления или изменения генерации реактивной мощности.The device according to the second embodiment works like this. When the controlled reactor 1 is connected to the network, a current flows through the network winding 2, as measured by device 3, for example, a current transformer installed on the linear input of reactor 1. At the same time, voltage is distributed along the turns of the network winding 2, which varies from the voltage value at the point of connection to the network zero, since the neutral end of the controlled reactor 1 is grounded. This voltage is measured by the voltage measuring device 4 at the point of connection to the network, which may be, for example, a voltage transformer installed at the station. The measured instantaneous values of current and voltage are synchronously supplied to the reactive power measurement unit 16. When measuring reactive power, not only the amplitude values of currents and voltages are taken into account, but also the phase angle between them. The actual value of the reactive power value is transmitted to the automatic control electronic system 8, where it is compared with the predetermined boundary values, after which the electronic automatic control system 8 generates control signals for changing the consumption or changing the generation of reactive power.

При изменении потребления реактивной мощности электронная система 8 автоматического управления через внешние переключатели 9 или установленные внутри или на баке управляемого реактора 1 переключатели 13 секций 7 конденсаторной батареи 6 отключает секции 7 конденсаторной батареи 6 и переходит в режим стабилизации напряжения в точке подключения к сети с помощью регулирования индуктивности сетевой обмотки 2 управляемого реактора 1. Регулирование индуктивности сетевой обмотки 2 осуществляется с помощью силового блока 5 управления индуктивностью управляемого реактора 1. Регулирование индуктивности сетевой обмотки 2 может осуществляться разными методами подмагничивания участков магнитной системы управляемого реактора 1 - продольным, как в прототипе, или поперечным подмагничиванием, или с помощью встроенных в бак реактора 1 механического или электронного переключающего устройства 14, которое изменяет число включенных витков в сетевой обмотке 2. При этом наличие компенсационной обмотки управляемого реактора 1, предназначенной для уменьшения высших гармоник тока сетевой обмотки 2 (как в прототипе), не обязательно.When the reactive power consumption changes, the automatic control electronic system 8 through external switches 9 or installed inside or on the tank of the controlled reactor 1 switches 13 of sections 7 of the capacitor bank 6 turns off sections 7 of the capacitor bank 6 and switches to voltage stabilization mode at the point of connection to the network by regulating the inductance of the network winding 2 of the controlled reactor 1. Regulation of the inductance of the network winding 2 is carried out using the power unit 5 of the control inductance by the controlled reactor 1. The inductance of the network winding 2 can be controlled by different methods of magnetizing sections of the magnetic system of the controlled reactor 1 — longitudinal, as in the prototype, or by transverse magnetization, or using a mechanical or electronic switching device 14, which changes the number turns on in the network winding 2. Moreover, the presence of the compensation winding of the controlled reactor 1, designed to reduce the higher harmonics of the current of the network winding ki 2 (as in the prior art) is not required.

Для уменьшения высших гармоник этого тока возможно применение других методов, например выполнение стержня магнитопровода (на чертеже не показан) управляемого реактора 1 с воздушными зазорами, как в реакторах с поперечным подмагничиванием, или с применением фильтров высших гармоник тока, установленных на станции в виде отдельных устройств.To reduce the higher harmonics of this current, other methods can be used, for example, the implementation of a magnetic core (not shown) of a controlled reactor 1 with air gaps, as in transverse magnetization reactors, or using higher current harmonics filters installed in the station as separate devices .

При изменении генерации реактивной мощности электронная система 8 автоматического управления переводит силовой блок 5 или переключатель 14 управления индуктивностью реактора в положение минимальной индуктивности всей сетевой обмотки 2. Потом с помощью переключателей 9 или 13 осуществляется включение секций 7 конденсаторной батареи 6 и емкостный ток течет по отводу 12 дополнительной обмотки 11. При соединении отвода 12 с витками дополнительной обмотки 11 он трансформируется через сетевую обмотку 2, т.е. происходит генерация реактивной мощности в сеть. Часть витков дополнительной обмотки 11 между отводом 12, подключенным к переключателю 9 или 13 секций 7 конденсаторной батареи 6, и заземленным концом в этом режиме работает как заземляющий реактор и препятствует возникновению больших аварийных токов и напряжений при переключении конденсаторной батареи 6.When the reactive power generation changes, the automatic control electronic system 8 transfers the power unit 5 or the reactor inductance control switch 14 to the minimum inductance position of the entire network winding 2. Then, using the switches 9 or 13, sections 7 of the capacitor bank 6 are turned on and the capacitive current flows through the outlet 12 additional winding 11. When connecting the branch 12 with the turns of the additional winding 11, it is transformed through the network winding 2, i.e. reactive power is generated in the network. A part of the turns of the additional winding 11 between the outlet 12 connected to the switch 9 or 13 of the sections 7 of the capacitor bank 6 and the grounded end in this mode acts as a grounding reactor and prevents the occurrence of large emergency currents and voltages when switching the capacitor bank 6.

Заявляемые устройства регулирования реактивной мощности могут быть изготовлены с размещением отводов в середине или по краям сетевой обмотки, или в отдельном концентре сетевой обмотки, которая находится на одном или на разных стержнях с основными витками сетевой обмотки.The inventive reactive power control devices can be made with the placement of taps in the middle or at the edges of the network winding, or in a separate concentrate of the network winding, which is located on one or on different rods with the main turns of the network winding.

Заявляемые устройства регулирования реактивной мощности могут быть изготовлены в трехфазном или однофазном выполнении с пофазным или одновременно трехфазным регулированием на существующем оборудовании с использованием известных материалов и средств, что подтверждает промышленную применимость объектов.The inventive reactive power control devices can be manufactured in three-phase or single-phase execution with phase-by-phase or simultaneously three-phase regulation on existing equipment using known materials and means, which confirms the industrial applicability of the objects.

Claims (5)

1. Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети, содержащее управляемый реактор, сетевая обмотка которого подключена к сети высокого напряжения, устройства измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, силовой блок управления индуктивностью реактора, конденсаторную батарею, содержащую, по крайней мере, две секции конденсаторов, и электронную систему управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи, отличающееся тем, что сетевая обмотка реактора содержит, по крайней мере, один отвод, подсоединенный через, по крайней мере, один переключатель к секциям конденсаторной батареи.1. The device for controlling the reactive power of the electric network, containing a controlled reactor, the network winding of which is connected to a high voltage network, a device for measuring current and voltage at the point of connection to the network, a power unit for controlling the inductance of the reactor, a capacitor bank containing at least two sections capacitors, and an electronic control system for the power unit for controlling the inductance of the reactor and the switch sections of the capacitor bank, characterized in that the network winding of the reactor win at least one outlet connected through at least one switch to the sections of the capacitor bank. 2. Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети, содержащее управляемый реактор, сетевая обмотка которого подключена к сети высокого напряжения, устройства измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, силовой блок управления индуктивностью реактора, конденсаторную батарею, содержащую, по крайней мере, две секции конденсаторов, и электронную систему управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи, отличающееся тем, что управляемый реактор снабжен дополнительной обмоткой, по крайней мере, с одним отводом, нейтральный конец которой заземлен, линейный конец изолирован, а отвод через, по крайней мере, один переключатель присоединен к секциям конденсаторной батареи.2. A device for controlling the reactive power of an electric network containing a controllable reactor, the network winding of which is connected to a high voltage network, a device for measuring current and voltage at the point of connection to the network, a power block for controlling the inductance of the reactor, and a capacitor bank containing at least two sections capacitors, and an electronic control system for the power unit for controlling the inductance of the reactor and the switch sections of the capacitor bank, characterized in that the controlled reactor is equipped with It is equipped with an additional winding with at least one tap, the neutral end of which is grounded, the linear end is insulated, and the tap through at least one switch is connected to the sections of the capacitor bank. 3. Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети по п. 1 или 2, отличающееся тем, что переключатель, присоединенный к секциям конденсаторной батареи, по крайней мере, одним отводом, выполнен в виде механического или электронного переключающего устройства и установлен в баке или на баке управляемого реактора.3. The device for controlling the reactive power of the electric network according to claim 1 or 2, characterized in that the switch connected to the sections of the capacitor battery with at least one tap is made in the form of a mechanical or electronic switching device and is installed in the tank or on the tank controlled the reactor. 4. Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети по п. 1 или 2, отличающееся тем, что силовой блок управления индуктивностью реактора выполнен в виде дополнительного механического или электронного переключающего устройства, установленного в баке или на баке управляемого реактора.4. The device for controlling the reactive power of the electric network according to claim 1 or 2, characterized in that the power unit for controlling the inductance of the reactor is made in the form of an additional mechanical or electronic switching device installed in the tank or on the tank of the controlled reactor. 5. Устройство регулирования реактивной мощности электрической сети по п. 1 или 2, отличающееся тем, что оно содержит дополнительный блок измерения реактивной мощности, входы которого соединены с выходами устройств измерения тока и напряжения в точке подключения к сети, а выход соединен со входом электронной системы управления силовым блоком управления индуктивностью реактора и переключателем секций конденсаторной батареи. 5. The device for controlling the reactive power of the electric network according to claim 1 or 2, characterized in that it contains an additional unit for measuring reactive power, the inputs of which are connected to the outputs of the devices for measuring current and voltage at the point of connection to the network, and the output is connected to the input of the electronic system control power unit for controlling the inductance of the reactor and the switch sections of the capacitor bank.
RU2015101373/07A 2014-10-13 2015-01-19 Device for control of reactive power of electric network (versions) RU2585007C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201411112A UA109619C2 (en) 2014-10-13 2014-10-13 REACTIVE POWER CONTROL DEVICE (OPTIONS)
UAA201411112 2014-10-13

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2585007C1 true RU2585007C1 (en) 2016-05-27

Family

ID=54772522

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2015101373/07A RU2585007C1 (en) 2014-10-13 2015-01-19 Device for control of reactive power of electric network (versions)

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2585007C1 (en)
UA (1) UA109619C2 (en)
WO (1) WO2016060635A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727148C1 (en) * 2019-12-19 2020-07-21 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Device for compensation of reactive power in high-voltage networks

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PL424114A1 (en) * 2017-12-29 2019-07-01 Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki Pulsed current feed system for the six-electrode arc furnace
EP3756254B1 (en) 2018-02-21 2022-06-29 Telefonaktiebolaget LM Ericsson (publ) Reactive power control in power systems
CN110033936A (en) * 2019-05-14 2019-07-19 云南电网有限责任公司电力科学研究院 A kind of compound ground connection arc

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU558350A1 (en) * 1975-12-30 1977-05-15 Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" Reactive Power Compensation Device
RU2282912C2 (en) * 2004-07-16 2006-08-27 Александр Михайлович Брянцев Static compensator of reactive power
WO2008141963A2 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Abb Technology Ag Static var compensator apparatus
RU2510556C1 (en) * 2012-09-05 2014-03-27 Александр Михайлович Брянцев Static reactive power compensator

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3248839T1 (en) * 1981-06-25 1983-12-01 Associated Electrical Industries Ltd., London STATIC REACTIVE COMPENSATOR
JPS61109426A (en) * 1984-11-01 1986-05-27 三菱電機株式会社 Static type reactive power compensator
SU1467668A1 (en) * 1987-05-18 1989-03-23 Московское Отделение Научно-Исследовательского Института Постоянного Тока Reactive power compensator
RU2046490C1 (en) * 1993-06-08 1995-10-20 Ивановский государственный энергетический университет им.В.И.Ленина Device for improving power supply characteristics in three-wire networks
US9130458B2 (en) * 2010-03-15 2015-09-08 Alstom Technology Ltd. Static VAR compensator with multilevel converter

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU558350A1 (en) * 1975-12-30 1977-05-15 Ордена Октябрьской Революции Всесоюзный Государственный Проектно-Изыскательский И Научно-Исследовательский Институт Энергетических Систем И Электрических Сетей "Энергосетьпроект" Reactive Power Compensation Device
RU2282912C2 (en) * 2004-07-16 2006-08-27 Александр Михайлович Брянцев Static compensator of reactive power
WO2008141963A2 (en) * 2007-05-18 2008-11-27 Abb Technology Ag Static var compensator apparatus
RU2510556C1 (en) * 2012-09-05 2014-03-27 Александр Михайлович Брянцев Static reactive power compensator

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2727148C1 (en) * 2019-12-19 2020-07-21 Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Сибирский федеральный университет" Device for compensation of reactive power in high-voltage networks

Also Published As

Publication number Publication date
WO2016060635A1 (en) 2016-04-21
UA109619C2 (en) 2015-09-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE112016004548T5 (en) Power management using synchronous shared coupling
Tyll et al. Historical overview on dynamic reactive power compensation solutions from the begin of AC power transmission towards present applications
RU2585007C1 (en) Device for control of reactive power of electric network (versions)
JP6599272B2 (en) Static reactive power compensator and operation method thereof
CN101860035A (en) Reactive compensation system of thyristor controlled magnetically controlled reactor
EP2888639A2 (en) Distribution transformer
MX2013013443A (en) Power quality control.
US10096999B2 (en) Gas tube-switched flexible alternating current transmission system
GB2580748A (en) Controlling voltage in AC power lines
CN103474979A (en) Arc suppression coil device of active and full compensation
CN106816881B (en) Series compensation device and capacity optimization method thereof
CN106130021B (en) T-shaped hybrid flexible tuning device
RU183180U1 (en) DEVICE FOR AUTOMATIC COMPENSATION OF SINGLE-PHASE EARTH CURRENT CURRENT IN ELECTRIC NETWORKS WITH INSULATED NEUTRAL
RU2643350C1 (en) Distribution device in ac network
Lee et al. Reactive power control operation scheme of LCC-HVDC for maximizing shunt capacitor size in AC systems
RU2467448C1 (en) Capacitor plant for automatic compensation of reactive power
Mon Design and calculation of 5 MVAR shunt capacitor bank at 33 kV bus in distribution substation
Patel et al. Mitigation of voltage fluctuation in distribution system using Sen transformer with variable loading conditions
Aung et al. Design of 25 MVA shunt reactor for 230 kV transmission line
Shicong et al. Guide for voltage regulation and reactive power compensation at 1000kV AC and above with IEEE P1860 standard
RU2410786C1 (en) Source of reactive power
Ma et al. Study for voltage regulation and reactive power compensation for UHV AC transmission with IEEE P1860 draft standard
US20200321882A1 (en) Stackable isolated voltage optimization module
RU2727148C1 (en) Device for compensation of reactive power in high-voltage networks
CN204666739U (en) A kind of device adjustable transformer and compensator transformer being carried out simultaneously to temperature rise test