RU2677681C1 - Controlled electric reactor - Google Patents

Controlled electric reactor Download PDF

Info

Publication number
RU2677681C1
RU2677681C1 RU2018111919A RU2018111919A RU2677681C1 RU 2677681 C1 RU2677681 C1 RU 2677681C1 RU 2018111919 A RU2018111919 A RU 2018111919A RU 2018111919 A RU2018111919 A RU 2018111919A RU 2677681 C1 RU2677681 C1 RU 2677681C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
sections
winding
rod
reactor
control winding
Prior art date
Application number
RU2018111919A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Леонид Нисонович Конторович
Original Assignee
Леонид Нисонович Конторович
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 Леонид Нисонович Конторович filed Critical Леонид Нисонович Конторович
Application granted granted Critical
Publication of RU2677681C1 publication Critical patent/RU2677681C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F29/00—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00
    • H01F29/14—Variable transformers or inductances not covered by group H01F21/00 with variable magnetic bias
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F21/00—Variable inductances or transformers of the signal type
    • H01F21/02—Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers
    • H01F21/08—Variable inductances or transformers of the signal type continuously variable, e.g. variometers by varying the permeability of the core, e.g. by varying magnetic bias
    • Y—GENERAL 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
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30—Reactive power compensation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)
  • Control Of Electrical Variables (AREA)
  • Coils Of Transformers For General Uses (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.SUBSTANCE: controlled electric reactor belongs to the field of electrical engineering and can be used as a shunt reactor to regulate voltage and reactive power in high-voltage power lines. Reactor contains an electronic control system and an electromagnetic part, including the coiled sections of the power winding and the control winding in each phase of the reactor, as well as a core magnetic core, the rods of which are made of elements arranged in series along the height and divided into two parallel parts, respectively, internal and external. Nonmagnetic gap is made in the inner part and the outer part of the rod element, the wires turns of the power winding sections cover the cross section of the rod entirely, and the wires turns of the control winding sections – partially. Number of sections of the control winding is paired, the ends of adjacent sections in the control winding are connected in parallel, the direction of winding in them is opposite, parallel parts of the reactor core element are made in the form of the disks from the electrical steel plates radially laminated around the perimeter, separated from other rod elements by nonmagnetic gaps, the control winding sections are located inside the external disk, power winding sections are located outside the external drive, the electronic control system is designed as a controlled constant voltage source, its output terminals are connected to the ends of a pair of control winding sections.EFFECT: possibility of controlled low-voltage magnetization of local elements of the magnetic core is provided.5 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано, например, в качестве шунтирующего реактора для регулирования напряжения и реактивной мощности в высоковольтных линиях электропередач.The invention relates to the field of electrical engineering and can be used, for example, as a shunt reactor for regulating voltage and reactive power in high voltage power lines.

Регулирование напряжения на линии электропередачи осуществляют путем компенсации ее реактивной мощности, для чего шунтируют линию управляемыми реакторами, используемыми в качестве регуляторов реактивного тока.The voltage regulation on the power line is carried out by compensating for its reactive power, for which the line is shunted by controlled reactors used as reactive current regulators.

Известен управляемый электрический реактор (см. п. США №4837497 от 29.12 1987 г., опубл. 06.06.1989 г., МПК H01F 29/02, 30/10, 30/12, G05F 3/04), содержащий электронную систему управления и электромагнитную часть, включающую сетевую обмотку и управляющую обмотку, состоящие из намотанных проводами секций в каждой из фаз реактора, а также магнитопровод, выполненный в виде двух стержней, на каждом из которых размещены первичные и вторичные обмотки, причем первичные обмотки соединены параллельно, а вторичные последовательно. Электронная система управления для регулирования индуктивного сопротивления на стороне первичной обмотки содержит двунаправленный электронный ключ на тиристорах с фазовым управлением.Known controlled electric reactor (see p. US No. 4837497 dated December 29, 1987, published on June 6, 1989, IPC H01F 29/02, 30/10, 30/12, G05F 3/04) containing an electronic control system and the electromagnetic part, including the network winding and the control winding, consisting of sections wound by wires in each of the phases of the reactor, as well as a magnetic circuit made in the form of two rods, on each of which primary and secondary windings are placed, the primary windings connected in parallel and the secondary sequentially. The electronic control system for regulating the inductive resistance on the side of the primary winding contains a bi-directional electronic switch on phase-controlled thyristors.

Известный управляемый электрический реактор обеспечивает регулирование тока только через первичную обмотку при низком уровне гармоник с порядковыми номерами 5, 7, 11, 13. При этом параметры электронного ключа должны соответствовать напряжению первичной обмотки, что при напряжении более 100 кВ приводит к необходимости использовать большое число последовательно соединенных мощных тиристоров, существенно недогруженных по току. Поэтому недостатками известного устройства является низкая надежность его работы и высокая стоимость реактора.The well-known controlled electric reactor provides current control only through the primary winding at a low level of harmonics with serial numbers 5, 7, 11, 13. In this case, the parameters of the electronic switch must correspond to the voltage of the primary winding, which at a voltage of more than 100 kV leads to the need to use a large number in series connected powerful thyristors, substantially underloaded by current. Therefore, the disadvantages of the known device is the low reliability of its operation and the high cost of the reactor.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к заявляемому техническому решению является управляемый электрический реактор (см. патент РФ №2518149, з. №2012139807 от 18.09.2012 г., опубл. 10.06.2014 г., МПК H02J 3/00), содержащий электронную систему управления и электромагнитную часть, включающую в каждой из фаз реактора сетевую и управляющую обмотки, состоящие из намотанных проводами секций, а также стержневой магнитопровод, стержни которого выполнены из элементов, расположенных последовательно по высоте и разделенных на две параллельные части - внутреннюю и внешнюю, при этом во внешней части каждого элемента стержня выполнен немагнитный зазор, витки проводов секций сетевой обмотки охватывают сечение стержня целиком, а витки проводов секций управляющей обмотки охватывают сечение стержня частично.The closest in technical essence and the achieved result to the claimed technical solution is a controlled electric reactor (see RF patent No. 2518149, s. No. 2012139807 from 09/18/2012, published. 06/10/2014, IPC H02J 3/00), containing an electronic control system and an electromagnetic part, including in each phase of the reactor a network and control winding, consisting of sections wound with wires, as well as a core magnetic core, the rods of which are made of elements arranged in series along the height and divided into two parallel e parts - inner and outer, the outer portion of each rod element executed nonmagnetic gap, wire coils comprise coil sections network section of the rod as a whole, and coils of wire sections of the control winding rod cover section partially.

В известном управляемом реакторе необходимо, чтобы суммарная установленная мощность электронных ключей управления равнялась номинальной мощности трехфазного реактора. Для высоковольтных линий электропередач (110 кВ и выше) на практике мощность устанавливаемых реакторов меняется обычно от 10000 кВА до 200000 кВА. Это приводит к необходимости использования большого количества мощных высоковольтных электронных ключей управления и создания специальных дорогостоящих конструкций для их охлаждения и изоляции. Таким образом, недостатками известного устройства является низкая надежность его работы и высокая стоимость управляемого электрического реактора.In the known controlled reactor, it is necessary that the total installed power of the electronic control keys is equal to the rated power of the three-phase reactor. For high-voltage power lines (110 kV and higher) in practice, the power of installed reactors usually varies from 10,000 kVA to 200,000 kVA. This leads to the need to use a large number of powerful high-voltage electronic control keys and create special expensive structures for their cooling and isolation. Thus, the disadvantages of the known device is the low reliability of its operation and the high cost of a controlled electric reactor.

В основу изобретения поставлена задача усовершенствования управляемого электрического реактора, в котором путем введения новых элементов, новых связей между ними и нового выполнения элементов обеспечивается возможность управляемого низковольтного подмагничивания локальных элементов стержня магнитопровода, что снижает уровень установленной мощности электронной системы управления реактором при сохранении его функциональных возможностей, за счет чего повышается надежность работы устройства с одновременным снижением стоимости реактора.The basis of the invention is the task of improving the controlled electric reactor, in which by introducing new elements, new connections between them and the new implementation of the elements provides the possibility of controlled low-voltage magnetization of the local elements of the core of the magnetic circuit, which reduces the installed power level of the electronic control system of the reactor while maintaining its functionality, thereby increasing the reliability of the device while reducing the cost of re Ktorov.

Поставленная задача решается тем, что в известном управляемом электрическом реакторе, содержащем электронную систему управления и электромагнитную часть, включающую в каждой из фаз реактора сетевую и управляющую обмотки, состоящие из намотанных проводами секций, а также стержневой магнитопровод, стержни которого выполнены из элементов, расположенных последовательно по высоте и разделенных на две параллельные части - внутреннюю и внешнюю, при этом во внешней части каждого элемента стержня выполнен немагнитный зазор, витки проводов секций сетевой обмотки охватывают сечение стержня целиком, а витки проводов секций управляющей обмотки охватывают сечение стержня частично, новым является то, что число секций управляющей обмотки на стержне парное, концы расположенных рядом секций в управляющей обмотке соединены параллельно, а направление намотки в них - встречное, параллельные части, по крайней мере, одного элемента стержня реактора выполнены в виде дисков из радиально шихтованных по периметру пластин электротехнической стали, отделенных от других элементов стержня немагнитными зазорами, как во внешней, так и во внутренней частях, при этом секции управляющей обмотки расположены внутри внешнего диска, а секции сетевой обмотки расположены снаружи внешнего диска, электронная система управления выполнена в виде, по крайней мере, одного управляемого источника постоянного напряжения, выходные клеммы которого соединены с концами, по крайней мере, одной пары секций управляющей обмотки.The problem is solved in that in a known controlled electric reactor containing an electronic control system and an electromagnetic part, comprising in each of the phases of the reactor network and control windings, consisting of sections wound by wires, as well as a core magnetic circuit, the rods of which are made of elements arranged in series in height and divided into two parallel parts - internal and external, while in the external part of each element of the rod a non-magnetic gap is made, turns of wires sec of network winding sections cover the entire cross-section of the rod, and the turns of wires of the sections of the control winding partially cover the cross-section, the new one is that the number of sections of the control winding on the rod is paired, the ends of the adjacent sections in the control winding are connected in parallel, and the direction of winding in them is opposite, parallel parts of at least one element of the core of the reactor are made in the form of disks of radially lined around the perimeter plates of electrical steel, separated from other elements of the core of the mute with magnetic gaps, both in the external and internal parts, while the sections of the control winding are located inside the external disk, and the sections of the network winding are located outside the external disk, the electronic control system is made in the form of at least one controlled constant voltage source, weekend the terminals of which are connected to the ends of at least one pair of sections of the control winding.

Новым является также то, что концы управляющих обмоток разных фаз соединены по схеме «разомкнутый треугольник», причем разомкнутые концы соединены с управляемым источником постоянного напряжения.Also new is the fact that the ends of the control windings of different phases are connected according to the “open triangle” scheme, and the open ends are connected to a controlled constant voltage source.

Новым является также то, что на стержнях магнитопровода установлены дополнительные компенсационные обмотки, концы разных фаз которых соединены по схеме «треугольник».Also new is the fact that additional compensation windings are installed on the cores of the magnetic circuit, the ends of the different phases of which are connected in a “triangle” pattern.

Новым является также то, что управляемый источник постоянного напряжения содержит последовательно соединенные трансформатор питания полупроводникового преобразователя, полупроводниковый преобразователь с блоком защиты от перенапряжений на входе и автономную систему автоматического управления.Also new is the fact that the controlled constant voltage source contains a series-connected power transformer of the semiconductor converter, a semiconductor converter with an input overvoltage protection unit and an autonomous automatic control system.

Новым является также то, что компенсационные или сетевые обмотки каждой фазы содержат дополнительные отводы, соединенные с трансформатором питания управляемого источника постоянного напряжения.It is also new that the compensation or network windings of each phase contain additional taps connected to the power transformer of the controlled constant voltage source.

Причинно-следственная связь между совокупностью существенных признаков устройства и достигаемым техническим результатом заключается в том, что в управляемом электрическом реакторе, который заявляется,The causal relationship between the set of essential features of the device and the technical result achieved is that in a controlled electric reactor, which is claimed,

- число секций управляющей обмотки на стержне парное, концы расположенных рядом секций в управляющей обмотке соединены параллельно, а направление намотки в них - встречное,- the number of sections of the control winding on the rod is paired, the ends of the adjacent sections in the control winding are connected in parallel, and the direction of winding in them is oncoming,

- параллельные части, по крайней мере, одного элемента стержня реактора выполнены в виде дисков из радиально шихтованных по периметру пластин электротехнической стали, отделенных от других элементов стержня немагнитными зазорами, как во внешней, так и во внутренней частях, при этом секции управляющей обмотки расположены внутри внешнего диска, а секции сетевой обмотки расположены снаружи внешнего диска,- parallel parts of at least one element of the core of the reactor are made in the form of disks of radially lined around the perimeter plates of electrical steel, separated from other elements of the core by non-magnetic gaps, both in the outer and inner parts, while the sections of the control winding are located inside external drive, and sections of the network winding are located outside the external drive,

- электронная система управления выполнена в виде, по крайней мере, одного управляемого источника постоянного напряжения, выходные клеммы которого соединены с концами, по крайней мере, одной пары секций управляющей обмотки,- the electronic control system is made in the form of at least one controlled source of constant voltage, the output terminals of which are connected to the ends of at least one pair of sections of the control winding,

что в совокупности с известными признаками обеспечивает возможность управляемого низковольтного подмагничивания локальных элементов стержня магнитопровода, что снижает уровень установленной мощности электронной системы управления реактора при сохранении его функциональных возможностей, за счет чего достигается повышение надежности работы устройства с одновременным снижением стоимости реактора.which, together with the known features, provides the possibility of controlled low-voltage magnetization of the local elements of the core of the magnetic circuit, which reduces the installed power level of the electronic control system of the reactor while maintaining its functionality, thereby increasing the reliability of the device while reducing the cost of the reactor.

Объясняется это следующим.This is explained as follows.

Выполнение управляющей обмотки с четным числом секций на стержне, где концы расположенных рядом секций в управляющей обмотке соединены параллельно, а направление намотки в них - встречное, обеспечивает компенсацию наведенного напряжения от магнитного поля сетевой обмотки и, следовательно, отсутствие в секциях управляющей обмотки переменного тока, наведенного сетевой обмоткой. Это приводит к уменьшению потерь в управляющей обмотке и уменьшению искажений магнитного поля, создаваемого этой обмоткой в элементах стержня магнитной системы.The execution of the control winding with an even number of sections on the rod, where the ends of adjacent sections in the control winding are connected in parallel, and the direction of winding in them is counter, provides compensation of the induced voltage from the magnetic field of the network winding and, therefore, the absence of alternating current in the control winding sections, induced by the network winding. This leads to a decrease in losses in the control winding and a decrease in the distortion of the magnetic field generated by this winding in the elements of the rod of the magnetic system.

То, что параллельные части, по крайней мере, одного элемента стержня реактора выполнены в виде дисков из радиально шихтованных по периметру пластин электротехнической стали, отделенных от других элементов стержня немагнитными зазорами, как во внешней, так и во внутренней частях, при этом секции управляющей обмотки расположены внутри внешнего диска, а секции сетевой обмотки расположены снаружи внешнего диска, обеспечивает технологичность изготовления. Диски могут быть изготовлены отдельно, например, как в обычных шунтирующих реакторах с использованием автоматического технологического оборудования. Такие локальные элементы стержня с сосредоточенными в них секциями управляющей обмотки позволяют проводить подмагничивание этих элементов отдельно, независимо от других элементов стержня. Локальное подмагничивания требует меньших затрат энергии и позволяет выполнить управляющую обмотку на большие токи (до 2000 А), но низкое напряжение (до 500 В). Низковольтная управляющая обмотка, размещенная между двумя параллельными вертикальными частями стержня, не требует сложной изоляции и больших изоляционных расстояний, причем сетевая обмотка остается высоковольтной (от 10 кВ до 1200 кВ). Конструкция управляемого реактора выходит компактной, снижается расход материалов, а также снижаются потери.The fact that the parallel parts of at least one element of the rod of the reactor are made in the form of disks of radially lined around the perimeter of the plates of electrical steel, separated from other elements of the rod by non-magnetic gaps, both in the outer and inner parts, while the sections of the control winding located inside the external drive, and sections of the network winding are located outside the external drive, provides manufacturability. Disks can be manufactured separately, for example, as in conventional shunt reactors using automatic processing equipment. Such local elements of the rod with concentrated sections of the control winding allow them to magnetize these elements separately, independently of other elements of the rod. Local magnetization requires less energy and allows you to perform a control winding for high currents (up to 2000 A), but low voltage (up to 500 V). The low-voltage control winding, located between two parallel vertical parts of the rod, does not require complex insulation and large insulation distances, and the mains winding remains high-voltage (from 10 kV to 1200 kV). The design of the controlled reactor goes compact, material consumption is reduced, and losses are also reduced.

То, что концы расположенных рядом секций в управляющей обмотке соединены параллельно, а направление намотки в них - встречное, обеспечивает то, что переменные токи, наведенные в них переменным магнитным полем сетевой обмотки, имеют встречное направление, а постоянные токи от управляемого источника постоянного напряжения являются однонаправленными.The fact that the ends of adjacent sections in the control winding are connected in parallel, and the direction of winding in them is counter, ensures that the alternating currents induced in them by the alternating magnetic field of the network winding have a counter direction, and the direct currents from a controlled constant voltage source are unidirectional.

То, что электронная система управления выполнена в виде, по крайней мере, одного управляемого источника постоянного напряжения, выходные клеммы которого соединены с концами, по крайней мере, одной пары секций управляющей обмотки, позволяет отказаться от использования ненадежных электронных компонентов, рассчитанных на высокое напряжение и большую мощность (до 100% мощности реактора). При этом обеспечивается управление током в секциях управляющей обмотки при низком напряжении (до 500 В) и мощности (5-10% мощности реактора). Такая система управления надежнее, компактнее и имеет меньшие расходы, как по стоимости, так и по трудоемкости изготовления.The fact that the electronic control system is made in the form of at least one controlled source of constant voltage, the output terminals of which are connected to the ends of at least one pair of sections of the control winding, eliminates the use of unreliable electronic components designed for high voltage and high power (up to 100% of the reactor power). At the same time, current control is provided in sections of the control winding at low voltage (up to 500 V) and power (5-10% of the reactor power). Such a control system is more reliable, more compact and has lower costs, both in cost and in the complexity of manufacturing.

Таким образом, обеспечивается повышение надежности работы устройства за счет обеспечения возможности управляемого низковольтного подмагничивания локальных элементов стержня магнитопровода, что снижает уровень установленной мощности электронной системы управления реактора при сохранении его функциональных возможностей, с одновременным снижением стоимости реактора.Thus, the reliability of the device is improved by providing the possibility of controlled low-voltage magnetization of the local elements of the core of the magnetic circuit, which reduces the installed power level of the electronic control system of the reactor while maintaining its functionality, while reducing the cost of the reactor.

Признаки, приведенные в развивающих и дополняющих пунктах, также позволяют повысить надежность работы устройства с одновременным снижением стоимости электрического реактора.The signs given in the developing and complementary paragraphs also allow to increase the reliability of the device while reducing the cost of the electric reactor.

Развитие изобретения предусматривает оптимизацию заявленного решения в отдельных, часто встречающихся, случаях.The development of the invention provides for the optimization of the claimed solution in individual, frequently occurring cases.

То, что концы управляющих обмоток разных фаз соединены по схеме «разомкнутый треугольник», причем разомкнутые концы соединены с управляемым источником постоянного напряжения, позволяет применить одну систему управления одновременно для регулирования токов в управляющих обмотках разных фаз. Обеспечивается возможность не только заменить три управляющие системы одной, но и отказаться от независимого фазного управления, не всегда необходимого.The fact that the ends of the control windings of different phases are connected according to the "open triangle" scheme, and the open ends are connected to a controlled source of constant voltage, allows you to use one control system at the same time to control the currents in the control windings of different phases. It is possible not only to replace the three control systems with one, but also to abandon the independent phase control, which is not always necessary.

То, что на стержнях магнитопровода установлены дополнительные компенсационные обмотки, концы разных фаз которых соединены по схеме «треугольник», обеспечивает создание проводящего контура, в котором циркулирует ток и его магнитное поле компенсирует наличие токов высших гармоник, кратных трем, в токе фаз сетевых обмоток. Нелинейные искажения от токов высших гармоник не попадают в сеть, чем улучшается качество электроэнергии.The fact that additional compensation windings are installed on the terminals of the magnetic circuit, the ends of the different phases of which are connected according to the “triangle” scheme, provides the creation of a conductive circuit in which the current circulates and its magnetic field compensates for the presence of higher harmonics currents that are multiples of three in the phase current of the network windings. Nonlinear distortions from higher harmonics currents do not get into the network, which improves the quality of electricity.

То, что управляемый источник постоянного напряжения содержит последовательно соединенные трансформатор питания полупроводникового преобразователя, полупроводниковый преобразователь с блоком защиты от перенапряжений на входе и автономную систему автоматического управления, позволяет при оптимальных затратах обеспечить все необходимые для работы функции управляемого реактора с учетом требований по низкому напряжению, большому току, плавном и быстрому автоматическому регулированию тока в управляющей обмотке по заданным алгоритмам управления. В систему автоматического управления поступают сигналы текущих значений напряжения сети в точке подключения реактора и потребляемого тока сетевой обмотки. В зависимости от значений этих сигналов и заданных допустимых значений для обеспечения стабилизации напряжения сети в точке подключения реактора или потребляемой мощности сетевой обмотки управляемый источник постоянного напряжения меняет значение напряжения, питающего управляющую обмотку, и регулирует потребляемый реактивный ток реактора. Это обеспечивает стабилизацию напряжения сети в точке подсоединения или потребляемой мощности сетевой обмотки.The fact that the controlled constant voltage source contains a semiconductor converter power transformer connected in series, a semiconductor converter with an input overvoltage protection unit and an autonomous automatic control system allows, at optimal costs, to provide all the functions of a controlled reactor that are necessary for operation, taking into account low voltage requirements, large current, smooth and fast automatic current control in the control winding according to the specified algorithm management. The automatic control system receives signals of the current values of the network voltage at the point of connection of the reactor and the consumed current of the network winding. Depending on the values of these signals and the specified permissible values, to ensure stabilization of the network voltage at the point of connection of the reactor or the consumed power of the network winding, the controlled constant voltage source changes the voltage value supplying the control winding and regulates the consumed reactive current of the reactor. This provides stabilization of the mains voltage at the connection point or the power consumption of the network winding.

То, что компенсационные или сетевые обмотки каждой фазы содержат дополнительные отводы, соединенные с трансформатором питания управляемого источника постоянного напряжения, позволяет выполнить установку управляемого реактора без дополнительных затрат на прокладку кабелей для использования питания собственных нужд станции.The fact that the compensation or network windings of each phase contain additional taps connected to a power transformer of a controlled constant voltage source allows the installation of a controlled reactor without additional costs for laying cables for using power supply for the station's own needs.

Таким образом, повышается надежность работы устройства за счет обеспечения возможности управляемого низковольтного подмагничивания локальных элементов стержня магнитопровода, что снижает уровень установленной мощности электронной системы управления реактора при сохранении его функциональных возможностей, с одновременным снижением стоимости реактора.Thus, the reliability of the device increases due to the possibility of controlled low-voltage magnetization of the local elements of the core of the magnetic circuit, which reduces the installed power level of the electronic control system of the reactor while maintaining its functionality, while reducing the cost of the reactor.

Для пояснения сущности заявляемого технического решения приведены следующие схемы и чертежи.To clarify the essence of the claimed technical solution, the following diagrams and drawings are given.

На фиг. 1 показан пример реактора с независимой регулировкой реактивного тока фаз.In FIG. 1 shows an example of a reactor with independent adjustment of the reactive phase current.

На фиг. 2 показан пример реактора с синхронным регулированием реактивного тока фаз.In FIG. 2 shows an example of a reactor with synchronous regulation of the phase reactive current.

На фиг. 3 показан пример реактора с синхронным регулированием реактивного тока фаз, содержащего дополнительную компенсационную обмотку.In FIG. Figure 3 shows an example of a reactor with synchronous regulation of the reactive current of phases containing an additional compensation winding.

На фиг. 4 показаны примеры шихтовки дисков элементов стержня.In FIG. 4 shows examples of the charge of the disks of the elements of the rod.

На фиг. 5 показаны примеры общего вида элементов стержня (дисков) с каналами.In FIG. Figure 5 shows examples of a general view of rod elements (disks) with channels.

На фиг. 6 показаны примеры расположения элементов стержня, секций сетевой обмотки и управляющей обмотки в разрезе.In FIG. 6 shows examples of the arrangement of the elements of the rod, sections of the network winding and the control winding in section.

На фиг. 7 показаны примеры компоновки активной части управляемого реактора.In FIG. 7 shows examples of the layout of the active part of a controlled reactor.

Управляемый электрический реактор, который заявляется, содержит электронную систему 1 управления и электромагнитную часть, которая включает намотанные проводами секции 2 сетевой обмотки 3 и управляющей обмотки 4 в каждой из фаз реактора, а также стержневой магнитопровод 5, стержни 6 которого выполнены из элементов 7, расположенных последовательно по высоте и разделенных на две параллельные части 8, 9, соответственно, внутреннюю и внешнюю. При этом во внутренней части 8 и наружной части 9 элемента 7 стержня 6 выполнен немагнитный зазор 10, а витки проводов секций 2 сетевой обмотки 3 размещены так, что они охватывают сечение стержня 6 целиком, а витки проводов секций 2 управляющей обмотки 4 охватывают сечение стержня 6 частично.The controlled electric reactor, which is claimed, contains an electronic control system 1 and an electromagnetic part, which includes wound sections 2 of the network winding 3 and the control winding 4 in each of the phases of the reactor, as well as a core magnetic circuit 5, the rods 6 of which are made of elements 7 located sequentially in height and divided into two parallel parts 8, 9, respectively, internal and external. In this case, a non-magnetic gap 10 is made in the inner part 8 and the outer part 9 of the element 7 of the rod 6, and the turns of the wires of the sections 2 of the network winding 3 are placed so that they cover the entire cross section of the rod 6, and the turns of the wires of the sections 2 of the control winding 4 cover the cross section of the rod 6 partially.

Электронная система 1 управления содержит, по крайней мере, один управляемый источник 11 постоянного напряжения, выходные клеммы которого соединены с концами не менее одной пары секций 2 управляющей обмотки 4 в каждой из фаз реактора, и заземлены через дополнительно установленные резисторы 12.The electronic control system 1 contains at least one controlled source of constant voltage 11, the output terminals of which are connected to the ends of at least one pair of sections 2 of the control winding 4 in each of the phases of the reactor, and are grounded through additionally installed resistors 12.

Число секций 2 управляющей обмотки 4 на стержне 6 парное, а концы расположенных рядом секций 2 в управляющей обмотке 4 соединены встречно параллельно, то есть концы расположенных рядом секций в управляющей обмотке 4 соединены параллельно, а направление намотки в них - встречное. При таком соединении переменные токи, наведенные в расположенных рядом секциях 2 управляющей обмотки 4 переменным магнитным полем сетевой обмотки 3, имеют встречное направление, а постоянные токи от управляемого источника 11 постоянного напряжения являются одинаково направленными.The number of sections 2 of the control winding 4 on the rod 6 is paired, and the ends of the adjacent sections 2 in the control winding 4 are connected in parallel, that is, the ends of the adjacent sections in the control winding 4 are connected in parallel, and the direction of winding in them is oncoming. With this connection, the alternating currents induced in adjacent sections 2 of the control winding 4 by the alternating magnetic field of the network winding 3 have a counter direction, and the direct currents from the controlled constant voltage source 11 are equally directed.

По крайней мере, один элемент 7 стержня 6 реактора выполнен в виде не менее одного диска 13 из радиально шихтованных по периметру пластин электротехнической стали, при этом секции 2 управляющей обмотки 4 расположены внутри элемента 7 стержня 6, а секции сетевой обмотки 3 - снаружи элемента 7 стержня 6. Элемент 7 стержня 6, выполненный в виде диска 13, отделен от других элементов стержня 6 немагнитными зазорами 10, как во внешней части 9, так и во внутренней части 8, и имеет, по крайней мере, один канал 14 от внутренней части 8 диска 13 до внешней части 9.At least one element 7 of the rod 6 of the reactor is made in the form of at least one disk 13 from plates of electrical steel radially lined around the perimeter, while sections 2 of the control winding 4 are located inside element 7 of the rod 6, and sections of the network winding 3 are outside of element 7 rod 6. The element 7 of the rod 6, made in the form of a disk 13, is separated from other elements of the rod 6 by non-magnetic gaps 10, both in the outer part 9 and in the inner part 8, and has at least one channel 14 from the inner part 8 disc 13 to the outer part 9.

Концы управляющих обмоток 4 разных фаз могут быть соединены по схеме «разомкнутый треугольник», причем разомкнутые концы соединены с управляемым источником 11 постоянного напряжения.The ends of the control windings 4 of different phases can be connected according to the "open triangle", and the open ends are connected to a controlled source 11 of a constant voltage.

На стержнях 6 магнитопровода 5 могут быть установлены дополнительные компенсационные обмотки 15, концы разных фаз которых соединены по схеме «треугольник».On the rods 6 of the magnetic circuit 5 can be installed additional compensation windings 15, the ends of the different phases of which are connected according to the "triangle".

Управляемый источник 11 постоянного напряжения может содержать последовательно соединенные трансформатор 16 питания полупроводникового преобразователя 17, полупроводниковый преобразователь 17 с блоком 18 защиты от перенапряжений на входе и автономную систему 19 автоматического управления.The controlled constant voltage source 11 may comprise a series-connected power transformer 16 of the semiconductor converter 17, a semiconductor converter 17 with an input overvoltage protection unit 18, and an autonomous automatic control system 19.

Компенсационные обмотки 15 или сетевые обмотки 3 каждой фазы могут содержать дополнительные отводы 20, соединенные с трансформатором питания управляемого источника 11 постоянного напряжения, расположенные внутри электромагнитной системы реактора или на ее внешней поверхности.Compensation windings 15 or network windings 3 of each phase may contain additional taps 20 connected to a power transformer of a controlled constant voltage source 11 located inside the electromagnetic system of the reactor or on its external surface.

Фиг. 1 иллюстрирует пример схемы трехфазного (фазы А, В, С) реактора по заявленному техническому решению, содержащего на стержне 6 магнитопровода 5 каждой фазы сетевую обмотку 3 и управляющую обмотку 4. Стержень 6 каждой фазы состоит из четырех последовательно расположенных по вертикали элементов 7, разделенных на две параллельные части - внутреннюю часть 8 и внешнюю часть 9. Элементы 7 стержня 6 отделены друг от друга немагнитными зазорами 10 во внутренней и внешней частях 8, 9, соответственно. Сетевая обмотка 3 состоит из четырех секций 2, соединенных последовательно сверху вниз. Начало направлений намотки витков секций 2 показано на фиг. 1 в виде точек. Секции 2 сетевой обмотки 3 охватывают внутренние и внешние части 8, 9 элементов 7 стержня 6. Концы (X, Y, Z) сетевой обмотки 3 разных фаз соединены по схеме «звезда» и заземлены в общей точке. Управляющая обмотка 4 в каждой фазе состоит из четырех секций 2, которые попарно (первая со второй и третья с четвертой) соединены встречно параллельно. Между собой эти пары соединены последовательно. Секции 2 сетевой обмотки 3 охватывают только внутренние части 8 элементов 7 стержня 6. К началам (а, в, с) и концам (x, y, z) управляющих обмоток 4 разных фаз присоединены три управляемых источника 11 постоянного напряжения. На фиг. 1 клеммы «+» и «-» управляемых источников 11 заземлены через резисторы 12. Такое подключение обеспечивает независимое пофазное регулирование тока реактора.FIG. 1 illustrates an example of a three-phase (phase A, B, C) reactor circuit according to the claimed technical solution, comprising a network winding 3 and a control winding 4 on the core 6 of the magnetic circuit 5 of each phase 4. The core 6 of each phase consists of four elements 7 sequentially arranged vertically separated into two parallel parts - the inner part 8 and the outer part 9. The elements 7 of the rod 6 are separated from each other by non-magnetic gaps 10 in the inner and outer parts 8, 9, respectively. The network winding 3 consists of four sections 2 connected in series from top to bottom. The beginning of the winding directions of the turns of sections 2 is shown in FIG. 1 in the form of dots. Sections 2 of the network winding 3 cover the internal and external parts 8, 9 of the elements 7 of the rod 6. The ends (X, Y, Z) of the network winding 3 of different phases are connected according to the "star" scheme and are grounded at a common point. The control winding 4 in each phase consists of four sections 2, which are paired (the first with the second and the third with the fourth) counterclockwise connected. Between themselves, these pairs are connected in series. Section 2 of the network winding 3 covers only the inner parts 8 of the elements 7 of the rod 6. To the beginnings (a, b, c) and ends (x, y, z) of the control windings 4 of different phases are connected three controlled sources 11 of constant voltage. In FIG. 1 terminals “+” and “-” of controlled sources 11 are grounded through resistors 12. Such a connection provides independent phase-wise regulation of the reactor current.

Фиг. 2 иллюстрирует второй пример схемы трехфазного (фазы А, В, С) реактора по заявленному техническому решению, содержащего на стержне 6 магнитопровода 5 каждой фазы сетевую обмотку 3 и управляющую обмотку 4. Стержень 6 каждой фазы состоит из четырех последовательно расположенных по вертикали элементов 7, разделенных на внутреннюю и внешнюю параллельные части 8, 9, соответственно. Элементы 7 стержня 6 отделены друг от друга немагнитными зазорами 10 во внешней и внутренней частях 8, 9, соответственно. Сетевая обмотка 3 состоит из четырех секций 2, попарно соединенных последовательно сверху вниз (первая секция 2 соединена последовательно со второй, а третья секция 2-е четвертой). Между собой пары секций 2 соединены параллельно. Начало направлений намотки витков секций 2 показано на фиг. 2 в виде точек. Секции 2 сетевой обмотки 3 охватывают внутренние и внешние части 8, 9 элементов 7 стержня 6. Концы (X, Y, Z) сетевой обмотки 3 разных фаз соединены по схеме «звезда» и заземлены в общей точке. Управляющая обмотка 4 в каждой фазе состоит из восьми секций 2, которые состоят из двух групп, соединенных встречно параллельно. В первую группу входят четыре секции 2, расположенные на внутренних частях 8 элементов 7 стержня 6, а во вторую группу входят четыре секции 2, охватывающие секции 2 первой группы. Секции 2 управляющей обмотки 4 охватывают только внутренние части 8 элементов 7 стержня 6. Начало (а, в, с) и концы (x, y, z) управляющих обмоток 4 разных фаз соединены по схеме «открытый треугольник», в разрыв которого присоединены выходы «+» и «-» одного управляемого источника 11, заземленные через резисторы 12. Такое подключение обеспечивает синхронное регулирование тока реактора в каждой из фаз.FIG. 2 illustrates a second example of a three-phase (phase A, B, C) reactor circuit according to the claimed technical solution, comprising a network winding 3 and a control winding 4 on the core 6 of the magnetic circuit 5 of each phase 4. The core 6 of each phase consists of four elements 7 successively arranged vertically divided into inner and outer parallel parts 8, 9, respectively. Elements 7 of the rod 6 are separated from each other by non-magnetic gaps 10 in the outer and inner parts 8, 9, respectively. The network winding 3 consists of four sections 2, pairwise connected in series from top to bottom (the first section 2 is connected in series with the second, and the third section is the second fourth). Between themselves pairs of sections 2 are connected in parallel. The beginning of the winding directions of the turns of sections 2 is shown in FIG. 2 in the form of dots. Sections 2 of the network winding 3 cover the internal and external parts 8, 9 of the elements 7 of the rod 6. The ends (X, Y, Z) of the network winding 3 of different phases are connected according to the "star" scheme and are grounded at a common point. The control winding 4 in each phase consists of eight sections 2, which consist of two groups connected in opposite directions. The first group includes four sections 2 located on the inner parts 8 of the elements 7 of the rod 6, and the second group includes four sections 2, covering sections 2 of the first group. Sections 2 of the control winding 4 cover only the internal parts 8 of the elements 7 of the rod 6. The beginning (a, c, c) and the ends (x, y, z) of the control windings 4 of different phases are connected according to the “open triangle” circuit, into the gap of which the outputs are connected "+" And "-" of one controlled source 11, grounded through resistors 12. Such a connection provides synchronous regulation of the reactor current in each phase.

Фиг. 3 иллюстрирует третий пример схемы трехфазного реактора по заявленному техническому решению, содержащего все элементы магнитопровода 5, сетевой обмотки 3 и управляющей обмотки 4, аналогично показанному на фиг. 2, но содержащего на стержне 6 магнитопровода 5 каждой фазы дополнительную компенсационную обмотку 15. На фиг. 3 компенсационная обмотка 15 состоит из четырех последовательно соединенных секций, охватывающих элементы 7 магнитопровода 5, и секции 2 управляющей обмотки 4. Начало (аk, вk, ck) и концы (xk, yk, zk) компенсационных обмоток 15 разных фаз соединены по схеме «треугольник».FIG. 3 illustrates a third example of a three-phase reactor circuit according to the claimed technical solution, containing all elements of the magnetic circuit 5, the network winding 3 and the control winding 4, similarly to that shown in FIG. 2, but containing an additional compensation winding 15 on the core 6 of the magnetic circuit 5 of each phase. FIG. 3, the compensation winding 15 consists of four series-connected sections, covering the elements 7 of the magnetic circuit 5, and sections 2 of the control winding 4. The beginning (a k , k , c k ) and the ends (x k , y k , z k ) of the compensation windings 15 different phases are connected according to the "triangle".

Вершины «треугольника» компенсационной обмотки 15, как показано на фиг. 3, с помощью дополнительных отводов 20 присоединены к трансформатору 16 питания полупроводникового преобразователя 17, который преобразует переменный ток компенсационной обмотки 15 в ток управляющей обмотки 4. Управление значением тока обмотки 4 осуществляется по сигналам автономной системы 19 автоматического управления. Для защиты от перенапряжений полупроводникового преобразователя 17 его вход соединен с блоком 18 защиты от перенапряжений.The vertices of the “triangle” of the compensation winding 15, as shown in FIG. 3, using additional taps 20 are connected to the power transformer 16 of the semiconductor converter 17, which converts the alternating current of the compensation winding 15 into the current of the control winding 4. The value of the winding 4 is controlled by the signals of the autonomous automatic control system 19. For overvoltage protection of the semiconductor converter 17, its input is connected to the overvoltage protection unit 18.

Такое исполнение управляемого источника 11 постоянного напряжения обеспечивает автономность эксплуатации реактора без использования сети собственных нужд подстанции.This embodiment of the controlled constant voltage source 11 provides autonomous operation of the reactor without using the substation's own needs network.

В качестве полупроводникового преобразователя 17 можно использовать тиристорный мост, выполненный на базе регулируемых фазой угла включения управляемых тиристоров. При этом на тиристорах выбирается ток до 2000-3000 А. При необходимой мощности реакторов, устанавливаемых в высоковольтных сетях (110 кВ и выше), от 10000 кВА до 200000 кВА, в заявленном устройстве установленная мощность управляемого источника 11 постоянного напряжения составит от 5% до 10% установленной мощности реактора, а не 100%, как в прототипе.As a semiconductor converter 17, you can use the thyristor bridge, made on the basis of phase-controlled angle of the controlled thyristors. In this case, a thyristor selects a current of up to 2000-3000 A. With the required power of reactors installed in high-voltage networks (110 kV and above) from 10,000 kVA to 200,000 kVA, the installed power of a controlled source of constant voltage 11 in the claimed device will be from 5% to 10% of the installed capacity of the reactor, and not 100%, as in the prototype.

В качестве блока 18 защиты от перенапряжений можно использовать ограничители перенапряжений, выпускаемые промышленностью. За счет схемы соединения секций 2 управляющей обмотки 4, которая использована в заявляемом устройстве, напряжение на концах управляющей обмотки 4, наведенное переменным магнитным потоком, низкое. Поэтому можно использовать ограничители перенапряжений на напряжение до 1 кВ - 5 кВ.As block 18 surge protection, you can use surge arresters manufactured by the industry. Due to the connection scheme of the sections 2 of the control winding 4, which is used in the inventive device, the voltage at the ends of the control winding 4 induced by an alternating magnetic flux is low. Therefore, surge suppressors up to 1 kV - 5 kV can be used.

В качестве автономной системы 19 автоматического управления можно использовать микропроцессорное устройство, соединенное с полупроводниковым преобразователем 17 и измерительными трансформаторами 21 напряжения и трансформаторами 22 тока, которые измеряют напряжение в точке подключения реактора и ток сетевой обмотки 3 каждой фазы реактора. Соединение может осуществляться с помощью медных кабелей (при передаче аналоговых сигналов) или с помощью оптоволоконных кабелей и беспроводной связи (при передаче цифровых сигналов). Программное обеспечение автономной системы 19 автоматического управления, содержащее, например, компьютер, контроллеры, микропроцессоры, обеспечивает в режиме реального времени анализ фактически измеренных значений напряжения в точке подключения реактора и тока сетевой обмотки 3. При этом выполняется оценка отклонения этих данных от установленных заранее допустимых значений. Вырабатываются сигналы, регулирующие фазы включения управляемых тиристоров полупроводникового преобразователя 17. Аналогичные автономные системы 19 автоматического управления изготавливаются в промышленности и используются в энергетике.As an autonomous automatic control system 19, a microprocessor device connected to a semiconductor converter 17 and voltage measuring transformers 21 and current transformers 22, which measure the voltage at the connection point of the reactor and the current of the network winding 3 of each reactor phase, can be used. The connection can be made using copper cables (when transmitting analog signals) or using fiber optic cables and wireless (when transmitting digital signals). The software of the autonomous automatic control system 19, containing, for example, a computer, controllers, microprocessors, provides real-time analysis of actually measured voltage values at the connection point of the reactor and the current of the network winding 3. In this case, the deviation of these data from the predetermined acceptable values is estimated . Signals are generated that regulate the switching phases of the controlled thyristors of the semiconductor converter 17. Similar autonomous automatic control systems 19 are manufactured in industry and used in the energy sector.

Фиг. 4 иллюстрирует различные примеры выполнения элементов 7 магнитопровода 5 в виде радиальных шихтованных дисков 13. На фиг. 4а показан элемент, собранный и склеенный из четырех отдельных частей, состоящих из радиально шихтованных пластин: внутренней вертикальной части 8, внешней вертикальной части 9, нижней горизонтальной части и верхней горизонтальной части. При такой сборке получается диск, имеющий внутри полость. В эту полость, при сборке, перед установкой и склеиванием верхней горизонтальной части диска 13 устанавливают секции 2 управляющей обмотки 4. На фиг. 4b показан элемент, у которого, в отличие от элемента, показанного на фиг. 4а, есть несколько вертикальных частей, отделенных друг от друга немагнитными зазорами 10. На фиг. 4b показан элемент, у которого четыре внутренние и четыре внешние вертикальные части. В полость, образовавшуюся между вертикальными и горизонтальными частями, при сборке элемента также устанавливаются секции 2 управляющей обмотки 4.FIG. 4 illustrates various examples of the implementation of the elements 7 of the magnetic circuit 5 in the form of radial charge disks 13. In FIG. 4a shows an element assembled and glued from four separate parts consisting of radially laden plates: the inner vertical part 8, the outer vertical part 9, the lower horizontal part and the upper horizontal part. With this assembly, a disk is obtained having a cavity inside. In this cavity, during assembly, before installation and gluing of the upper horizontal part of the disk 13, sections 2 of the control winding 4 are installed. FIG. 4b shows an element in which, unlike the element shown in FIG. 4a, there are several vertical parts separated by non-magnetic gaps 10. In FIG. 4b shows an element in which there are four inner and four outer vertical parts. In the cavity formed between the vertical and horizontal parts, during assembly of the element, sections 2 of the control winding 4 are also installed.

На фиг. 4с и фиг. 4d показаны элементы магнитопровода 5, аналогичные элементам магнитопровода 5, показанным на фиг. 4а и фиг. 4b, но собранные не из изготовленных отдельно частей, а из шихтованных пластин в каждом радиальном сечении. На фиг. 4с показано выполнение вертикальных и нижней горизонтальной частей в виде пластин, шихтованных в радиальных сечениях диска по схеме с косым стыком.In FIG. 4c and FIG. 4d shows the elements of the magnetic circuit 5 similar to the elements of the magnetic circuit 5 shown in FIG. 4a and FIG. 4b, but not assembled from separately manufactured parts, but from laminated plates in each radial section. In FIG. 4c shows the implementation of the vertical and lower horizontal parts in the form of plates, laden in the radial sections of the disk according to the scheme with an oblique joint.

На фиг. 4d показано выполнение вертикальных и нижней горизонтальной частей диска 13 в виде целостных пластин п-образной формы.In FIG. 4d shows the implementation of the vertical and lower horizontal parts of the disk 13 in the form of integral p-shaped plates.

На фиг. 5 показан общий вид элементов магнитопровода 5 в виде дисков 13 в сборе. На фиг. 5а показано выполнение двух отдельных дисков 13, каждый из которых может быть выполнен по схеме шихтовки, показанной на фиг. 4а, или фиг. 4с, или фиг. 4d. Диски 13 разделены немагнитным зазором 10. На фиг. 5b показано выполнение составного диска 13 с четырьмя внешними и четырьмя внутренними вертикальными частями 8, 9, который выполнен по схеме, приведенной на фиг. 4b. В дисках 13 могут быть выполнены каналы 14 для прохода масла, охлаждающего секции 2 управляющей обмотки 4, расположенные внутри элементов 7 стержня 6 и, при необходимости, для вывода концов секций 2 управляющей обмотки 4. Каналы 14 могут располагаться на вертикальных или горизонтальных частях дисков 13. Эти локальные каналы 14 формируют при изготовлении соответствующих частей диска 13 за счет уменьшения размеров шихтуемых пластин или их отдаления в отдельных секторах частей диска 13. Начала намотки витков секций 2 управляющей обмотки 4, расположенные внутри дисков 13 стержня 6, на фиг. 5а обозначены, как a1 и а2, концы намотки секций 2 обозначены как x1 и х2 соответственно, для первой и второй секций 2. Секции 2 управляющей обмотки 4, как показано на фиг. 5b, соединены между собою внутри элемента 7 стержня 6. Наружу, через каналы 14, выведены начала (a1) и концы (x1) витков группы секций 2 управляющей обмотки 4.In FIG. 5 shows a General view of the elements of the magnetic circuit 5 in the form of disks 13 Assembly. In FIG. 5a shows the implementation of two separate disks 13, each of which can be made according to the batch scheme shown in FIG. 4a, or FIG. 4c, or FIG. 4d. The disks 13 are separated by a non-magnetic gap 10. In FIG. 5b shows a composite disk 13 with four outer and four inner vertical parts 8, 9, which is made according to the circuit shown in FIG. 4b. In the disks 13, channels 14 can be provided for the passage of oil, cooling sections 2 of the control winding 4, located inside the elements 7 of the rod 6 and, if necessary, for outputting the ends of the sections 2 of the control winding 4. The channels 14 can be located on the vertical or horizontal parts of the disks 13 These local channels 14 are formed in the manufacture of the corresponding parts of the disk 13 by reducing the size of the charge plates or their distance in separate sectors of the parts of the disk 13. The beginning of the winding of the turns of sections 2 of the control winding 4, located e disks 13 inside the rod 6, FIG. 5a are designated as a1 and a2, the ends of the winding of sections 2 are designated as x1 and x2, respectively, for the first and second sections 2. Sections 2 of the control winding 4, as shown in FIG. 5b are connected to each other inside the element 7 of the rod 6. Outside, through the channels 14, the beginning (a1) and the ends (x1) of the turns of the group of sections 2 of the control winding 4 are output.

Подробнее расположение частей дисков 13 элементов 7 стержня 6, секций 2 сетевой обмотки 3 и управляющей обмотки 4 иллюстрирует фиг. 6, где показан вид элементов 7 магнитопровода 5 в виде дисков 13 в разрезе. На фиг. 6 показаны элементы 7 стержней 6 магнитопровода 5 в виде дисков 13, секции 2 управляющей обмотки 4, расположенные внутри этих дисков 13, секции 2 сетевой обмотки 3, расположенные снаружи этих дисков 13. Начала секций 2 по направлению намотки на фиг. 6 обозначены: A1, А2, A3, А4 для сетевой обмотки 3 и a1, а2, а3, а4 для управляющей обмотки 4. Концы секций 2 по направлению намотки на фиг. 6 обозначены: X1, Х2, Х3, Х4 для сетевой обмотки 3 и x1, х2, x3, х4 для управляющей обмотки 4. Различные направления переменного тока в секциях 2 обмоток отмечены кругами. На фиг. 6а показано выполнение устройства, содержащего две секции 2 управляющей обмотки 4, каждая из которых расположена внутри отдельных дисков 13 и две секции 2 сетевой обмотки 3.The arrangement of parts of the disks 13 of the elements 7 of the rod 6, sections 2 of the network winding 3 and the control winding 4 is illustrated in more detail in FIG. 6, which shows a sectional view of the elements 7 of the magnetic circuit 5 in the form of disks 13. In FIG. 6 shows the elements 7 of the rods 6 of the magnetic circuit 5 in the form of disks 13, sections 2 of the control winding 4 located inside these disks 13, sections 2 of the network winding 3 located outside these disks 13. The beginning of sections 2 in the direction of winding in FIG. 6 are designated: A1, A2, A3, A4 for the network winding 3 and a1, a2, a3, a4 for the control winding 4. The ends of the sections 2 in the direction of winding in FIG. 6 are indicated: X1, X2, X3, X4 for the network winding 3 and x1, x2, x3, x4 for the control winding 4. Different directions of alternating current in sections 2 of the windings are marked by circles. In FIG. 6a shows an embodiment of a device comprising two sections 2 of a control winding 4, each of which is located inside separate disks 13 and two sections 2 of the network winding 3.

На фиг. 6b показано выполнение устройства, содержащего четыре секции 2 управляющей обмотки 4, которые расположены внутри элемента, собранного из четырех вертикальных внутренних дисков 13, четырех вертикальных внешних дисков 13, верхнего и нижнего горизонтальных дисков 13. Начала a1, а2, а3, а4 управляющей обмотки 4 и концы x1, х2, x3, х4 управляющей обмотки 4 в таком исполнении должны быть соединены между собой попарно встречно параллельно, как было показано на фиг. 1. В этом случае ток в этих секциях 2, наведенный переменным магнитным полем от тока сетевой обмотки 3, будет иметь различное направление в рядом расположенных по высоте секциях 2 управляющей обмотки 4. При этом начала A1, А2, A3, А4 и концы X1, Х2, X3, Х4 секций 2 сетевой обмотки 3 можно соединить, как последовательно так и параллельно.In FIG. 6b shows an embodiment of a device comprising four sections 2 of a control winding 4, which are located inside an element assembled from four vertical internal disks 13, four vertical external disks 13, upper and lower horizontal disks 13. Starts a1, a2, a3, a4 of the control winding 4 and the ends x1, x2, x3, x4 of the control winding 4 in this design must be interconnected in pairs counterclockwise in parallel, as shown in FIG. 1. In this case, the current in these sections 2, induced by an alternating magnetic field from the current of the network winding 3, will have a different direction in the adjacent sections 2 of the control winding 4. The beginning A1, A2, A3, A4 and the ends X1, X2, X3, X4 sections 2 of the network winding 3 can be connected, both in series and in parallel.

На фиг. 6с представлено устройство, отличающееся от устройства, показанного на фиг. 6b, наличием восьми секций 2 управляющей обмотки 4, разделенных на две группы и расположенных концентрично по четыре секции 2 в каждой группе. Секции 2 внутри группы соединены последовательно, а между группами - встречно параллельно, как показано на схеме фиг. 2. При этом направления тока, наведенного переменным магнитным полем сетевой обмотки 3, будут иметь различное направление в рядом расположенных в радиальном направлении секциях 2 управляющей обмотки 4.In FIG. 6c shows a device different from the device shown in FIG. 6b, by the presence of eight sections 2 of the control winding 4, divided into two groups and arranged concentrically with four sections 2 in each group. Sections 2 within the group are connected in series, and between the groups are counter-parallel, as shown in the diagram of FIG. 2. In this case, the directions of the current induced by the alternating magnetic field of the network winding 3 will have a different direction in the adjacent radially arranged sections 2 of the control winding 4.

Фиг. 7 иллюстрирует различное исполнение компоновки активной части реактора по заявляемому техническому решению. На фиг. 7 показана схема магнитопровода 5 трехфазного реактора, содержащего три стержня 6, два вертикальных боковых ярма и горизонтальные ярма. Ярма собраны из пластин электротехнической стали по одной из известных схем шихтовки, например, по схеме с косым стыком пластин. Каждый стержень 6 состоит из нескольких последовательно расположенных по высоте элементов 7. Крайние элементы 7 выполнены в виде радиальных шихтованных дисков 13, обычных для конструкций высоковольтных реакторов, а другие - в виде радиальных шихтованных дисков 13, содержащих внутри секции 2 управляющей обмотки 4 (конструкция диска фиг. 4, фиг. 5). Секции 2 управляющей обмотки 4 охватывают только внутренние вертикальные части дисков 13, а секции 2 сетевой обмотки 3 охватывают как внутренние, так и внешние части. Элементы 7 стержня 6 отделены немагнитными зазорами 10, которые могут выполняться известными способами, например, с помощью керамических дистанционных прокладок. Секции 2 сетевой обмотки 3, показанные на фиг. 7, соединенные последовательно. Сетевая обмотка 3 имеет ввод с конца Начало намотки сетевых обмоток 3 разных фаз обозначены А, В, С, а концы X, У, Z. Концы могут быть соединены, например, по схеме «звезда», как показано на фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3. Секции 2 управляющей обмотки 4, показанной на фиг. 7, соединены попарно по высоте встречно параллельно, аналогично показанному на фиг. 6а или фиг. 6b. Секции 2 управляющей обмотки 4, показанные на фиг. 7b, соединены по группам встречно параллельно, аналогично фиг. 6с.FIG. 7 illustrates a different embodiment of the layout of the active part of the reactor according to the claimed technical solution. In FIG. 7 shows a diagram of a magnetic circuit 5 of a three-phase reactor containing three rods 6, two vertical side yokes and horizontal yokes. The yokes are assembled from plates of electrical steel according to one of the known charge schemes, for example, according to the scheme with the oblique junction of the plates. Each rod 6 consists of several elements sequentially arranged along the height 7. The extreme elements 7 are made in the form of radial charge disks 13, typical for high-voltage reactor designs, and the others are in the form of radial charge disks 13 containing inside the section 2 of the control winding 4 (disk design Fig. 4, Fig. 5). Sections 2 of the control winding 4 cover only the internal vertical parts of the disks 13, and sections 2 of the network winding 3 cover both internal and external parts. The elements 7 of the rod 6 are separated by non-magnetic gaps 10, which can be performed by known methods, for example, using ceramic spacers. Section 2 of the network winding 3 shown in FIG. 7 connected in series. The network winding 3 has an input from the end. The beginning of the winding of the network windings 3 of different phases is indicated by A, B, C, and the ends X, Y, Z. The ends can be connected, for example, according to the star pattern, as shown in FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3. Section 2 of the control winding 4 shown in FIG. 7 are connected in pairs in height opposite in parallel, similar to that shown in FIG. 6a or FIG. 6b. Sections 2 of the control winding 4 shown in FIG. 7b are connected in groups in opposite directions, similarly to FIG. 6s

Концы управляющих обмоток 4 разных фаз обозначены на фиг. 7 строчными буквами а, в, с и x, y, z. Эти концы подключаются к клеммам «+» и «-» управляемого источника 11 постоянного напряжения, например, по схемам фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3.The ends of the control windings 4 of different phases are indicated in FIG. 7 lowercase letters a, b, c and x, y, z. These ends are connected to the “+” and “-” terminals of the controlled constant voltage source 11, for example, according to the diagrams of FIG. 1, FIG. 2, FIG. 3.

Управляемый электрический реактор работает следующим образом.Managed electric reactor operates as follows.

Сетевые обмотки 3 (см. фиг. 7) каждой фазы реактора подключают к соответствующим фазам электрической сети. Концы этих обмоток, как правило, соединяют по схеме «звезда» и заземляют (фиг. 1, фиг. 2, фиг. 3). В витках секций 2 сетевой обмотки 3 после такого соединения протекает переменный ток. Концы секций 2 управляющей обмотки 4 «а, в, с, x, y, z» подключают к управляемому источнику 11 постоянного напряжения (фиг. 1, фиг. 2). Затем их заземляют с помощью резисторов 12 (фиг. 1, фиг. 2). Питание управляемого источника 11 постоянного напряжения осуществляют или от сети собственных нужд станции, или от обмоток электромагнитной части реактора (фиг. 3). В секциях 2 (фиг. 7) управляющей обмотки 4 после этого протекает переменный ток, наведенный магнитным полем тока сетевой обмотки 3. Встречно параллельное соединение пар (фиг. 7а) или групп (фиг. 7b) секций 2 управляющей обмотки 4 обеспечивает то, что этот наведенный переменный ток практически равен нулю.The network windings 3 (see Fig. 7) of each phase of the reactor are connected to the corresponding phases of the electrical network. The ends of these windings, as a rule, are connected according to the "star" scheme and ground (Fig. 1, Fig. 2, Fig. 3). In the turns of the sections 2 of the network winding 3, after such a connection, an alternating current flows. The ends of the sections 2 of the control winding 4 "a, b, c, x, y, z" are connected to a controlled constant voltage source 11 (Fig. 1, Fig. 2). Then they are grounded using resistors 12 (Fig. 1, Fig. 2). The supply of the controlled constant voltage source 11 is carried out either from the auxiliary needs network of the station or from the windings of the electromagnetic part of the reactor (Fig. 3). After that, in sections 2 (Fig. 7) of the control winding 4, an alternating current flows, induced by the magnetic field of the current of the network winding 3. The counter-parallel connection of pairs (Fig. 7a) or groups (Fig. 7b) of sections 2 of the control winding 4 ensures that this induced alternating current is practically zero.

В случае, когда напряжение управляемого источника И постоянного напряжения (фиг. 1, фиг. 2) равно нулю (режим холостого хода), в управляющей обмотке 4 (фиг. 7) постоянный ток также равен нулю. В этом режиме заявленное устройство работает как обычный шунтирующий реактор с немагнитными зазорами (фиг. 7). При этом ток сетевой обмотки 3 (фиг. 7) создает магнитный поток, у которого индукция магнитного поля имеет осевую Во и радиальную Br составляющие. Осевая составляющая индукции Во проходит по элементам 7 стержня 6 так, что ее значения в вертикальных внешних частях 9 и вертикальных внутренних частях 8 практически одинаковы. Активным сечением стержня 6 магнитопровода 5 является сумма активных сечений вертикальных внешних частей 9 и вертикальных внутренних частей 8 элемента 7 стержня 6 магнитопровода 5. Радиальная составляющая индукции Br этого магнитного поля входит в боковую шихтованную поверхность внешней части 9 элемента 7 и не создает дополнительные потери в стержне 6 магнитопровода 5. Значение осевой составляющей Во в стержне 6 выбирается так, что пластины электротехнической стали элементов 7 стержня 6 не насыщены. В этом случае магнитная проницаемость электротехнической стали и индуктивность сетевой обмотки 3 достигает максимального значения для конкретной геометрии и числа витков сетевой обмотки 3, а так же, для конкретных размеров элементов 7 стержня 6 магнитопровода 5 и немагнитных зазоров 10 между ними.In the case when the voltage of the controlled source AND constant voltage (Fig. 1, Fig. 2) is equal to zero (idle mode), in the control winding 4 (Fig. 7) the direct current is also equal to zero. In this mode, the claimed device operates as a conventional shunt reactor with non-magnetic gaps (Fig. 7). In this case, the current of the network winding 3 (Fig. 7) creates a magnetic flux in which the magnetic field induction has axial B0 and radial Br components. The axial component of the induction In passes through the elements 7 of the rod 6 so that its values in the vertical outer parts 9 and the vertical inner parts 8 are almost the same. The active section of the core 6 of the magnetic circuit 5 is the sum of the active sections of the vertical outer parts 9 and the vertical internal parts 8 of the element 7 of the core 6 of the magnetic core 5. The radial component of the induction Br of this magnetic field enters the lateral surface of the charge of the outer part 9 of the element 7 and does not create additional losses in the core 6 of the magnetic circuit 5. The value of the axial component In in the rod 6 is selected so that the electrical steel plates of the elements 7 of the rod 6 are not saturated. In this case, the magnetic permeability of electrical steel and the inductance of the network winding 3 reaches a maximum value for a particular geometry and the number of turns of the network winding 3, as well as for the specific sizes of the elements 7 of the rod 6 of the magnetic circuit 5 and non-magnetic gaps 10 between them.

В случае необходимости изменения потребляемой мощности и, соответственно, тока реактора по сигналам автономной системы 19 автоматического управления (фиг. 3) изменяется напряжение, вырабатываемое управляемым источником 11 (фиг. 1, фиг. 2) постоянного напряжения, и по виткам секций 2 управляющей обмотки 4 течет ток. Этот ток создает в элементах 7 стержня 6 магнитопровода 5 дополнительный магнитный поток, проходящий по вертикальным и горизонтальным частям элементов 7 стержня 6. Величина индукции Вт этого дополнительного магнитного потока (потока подмагничивания) зависит от величины тока, вырабатываемого управляемым источником 11 постоянного напряжения, конкретной геометрии и числа витков секций 2 сетевой обмотки 3, а так же конкретных размеров элементов 7 стержня 6 магнитопровода 5 и немагнитных зазоров 10 между ними. При этом, результирующий магнитный поток - сумма потоков переменного магнитного поля секций 2 сетевой обмотки 3 и постоянного магнитного поля секций 2 управляющей обмотки 4 во внешних 8 и внутренних 9 вертикальных частях элементов 7 стержней 6 магнитопровода 5 будет разной. Величина индукции Bs этого результирующего потока будет меняться во внешних 8 и внутренних 9 вертикальных частях элементов 7 каждый полупериод частоты переменного магнитного поля Во секций 2 сетевой обмотки 3. Индукция Bs будет равна или сумме индукций (Bo+Bm) или их разности (Bo-Bm), в зависимости от направления индукции переменного магнитного поля Во. Если ток в секциях 2 управляющей обмотки 4 достигает такого значения, при котором величина индукции Bm такова, что сумма Bs=(Bo+Bm) превышает величину индукции Bn насыщения электротехнической стали (Bn=2,0-2,2 тесла), то магнитная проницаемость соответствующего вертикального участка резко уменьшается.If necessary, change the power consumption and, accordingly, the reactor current according to the signals of the autonomous automatic control system 19 (Fig. 3), the voltage generated by the controlled voltage source 11 (Fig. 1, Fig. 2) of the direct voltage and the turns of the sections of the control winding are changed 4 current flows. This current creates in the elements 7 of the rod 6 of the magnetic circuit 5 an additional magnetic flux passing through the vertical and horizontal parts of the elements 7 of the rod 6. The magnitude of the induction W of this additional magnetic flux (magnetization flux) depends on the current generated by the controlled source 11 of a constant voltage, specific geometry and the number of turns of sections 2 of the network winding 3, as well as the specific sizes of the elements 7 of the rod 6 of the magnetic circuit 5 and non-magnetic gaps 10 between them. At the same time, the resulting magnetic flux - the sum of the fluxes of the alternating magnetic field of the sections 2 of the network winding 3 and the constant magnetic field of the sections 2 of the control winding 4 in the external 8 and internal 9 vertical parts of the elements 7 of the rods 6 of the magnetic circuit 5 will be different. The magnitude of the induction Bs of this resulting stream will vary in the outer 8 and inner 9 vertical parts of the elements 7 each half-period of the frequency of the alternating magnetic field In sections 2 of the network winding 3. Induction Bs will be equal to either the sum of the inductions (Bo + Bm) or their difference (Bo-Bm ), depending on the direction of induction of the alternating magnetic field Bo. If the current in sections 2 of the control winding 4 reaches a value such that the magnitude of the induction Bm is such that the sum Bs = (Bo + Bm) exceeds the magnitude of the induction Bn of saturation of electrical steel (Bn = 2.0-2.2 Tesla), then the magnetic the permeability of the corresponding vertical section decreases sharply.

Режим, при котором в течении всего полупериода частоты переменного магнитного поля Bo во внутренней 8 и внешней 9 вертикальных частях элементов 7 стержней 6 суммарная индукция Bs=(Bo+Bm) больше величины индукции Bn технического насыщения электротехнической стали, а величина разницы (Bo-Bm) меньше Bn, далее называется режимом «полупериодного насыщения». Активное сечение элемента 7 стержня 6 в режиме «полупериодного насыщения» уменьшается на величину площади сечения соответствующего вертикального участка элемента 7 стержня 6. Такие изменения приводят к резкому уменьшению индуктивности сетевой обмотки 3 и, соответственно, росту потребляемого реактором тока.The mode in which during the entire half-period of the frequency of the alternating magnetic field Bo in the inner 8 and outer 9 vertical parts of the elements 7 of the rods 6, the total induction Bs = (Bo + Bm) is greater than the magnitude of the induction Bn of technical saturation of electrical steel, and the difference (Bo-Bm ) is less than Bn, hereinafter referred to as the “half-period saturation” mode. The active section of the element 7 of the rod 6 in the "half-period saturation" mode is reduced by the cross-sectional area of the corresponding vertical portion of the element 7 of the rod 6. Such changes lead to a sharp decrease in the inductance of the network winding 3 and, accordingly, an increase in the current consumed by the reactor.

При дальнейшем увеличении постоянного напряжения и тока в секциях 2 управляющей обмотки 4, соответственно возрастет результирующая индукция магнитного поля Bs, проходящая по горизонтальным частям элемента 7 стержня 6. Поскольку в горизонтальных частях индукции Во и Вт направлены практически перпендикулярно друг другу, то электротехническая сталь в горизонтальных участках насытится, когда результирующая индукция в них Bs, приблизительно равная корню квадратному из суммы квадратов индукций Во и Bm, будет превышать индукцию насыщения стали Bn. Величина результирующей индукции Bs в горизонтальных участках элементов 7 стержня 6 не зависит от изменения полупериодов основной гармоники. Режим, при котором, в дополнение к режиму полупериодного насыщения одного из вертикальных участков, происходит насыщение горизонтальных участков элементов 7 стержня 6 магнитопровода 5, в течении всего полупериода частоты магнитного поля Во, далее будет называться режимом «полупериоднного продольно поперечного подмагничивания».With a further increase in the direct voltage and current in sections 2 of the control winding 4, the resulting magnetic field induction Bs increases accordingly, passing along the horizontal parts of the element 7 of the rod 6. Since in the horizontal parts of the induction, Vo and W are directed almost perpendicular to each other, electrical steel in horizontal sections becomes saturated when the resulting induction Bs in them, approximately equal to the square root of the sum of the squares of the inductions B0 and Bm, exceeds the saturation induction of steel B n The value of the resulting induction Bs in the horizontal sections of the elements 7 of the rod 6 does not depend on the change in the half-periods of the fundamental harmonic. The mode in which, in addition to the half-period saturation mode of one of the vertical sections, the horizontal sections of the elements 7 of the rod 6 of the magnetic circuit 5 are saturated, throughout the entire half-period of the frequency of the magnetic field V0, hereinafter it will be called the “half-periodically longitudinal transverse magnetization” mode.

В этом режиме, дополнительно к режиму полупериодного насыщения, резко уменьшается величина магнитной проницаемости горизонтальных участков элементов 7 стержня 6 и индуктивность сетевой обмотки 3 дополнительно уменьшается, а ток в ней дополнительно увеличивается.In this mode, in addition to the half-period saturation mode, the magnetic permeability of the horizontal sections of the elements 7 of the rod 6 decreases sharply and the inductance of the network winding 3 is further reduced, and the current in it is further increased.

При дальнейшем, довольно значительном, увеличении постоянного напряжения и тока в секциях 2 управляющей обмотки 4 можно добиться такой величины результирующей индукции Bs, когда все вертикальные и горизонтальные участки элементов 7 стержня 6 магнитопровода 5 будут насыщены в течении всего полупериода частоты переменного магнитного поля Во. Такой режим называется дальше режимом «полнопериодного насыщения». В этом режиме магнитная проницаемость элементов 7 стержня 6 и индуктивность сетевой обмотки 3 еще больше уменьшатся, а потребляемый ток еще больше увеличится.With a further, rather significant, increase in the direct voltage and current in sections 2 of the control winding 4, one can achieve a value of the resulting induction Bs, when all vertical and horizontal sections of the elements 7 of the rod 6 of the magnetic circuit 5 will be saturated throughout the entire half-period of the frequency of the alternating magnetic field Bo. This mode is hereinafter referred to as the “full-period saturation” mode. In this mode, the magnetic permeability of the elements 7 of the rod 6 and the inductance of the network winding 3 will decrease even more, and the current consumption will increase even more.

Уменьшение тока в секциях 2 управляющей обмотки 4 с помощью регулируемого источника 11 постоянного напряжения, подключенного к этим секциям 2, приводит к обратному процессу размагничивания. При этом относительная магнитная проницаемость соответствующих участков элементов 7 стержня 6 магнитопровода 5 изменяется от десятков тысяч в режиме холостого хода до нескольких единиц в режиме «полнопериодного насыщения». Изменение магнитной проницаемости элементов 7 стержня 6 магнитопровода 5 приводит к изменению индуктивности сетевой обмотки 3 и, следовательно, к изменению потребляемой реактором реактивной мощности.The decrease in current in sections 2 of the control winding 4 using an adjustable source 11 of a constant voltage connected to these sections 2, leads to the reverse process of demagnetization. In this case, the relative magnetic permeability of the corresponding sections of the elements 7 of the rod 6 of the magnetic circuit 5 varies from tens of thousands in idle mode to several units in the "full-period saturation" mode. The change in the magnetic permeability of the elements 7 of the rod 6 of the magnetic circuit 5 leads to a change in the inductance of the network winding 3 and, consequently, to a change in the reactive power consumed by the reactor.

Значительное, до одного-двух десятков, уменьшение относительной магнитной проницаемости элементов 7 стержня 6 магнитопровода 5 происходит уже при переходе от режима холостого хода к режиму «полупериодного насыщения» и к режиму «полупериодного продольно поперечного подмагничивания». Этот переход можно обеспечить при мощности управляемого источника 11 постоянного напряжения, равной от 5% до 10% установленной мощности реактора. Дальнейший переход к режиму «полнопериодного насыщения» требует значительного увеличения мощности управляемого источника 11 постоянного напряжения. При этом относительная магнитная проницаемость элементов 7 стержня 6 изменяется незначительно (от одного-двух десятков до нескольких единиц). В связи с этим рабочий диапазон изменения тока в секциях 2 управляющей обмотки 4 в заявленном устройстве выбирается в диапазоне от значений тока в одном из режимов «полупериодного насыщения» (в большинстве случае этот режим выбирается номинальным) до значений этого тока в режиме холостого хода. При этом изменение тока в сетевой обмотке 3 и ее индуктивности происходит в большом диапазоне, при малой установленной мощности управляемого источника 11 постоянного напряжения (от 5% до 10% номинальной установленной мощности реактора). Кроме того, при необходимости можно увеличить напряжение управляемого источника 11 постоянного напряжения на короткое время, обеспечив форсированный режим подмагничивания или размагничивания.A significant, up to one or two dozen, decrease in the relative magnetic permeability of the elements 7 of the rod 6 of the magnetic circuit 5 occurs already during the transition from the idle mode to the "half-period saturation" mode and to the "half-period longitudinal transverse magnetization" mode. This transition can be achieved with the power of a controlled source 11 of a constant voltage equal to 5% to 10% of the installed capacity of the reactor. Further transition to the “full-period saturation” mode requires a significant increase in the power of the controlled constant voltage source 11. Moreover, the relative magnetic permeability of the elements 7 of the rod 6 varies slightly (from one to two dozen to several units). In this regard, the operating range of the current change in sections 2 of the control winding 4 in the claimed device is selected in the range from the current values in one of the "half-period saturation" modes (in most cases, this mode is selected nominal) to the values of this current in idle mode. In this case, the change in current in the network winding 3 and its inductance occurs in a wide range, with a small installed power of a controlled constant voltage source 11 (from 5% to 10% of the rated installed power of the reactor). In addition, if necessary, you can increase the voltage of the controlled DC source 11 for a short time, providing a forced mode of magnetization or demagnetization.

В заявленном устройстве достигается основной технический результат: обеспечивается возможность управляемого низковольтного подмагничивания локальных элементов стержня магнитопровода, что снижает уровень установленной мощности электронной системы управления реактором при сохранении его функциональных возможностей, за счет чего повышается надежность работы устройства с одновременным снижением стоимости реактора.In the claimed device, the main technical result is achieved: the possibility of controlled low-voltage magnetization of the local elements of the core of the magnetic circuit is ensured, which reduces the installed power level of the electronic reactor control system while maintaining its functionality, thereby increasing the reliability of the device while reducing the cost of the reactor.

С помощью заявляемого реактора можно решать различные проблемы электрических сетей - компенсацию реактивной мощности сети, стабилизацию напряжения в точке подключения реактора к сети, снижение потерь в сети и другие.Using the inventive reactor, it is possible to solve various problems of electric networks - compensation of the reactive power of the network, voltage stabilization at the point of connection of the reactor to the network, reduction of losses in the network, and others.

Заявляемое техническое решение может быть изготовлено на существующем оборудовании с использованием известных материалов и средств, что подтверждает промышленную применимость заявленного устройства.The claimed technical solution can be manufactured on existing equipment using known materials and means, which confirms the industrial applicability of the claimed device.

Claims (5)

1. Управляемый электрический реактор, содержащий электронную систему управления и электромагнитную часть, включающую в каждой из фаз реактора сетевую и управляющую обмотки, состоящие из намотанных проводами секций, а также стержневой магнитопровод, стержни которого выполнены из элементов, расположенных последовательно по высоте и разделенных на две параллельные части - внутреннюю и внешнюю, при этом во внешней части каждого элемента стержня выполнен немагнитный зазор, витки проводов секций сетевой обмотки охватывают сечение стержня целиком, а витки проводов секций управляющей обмотки охватывают сечение стержня частично, отличающийся тем, что число секций управляющей обмотки на стержне парное, концы расположенных рядом секций в управляющей обмотке соединены параллельно, а направление намотки в них - встречное, параллельные части по крайней мере одного элемента стержня реактора выполнены в виде дисков из радиально шихтованных по периметру пластин электротехнической стали, отделенных от других элементов стержня немагнитными зазорами, как во внешней, так и во внутренней частях, при этом секции управляющей обмотки расположены внутри внешнего диска, а секции сетевой обмотки расположены снаружи внешнего диска, электронная система управления выполнена в виде по крайней мере одного управляемого источника постоянного напряжения, выходные клеммы которого соединены с концами по крайней мере одной пары секций управляющей обмотки.1. A controlled electric reactor containing an electronic control system and an electromagnetic part, including in each phase of the reactor a network and a control winding, consisting of sections wound with wires, as well as a core magnetic core, the rods of which are made of elements arranged sequentially in height and divided into two parallel parts - internal and external, while in the external part of each element of the rod a non-magnetic gap is made, the turns of wires of the sections of the network winding cover the cross section of the rod face, and the turns of the wires of the sections of the control winding partially cover the cross section of the rod, characterized in that the number of sections of the control winding on the rod is paired, the ends of adjacent sections in the control winding are connected in parallel, and the direction of winding in them is counter, parallel parts of at least one element the reactor rod is made in the form of disks of radially lined around the perimeter plates of electrical steel, separated from other elements of the rod by non-magnetic gaps, both in the external and internal parts, the sections of the control winding are located inside the external drive, and the sections of the power winding are located outside the external drive, the electronic control system is made in the form of at least one controlled constant voltage source, the output terminals of which are connected to the ends of at least one pair of sections of the control windings. 2. Управляемый электрический реактор по п. 1, отличающийся тем, что концы управляющих обмоток разных фаз соединены по схеме «разомкнутый треугольник», причем разомкнутые концы соединены с управляемым источником постоянного напряжения.2. A controlled electric reactor according to claim 1, characterized in that the ends of the control windings of the different phases are connected according to an “open triangle” circuit, the open ends being connected to a controlled constant voltage source. 3. Управляемый электрический реактор по п. 1, отличающийся тем, что на стержнях магнитопровода установлены дополнительные компенсационные обмотки, концы разных фаз которых соединены по схеме «треугольник».3. A controlled electric reactor according to claim 1, characterized in that additional compensation windings are installed on the terminals of the magnetic circuit, the ends of the different phases of which are connected in a "triangle" pattern. 4. Управляемый электрический реактор по п. 1, отличающийся тем, что управляемый источник постоянного напряжения содержит последовательно соединенные трансформатор питания полупроводникового преобразователя, полупроводниковый преобразователь с блоком защиты от перенапряжений на входе и автономную систему автоматического управления.4. A controlled electric reactor according to claim 1, characterized in that the controlled constant voltage source comprises a semiconductor converter power transformer connected in series, a semiconductor converter with an input overvoltage protection unit and an autonomous automatic control system. 5. Управляемый электрический реактор по п. 4, отличающийся тем, что компенсационные или сетевые обмотки каждой фазы содержат дополнительные отводы, соединенные с трансформатором питания управляемого источника постоянного напряжения.5. A controlled electric reactor according to claim 4, characterized in that the compensation or network windings of each phase contain additional taps connected to a power transformer of a controlled constant voltage source.
RU2018111919A 2017-07-07 2018-03-30 Controlled electric reactor RU2677681C1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
UAA201707178 2017-07-07
UAA201707178A UA118727C2 (en) 2017-07-07 2017-07-07 CONTROLLED ELECTRICAL REACTOR

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2677681C1 true RU2677681C1 (en) 2019-01-21

Family

ID=64950291

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018111919A RU2677681C1 (en) 2017-07-07 2018-03-30 Controlled electric reactor

Country Status (3)

Country Link
RU (1) RU2677681C1 (en)
UA (1) UA118727C2 (en)
WO (1) WO2019009869A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778936C1 (en) * 2022-01-10 2022-08-29 Илья Николаевич Джус Dual three-phase controlled reactor (options)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2478236C1 (en) * 2011-09-07 2013-03-27 Брянцев Михаил Александрович Controlled shunting reactor-transformer
EA018428B1 (en) * 2008-01-31 2013-07-30 Олег Александрович Кирюшатов Transformer-type controllable reactor
CN103500633A (en) * 2013-10-10 2014-01-08 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 Magnetically controlled reactor
RU2518149C2 (en) * 2012-09-18 2014-06-10 Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") Controlled reactor with three-leg core

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2132581C1 (en) * 1998-01-06 1999-06-27 Научно-технический центр Всероссийского электротехнического института им.В.И.Ленина Electric magnetization-controlled three-phase reactor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EA018428B1 (en) * 2008-01-31 2013-07-30 Олег Александрович Кирюшатов Transformer-type controllable reactor
RU2478236C1 (en) * 2011-09-07 2013-03-27 Брянцев Михаил Александрович Controlled shunting reactor-transformer
RU2518149C2 (en) * 2012-09-18 2014-06-10 Открытое Акционерное Общество "Федеральная Сетевая Компания Единой Энергетической Системы" (Оао "Фск Еэс") Controlled reactor with three-leg core
CN103500633A (en) * 2013-10-10 2014-01-08 中国船舶重工集团公司第七一二研究所 Magnetically controlled reactor

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2778936C1 (en) * 2022-01-10 2022-08-29 Илья Николаевич Джус Dual three-phase controlled reactor (options)

Also Published As

Publication number Publication date
UA118727C2 (en) 2019-02-25
WO2019009869A1 (en) 2019-01-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9589718B2 (en) Method for reducing or eliminating conducted common mode noise in a transformer
EP2888639B1 (en) Distribution transformer
EP2439756A2 (en) Multi-phase transformer
RU123598U1 (en) THREE PHASE CONTROLLED REACTOR
Zhu et al. Power transformer design practices
US2470598A (en) Transformer windings
Li et al. A high-frequency pcb-winding transformer design with medium voltage insulation for solid-state transformer
US9583252B2 (en) Transformer
RU2677681C1 (en) Controlled electric reactor
CN107086117B (en) Line frequency rotary transformer for computer tomography scanning rack
US20120075051A1 (en) Magnetic Devices and Transformer Circuits Made Therewith
CN106504869B (en) Intermediate frequency transformer and semiconductor converter with intermediate frequency transformer
RU2567870C1 (en) Transformer with three-phase and circular windings
RU2584821C1 (en) Controlled electric reactor with transverse magnetisation
RU2645752C1 (en) Shunting reactor with compensation-control winding
Azizian et al. Calculating leakage inductances of split-windings in dry-type traction transformers
Chaw et al. Design comparison for rectangular and round winding distribution transformer (1000 kVA)
RU189077U1 (en) Cascade Power Transformer
CN112655059B (en) Leakage reactance plate for power transformer
US2696586A (en) Constant current regulator
RU2666551C1 (en) Reactor-transformer for thyristor compensator
RU2659820C1 (en) Seven-rod three-phase magnified reactor
JP2723322B2 (en) Transformer for cyclo converter
Gao et al. Design of A 50-kW Medium Frequency Medium Voltage Transformer for 10-kV SiC-Based Dual Active Bridge Converter
SU797023A1 (en) Three-phase single-cycle ac-to-dc voltage converter