RU27970U1

RU27970U1 - Управляемый шунтирующий реактор

Info

Publication number: RU27970U1
Application number: RU2002128838/20U
Authority: RU
Inventors: Г.Н. Александров
Original assignee: Александров Георгий Николаевич
Priority date: 2002-11-04
Filing date: 2002-11-04
Publication date: 2003-02-27

Abstract

1. Управляемый шунтирующий реактор, содержащий замкнутый магнитопровод без воздушных зазоров, коаксиально расположенные сетевую обмотку, обмотку управления и компенсационную обмотку, размещенную между ними, управляемые блоки, устройства ограничения высших гармонических в токе реактора, в котором торцевые части обмоток сверху и снизу прикрыты магнитными шунтами, отличающийся тем, что сверху и снизу прикрыто и межобмоточное пространство секторными шунтами, улавливающими магнитный поток рассеяния и направляющими его к ярмам магнитопровода, суммарное сечение магнитопровода превышает сечение стержней магнитопровода и выбрано из условиягде ∑F- суммарное сечение ярем магнитопровода, F- сечение стержней магнитопровода, а- толщина сетевой обмотки, а- толщина обмотки управления, a- толщина зазора между сетевой обмоткой и обмоткой управления.2. Управляемый шунтирующий реактор по п.1, отличающийся тем, что управляемые блоки выполнены в виде вакуумного выключателя.3. Управляемый шунтирующий реактор по п.1, отличающийся тем, что конденсатор подключен к обмоткам управления или компенсационной через вакуумный выключатель.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и электроэнергетики для использования в качестве регулируемого реактивного сопротивления.

Известен управляемый реактор для регулируемого потребления избыточной реактивной мощности, обмотка Згправления которого разделена на ряд секций, угфавляемых порознь. Кроме усложнения конструкции обмотки управления этот реактор имеет число большое число витков, усложняющих конструкцию реактора, требует большое число изоляционных выводов на крышке бака изолятора. (Патент Российской Федеращш № 2065654, МПК; Н01 F 29/02, 1996г.).

Известен управляемый шунтируювосий реактор, который содержш- магнитопровод без воздушных зазоров, основную обмотку, управляюЕоую обмотку, управляемые блоки, торцевые части обмоток реактора сверху и снизу прикрыты магнитными шунтами, а компенсационная обмотка расположена между основной обмоткой и управляющей обмоткой (см. заявку № WO 97/20328 А1, H01F 37/00, 1997, с.З, с.7 абз.З, с.9 абз.З, с.Ю абз.2 снизу, с.12 абз.1, с. 13 абз.2, фиг. 1-6, всего 29 стр., прототип)..

Педостатком прототипа является наличие высшрьх гармонических в токе реактора (5°, 7° и др..), сложность пофазного управления реактором, повышенный расход электротехнической стали, потери мощности из-за высоких полей рассеяния.

Данная полезная модель устраняет указанные недостатки.

реактора до уровня, допустимого для эксплуатации в электрических сетях; обеспечение возможности пофазного управления реактором, снижеьше расхода электротехнической стали, уменьшение времени отклика реактора до 10 мсек., компактность, сьшжение полей рассеяния магнитного поля.

Технический результат достигается тем, что в управляющем шунтирующем реакторе, содержащем замкнутый магнитопровод без воздушных зазоров, коаксиально расположенные сетевую обмотку, обмотку управления и компенсационную обмотку, размещеьшую между ними, управляемые блоки, торцевые части обмоток реактора сверху и снизу прикрыгы магнитными шунтами, сверху и снизу прикрыто и межобмоточное пространство ступенчатыми шунтами, улавливаюпщми магнитный поток рассеяния и направляюпщми его к ярмам магнитопровода, суммарное сечение магнитопровода превьппает сечение стержней магнитопровода и выбрано из условия:

YF «i2+-V

где:

Fл,+а,

cmf, I 2

F, - суммарное сечеьше ярем магнитопровода, F - сечение

стержней магнитопровода, ai - толщина сетевой обмотки, а2 толщина обмотки управления, ai2 - толщина зазора между сетевой обмоткой и обмоткойуправления.

К компенсационной обмотке подключён конденсатор для обеспечения емкостного тока через сетевую обмотку при разомкнутой обмотке управления. Управляющий блок выполнен в виде вакуумного выключателя, конденсатор подключён к компенсационной обмотке через вакуумный выключатель. Сущность полезной модели поясняется на фигурах.

а,+а,

Фиг. 1 - принципиальная электрическая схема управляющего шунтирующего реактора, где: 1 - сетевая обмотка, 2 компенсационная обмотка, 3 - обмотка управления 4 - тиристорный блок управления, 5 - дроссель фильтра третьей гармоники, 6 конденсатор фильтра третьей гармоники, 7,8,9 - конденсаторы фильтров 5°, Т, 11° гармоник, 10,11,12 - дроссели фильтров 5°, Т, 11° гармоник, 13 - вакуумный выключатель, 14 - конденсатор, 15 - вакуумный выключатель (аварийный).

Фиг.2- схема расположения обмоток магнитопровода, где: 1 - сетевая обмотка, 2 - компенсационная обмотка, 3 - обмотка управлеьшя, 16 - стержень магнитопровода, 17 - ярмо, 18 магнитный П1унт.

На фиг.З - показан фрагмент расположения шунта, где 1 основная обмотка, 17- схематичное изображение ярма, 16 схематичное изображение стержня, 18- магнитный шунт.

На фиг.4 - схематично изображен поперечный разрез реактора для иллюстрации пластинчато-секторного исполнения магнитного шунта, где 1 - основная обмотка, 17- схематичное изображение ярма, 16 - схематичное изображение стержня, 18 - магнитный шунт.

На фиг.З- представлена схема управления шунтирующего реактора с использованием вакуумных выключателей, где: 1 сетевая обмотка, 3 - обмотка управления, 15 - вакуумньп выключатель.

На фиг.6,5а представлены электрические схемы регулирования токов управляемого шунтирующего реактора в емкостном режиме, где: 1 - сетевая обмотка, 2 - компенсационная обмотка, 3 - обмотка управления, 14,21 - конденсатор (батарея конденсаторов), 15,21 - вакуумный выключатель цепи обмотки управления (при

использовании тиристорного блока 4 этот выключатель используется в качестве аварийного), 19 - вакуумный выключатель

Устройство работает следующим образом.

Дроссели 10,11,12 и соответственно конденсаторы 7,8,9 являются парами, составляющими фильтр соответственно для 5°, 7°, 11° гармоник. При необходимости кратковременного увеличения тока в сетевой обмотке 1 сверх номинального (например, на время переходного процесса после коммутации линейного выключателя для ограничения коммутационных перенапряжений) необходимо замкнуть компенсационную обмотку 2 вакуумным выключателем 13, что приводит к уменьшению индуктивного сопротивления реактора на 25 ч- 40 %.

В случае использования в качестве управляющих блоков вакуумных выключателей фиг.4,5,5а управляемый щунтирующдй реактор работает только на двух значениях тока в сетевой обмотке 1 минимальном - при разомкнутом вакуумном выключателе 15 и максимальном - (номинальный ток) при замкнутом вакуумном выключателе 15. При этом выспше гармонические в токе реактора отсутствуют. Отсутствие высших гармонических позволяет исключить использование компенсационной обмотки 2. Схема такого управляемого шунтирующего реактора приведена на фиг. 5.

При необходимости расширения диапазона регулирования тока реактора в сторону емкостного тока (фиг. 5,5 а) к компенсационной обмотке 2 подключают конденсаторы 14,21 (батарею конденсаторов) через вакуумный выключатель 19,21. При разомкнутом вакуумном выключателе 15 обмотки управления 3 и замкнутом вакуумном выключателе 19,21 в цепи компенсационной обмотки 2 в сетевой обмотке 1 протекает емкостной ток, зависящий только от величины ёмкости конденсаторов 14,21.

при замкнутой обмотке управления 3 магнитный поток вытесняется из стержней магнитопровода 16 в пространство между сетевой обмоткой 1 и обмоткой управления 3 и частично в пространство, занимаемое этими обмотками, поскольку напряжение короткого замыкания равно или близко к его рабочему напряжению. Выходя из области расположения обмоток, магнитный поток может проникать в конструктивные элементы реактора (стяжные балки ярем, обмотки, крышку, днище и стенки бака), перегревать эти элементы, что приводит к потерям мощности реактора. Для устранения этого эффекта предусмотрена установка магнитных шунтов 18, прикрывающих сверху и снизу торцевые части обмоток реактора и межобмоточное пространство (фиг.3,4). Шунты 18 разделены на четьфе одинаковые сектора (фиг. 4), примыкающих к ярму 17 с двух сторон. Все сектора шунтов 18 представляют собой пакеты из параллельных .гшстов электротехнической стали. Секторные шунты 18 обеспечивают практическую параллельность магнитных линий по всей высоте обмоток реактора и в пространстве между ними, что исключает перегрев крайних витков обмоток и упрощает расчет всей магнитной системы реактора. По этим пинтам 18 магнитный поток на выходе из межобмоточного пространства направляется к ярмам 17 и замыкается в них. В результате потери мощности уменьшаются и составляют не более 10% от суммарных потерь мощности реактора.

Обязательным условием для снижения потерь мощности реактора, компактности реактора является условие конструктивного выполнения его элементов:

УГ «12+I / а, +а.

f,- суммарное сечение ярем магнитопровода,

Рст - сечение стержней магнитопровода,

ai - толщина сетевой обмотки,

а2 - толщина обмотки управления,

ai2 - толпщна зазора между сетевой обмоткой и

обмоткой управления.

Наличие магнитных шунтов, улавливающих больпгую часть магнитного потока, обеспечивает значительное уменьшение добавочных потерь в реакторе. В результате для мощных реакторов (50 Мвар и более) полные потери в номинальном режиме не превосходят 0,5% от их номинальной мопщости.

.3)( 6

Claims

1. Управляемый шунтирующий реактор, содержащий замкнутый магнитопровод без воздушных зазоров, коаксиально расположенные сетевую обмотку, обмотку управления и компенсационную обмотку, размещенную между ними, управляемые блоки, устройства ограничения высших гармонических в токе реактора, в котором торцевые части обмоток сверху и снизу прикрыты магнитными шунтами, отличающийся тем, что сверху и снизу прикрыто и межобмоточное пространство секторными шунтами, улавливающими магнитный поток рассеяния и направляющими его к ярмам магнитопровода, суммарное сечение магнитопровода превышает сечение стержней магнитопровода и выбрано из условия

где ∑F_я - суммарное сечение ярем магнитопровода, F_ст - сечение стержней магнитопровода, а₁ - толщина сетевой обмотки, а₂ - толщина обмотки управления, a₁₂ - толщина зазора между сетевой обмоткой и обмоткой управления.

2. Управляемый шунтирующий реактор по п.1, отличающийся тем, что управляемые блоки выполнены в виде вакуумного выключателя.

3. Управляемый шунтирующий реактор по п.1, отличающийся тем, что конденсатор подключен к обмоткам управления или компенсационной через вакуумный выключатель.