RU2846292C2 - Управляемый шунтирующий реактор - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к управляемым шунтирующим реакторам. Управляемый шунтирующий реактор содержит собранные в единую конструкцию активную часть, бак с жидким диэлектриком, устройство регулирования напряжения, вводы, расширитель, систему охлаждения, термосифонный/адсорбционный фильтр, защитные и измерительные устройства. Активная часть реактора включает взаимосвязанные остов реактора, обмотки с изоляцией и отводы. Устройство регулирования напряжения содержит монтажный фланец, бак контактора регулирования под напряжением, контакты для подсоединения ответвлений обмоток, избиратель/предизбиратель и потенциальные резисторы. Технический результат заключается в расширении арсенала средств - управляемых шунтирующих реакторов. 1 з.п. ф-лы, 8 ил.

Description

Изобретение относится к шунтирующим реакторам - статическим электромагнитным устройствам, компенсирующим реактивную мощность и снижающим напряжение в электросетях, благодаря своей индуктивности и малому активному сопротивлению. Управляемый шунтирующий реактор - устройство управляемой компенсации реактивной мощности в магистральных электрических сетях. Управляемый шунтирующий реактор относится к поперечным устройствам компенсации реактивной мощности, которые параллельно подключаются в электрическую систему в целях изменения реактивных параметров линий электропередачи (ЛЭП) переменного тока и реактивной мощности, потребляемой в системе. Управление осуществляется при помощи переключения отпаек устройства регулирования под напряжением (РПН).

Уровень техники

Из уровня техники известен управляемый шунтирующий реактор, содержащий магнитопровод, основную обмотку и управляющую обмотку с управляющими ключами, при этом управляющие ключи соединены параллельно с управляющей обмоткой, один из управляющих ключей соединен с управляющей обмоткой накоротко, а последовательно с другими управляющими ключами установлены дополнительные дроссели, ограничивающие ток в управляющей обмотке, причем магнитопровод имеет основные и боковые стержни, основные стержни имеют не менее одного разрыва, увеличивающего ток холостого хода реактора, а эффективное сечение ярем на 10-20% больше эффективного сечения основных стержней магнитопровода (см. RU 2125311 C1, опуб. 20.01.1999). При этом в патентном документе не раскрыты основные элементы реактора, их конструктивные особенности, расположение и взаимосвязь в составе реактора.

Также из уровня техники известен управляемый шунтирующий реактор-трансформатор, содержащий магнитопровод со стержнем и ярмами, сетевую обмотку, имеющую отводы и соединенную с сетью, и обмотку управления, расщепленную на несколько независимых секций, каждая из которых снабжена своим управляемым ключом, в реактор введена компенсационная обмотка, расщепленная по высоте на независимые секции и расположенная между сетевой обмоткой и обмоткой управления, сетевая обмотка выполнена из двух соединенных параллельно секций, имеющих одинаковые радиальные размеры и высоту и расположенных по высоте одна за другой, секции сетевой обмотки выполнены с левой и правой направлениями намотки, причем одни ее отводы в середине высоты стержня соединены с сетевым вводом, другие отводы на торцах обмотки - с вводом нейтрали, упомянутые независимые секции управляющей обмотки имеют одинаковые радиальные размеры и высоту и также расположены по высоте одна за другой (RU 2478236 C1, опуб. 27.03.2013). При этом в патентном документе также не раскрыты основные элементы реактора, их конструктивные особенности, расположение и взаимосвязь в составе реактора.

Из уровня техники также известен шунтирующий реактор, содержащий активную часть, бак, устройство регулирования напряжения, вводы, расширитель, систему охлаждения (см. CN 107250709 A, опуб. 13.10.2017). Данный реактор принят за прототип. При этом в патентном документе не раскрыты конструктивные особенности основных элементов, их расположение и взаимосвязь в составе реактора.

Технической задачей изобретения является создание управляемого шунтирующего реактора, имеющего основные элементы, их конструктивные особенности, расположение и взаимосвязь в составе реактора, позволяющие осуществить его назначение.

При решении технической задачи изобретением достигается технический результат, заключающийся в расширении арсенала средств - управляемых шунтирующих реакторов.

Раскрытие сущности изобретения

Изобретение представляет собой управляемый шунтирующий реактор, содержащий собранные в единую конструкцию активную часть, бак с жидким диэлектриком, устройство регулирования напряжения, вводы, расширитель, систему охлаждения, термосифонный/адсорбционный фильтр, защитные и измерительные устройства, при этом, согласно изобретению, активная часть реактора включает взаимосвязанные остов реактора, обмотки с изоляцией и отводы, а устройство регулирования напряжения содержит монтажный фланец, бак контактора регулирования под напряжением, контакты для подсоединения ответвлений обмоток, избиратель/предизбиратель и потенциальные резисторы.

Остов реактора состоит из нижней и верхней ярмовых балок, ярмовых прессующих шпилек, узла раскрепления в баке, системы подпрессовки стержней и обмоток.

Краткое описание чертежей

Сущность изобретения может быть дополнительно пояснена неограничивающими примерами, отраженными на сопроводительных фигурах 1-8, где:

Фиг. 1 - управляемый шунтирующий реактор, общий вид;

Фиг. 2 - стержень с немагнитным зазором;

Фиг. 3 - магнитная система реактора (трехфазная);

Фиг. 4 - магнитная система реактора (однофазная);

Фиг. 5 - остов с обмотками (трехфазный);

Фиг. 6 - остов с обмотками (однофазный);

Фиг. 7 - устройство регулирования под напряжением (РПН);

Фиг. 8 - пример схемы электрической принципиальной.

Осуществление изобретения

Изобретение представляет собой управляемый шунтирующий реактор - устройство управляемой компенсации реактивной мощности в магистральных электрических сетях. Управляемый шунтирующий реактор относится к поперечным устройствам компенсации реактивной мощности, которые параллельно подключаются в электрическую систему в целях изменения реактивных параметров линий электропередачи (ЛЭП) переменного тока и реактивной мощности, потребляемой в системе. Управление осуществляется при помощи переключения отпаек РПН.

Основными компонентами реактора (фиг. 1) являются:

- активная часть;

- бак (1) (заполненный жидким диэлектриком) с арматурой;

- устройство регулирования напряжения;

- вводы (7);

- расширитель (6) с гибкой оболочкой;

- система охлаждения (5);

- термосифонный/адсорбционный фильтр;

- защитные и измерительные устройства.

Реактор (фиг. 1) содержит лестницу (2), переключающее устройство РПН (3), привод моторный РПН (4).

Активная часть

Магнитная система реактора (фиг. 2-4, позиции 8 - стержни с немагнитным зазором, 9 - диск керамический, 10 - верхнее ярмо, 11 - нижнее ярмо, 12 - боковое ярмо) - комплект пластин или других элементов из электротехнической стали или другого ферромагнитного материала, собранных в определенной геометрической форме, предназначенных для локализации в нем основного магнитного поля реактора.

Магнитопровод имеет круглое или многогранное сечение в стержнях и прямоугольное (в том числе с крайними пакетами уменьшенного сечения) в верхних/нижних/боковых ярмах, и состоит из холоднокатанных листов электротехнической стали или ферромагнитного материала. Эти листы применяют с покрытием, отрезают и собирают впереплет на стыках (шихтованная система). Листы стержня собирают, скрепляют и прессуют ленточными бандажами. Листы ярма скрепляют ярмовыми балками с приспособлениями из бандажей или со шпильками. В стержнях и ярмах возможно наличие охлаждающих каналов. Для увеличения индукции реактора стержни выполняются с зазорами, образованными керамическими дисками. Стержни экранированы электростатическими экранами.

Магнитная система реактора может быть однофазной бронестержневой, а также трехфазной стрежневой и бронестержневой.

Остов (фиг. 5-6, позиции 13 - балка ярмовая нижняя, 14 - балка ярмовая верхняя, 15 - ярмовые прессующие шпильки, 16 - узел раскрепления в баке, 17 - система подпрессовки стержней и обмоток) - единая конструкция, включающая в собранном виде магнитную систему со всеми деталями, служащими для ее соединения и для крепления обмоток.

Обмотка реактора (фиг. 5-6, позиция 18 - обмотки) - совокупность витков, образующих электрическую цепь, в которой суммируются электродвижущие силы, наведенные в витках.

В трехфазном и многофазном реакторе под “обмоткой” подразумевается совокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения всех фаз, схема соединения «звезда» или «треугольник».

В однофазном реакторе под “обмоткой” подразумевается совокупность соединяемых между собой обмоток одного напряжения, расположенных на всех его стержнях.

Обмотки состоят из концентрически намотанных групп витков и опираются на ярма. Изоляция проводников состоит из электрически прочной пропитанной маслом бумаги.

Толщина бумажной изоляции определяется напряжением. При намотке обмоток простым или подразделенным проводом выполняют его транспозицию. Изоляция между обмотками и магнитопроводом или ярмом состоит из изоляционных цилиндров и формованных частей из электрокартона.

Для некоторых типов обмоток применяют емкостные кольца. В осевом направлении обмотки сжаты между прессующими сегментами (кольцами) опорами из изоляционного материала. Прессовка выполняется внутренними тягами.

Отводы - совокупность электрических проводников, служащих для соединения обмоток реактора с вводами, устройствами переключения ответвлений обмоток и другими токоведущими частями.

Активная часть реактора (фиг. 5-6, позиции 16 - верхнее раскрепление, 14 - верхняя ярмовая балка, 13 - нижняя ярмовая балка, 19 - подъемная проушина, 20 - нижнее раскрепление, 21 - прессующий брусок, 22 - отводы рег.обмотки и сетевой обмотки, 23 - переключающее устройство РПН, 24 - ZnO (варистор), 25 - изоляционные планки каркаса, 26 - трансформатор тока в нейтрали реактора) - единая конструкция, включающая в собранном виде остов реактора, обмотки с их изоляцией, отводы, части регулирующего устройства, а также все детали, служащие для их механического соединения.

Нейтральная точка обмотки ректора может собираться внутри бака реактора, а также снаружи бака.

Устройство регулирования напряжения

Устройство регулирования напряжения - устройство, предназначенное для регулирования напряжения реактора и включающее все необходимые для этого аппараты, механизмы и составные части, за исключением регулировочных обмоток (фиг.7, позиции 31 - монтажный фланец, 32 - бак контактора РПН, 33 - контакты для подсоединения ответвлений обмоток, 34 - избиратель, предизбиратель, 35 - потенциальные резисторы). Для снижения перенапряжений до допустимых для РПН значений в конструкции реактора применяются ZnO элементы (варисторы). Наличие или отсутствие варисторов определяется расчетным путем.

Количество ступеней регулирования может варироваться и зависит от глубины регулирования мощности реактора и дискретности ступеней регулирования. Пример принципиальной электрической схемы представлен на фиг. 8.

Схема регулирования мощности реактора может осуществляться как по схеме с грубым переключателем регулировки, так и по реверсивной схеме.

Описание изобретения позволяет создать управляемый шунтирующий реактор, имеющий основные элементы, их конструктивные особенности, расположение и взаимосвязь в составе реактора, позволяющие осуществить его назначение, и расширить арсенал таких средств.

Поиск по общедоступным источникам информации показал, что из уровня техники не известна и явным образом не следует вся совокупность признаков предложенного изобретения, в связи с чем изобретение соответствует условиям патентоспособности «новизна» и «изобретательский уровень».

Заявленное изобретение состоит из стандартных для этой области техники материалов и элементов, взаимосвязанных определенным образом, то есть может быть использовано в промышленности, ввиду чего изобретение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

Следует понимать, что после рассмотрения специалистом приведенного описания с примером осуществления предлагаемого изобретения, для него станут очевидными другие изменения, модификации и варианты реализации изобретения. Таким образом, все подобные изменения, модификации и варианты реализации, а также другие области применения, не имеющие расхождений с сущностью настоящего изобретения, следует считать защищенными настоящим изобретением в объеме прилагаемой формулы.

Claims (2)

1. Управляемый шунтирующий реактор, содержащий собранные в единую конструкцию активную часть, бак с жидким диэлектриком, устройство регулирования напряжения, вводы, расширитель, систему охлаждения, термосифонный/адсорбционный фильтр, защитные и измерительные устройства, отличающийся тем, что активная часть реактора включает взаимосвязанные остов реактора, стержни с немагнитным зазором, обмотки с изоляцией и отводы, подключенные к устройству регулирования напряжения, а устройство регулирования напряжения содержит монтажный фланец, бак контактора регулирования под напряжением, контакты для подсоединения ответвлений обмоток, избиратель/предизбиратель и потенциальные резисторы и выполняет функции переключения подключенных отводов обмоток и регулирование мощности реактора.

2. Управляемый шунтирующий реактор по п. 1, отличающийся тем, что остов реактора состоит из нижней и верхней ярмовых балок, ярмовых прессующих шпилек, узла раскрепления в баке, системы подпрессовки стержней и обмоток.