SU1086470A1

SU1086470A1 - Three-phase adjustable inductor

Info

Publication number: SU1086470A1
Application number: SU823460416A
Authority: SU
Inventors: Сергей Евгеньевич Соколов; Шамиль Шарафович Бикташев; Виктор Александрович Трубанов
Original assignee: Алма-Атинский Энергетический Институт
Priority date: 1982-04-26
Filing date: 1982-04-26
Publication date: 1984-04-15

Abstract

ТРЕХФАЗНЫЙ УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕАКТОР, содержащий пространственный симметричный шестистержневой магни топровод с трем кольцевыми рмами, два из которых размещены по кра м стержней, а третье делит стержни магнитопровода на две части, обмотку подмагничивани и трехфазную об- мотку переменного тока, кажда фаза которой состоит из четырех параллельных ветвей, соединенных в зигзаги и размещенных на обеих част х стержней магнитопровода, причем кажда параллельна ветвь фазы обмотки состоит из двух частей, соединенных последовательно-встречно, одна з которых, преимущественно втора , соединена в звезду, отличающий с тем, что, с целью уменьшени расхода активных материалов ,и изол ции и уменьшени числа высших гармоник в токе реактора, втора часть обмотки выполнена с отводом дл заземпени и состоит из двух секций, соединенных последовательi но, причем перва часть и секции второй части каждой фазы обмотки (Л размещены на сосед..их стержн х магнитопровода , отношение числа витков одной из секций к числу витков в первой части обмотки составл ет 0,710 ,75, а отношение числа витков во второй секции к числу витков в первой части обмотки 0,25-0,29. 00 О) 4 s|THREE-PHASE CONTROLLED REACTOR containing a spatial symmetric six-core magnesium conductor with three annular frames, two of which are located along the edges of the rods, and the third divides the magnetic cores into two parts, a bias winding and a three-phase AC winding, each phase consisting of four sections. branches connected in zigzags and placed on both parts of the cores of the magnetic circuit, each parallel branch of the phase of the winding consists of two parts connected in series with one another one of which, predominantly the second, is connected into a star, distinguished so that, in order to reduce the consumption of active materials, and to isolate and reduce the number of higher harmonics in the reactor current, the second part of the winding is made with a tap for copying and consists of two sections connected in series, the first part and sections of the second part of each phase of the winding (A are placed on the neighbor ... of the magnetic cores, the ratio of the number of turns of one of the sections to the number of turns in the first part of the winding is 0.710, 75, and the ratio and the turns in the second section to the number of turns in the first winding portion 0,25-0,29. 00 O) 4 s |

Description

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в качестве плавнорегулируемого индуктивного сопротивлени , в частнос ти в качестве регулирующего элемента статического компенсатора реактивной мовщости. Известна конструкци трехфазного управл емого реактора, содержащего два отдельных шестистержнеш 1х магнитопровода , на трех стер сн х каждого из которых размещешр шесть рабочих обмоток, соединенных в зигзаг, три компенсационные обмотки, соединенные в треугольник, и обмотка управлени охватываница все три стержн ij. Недостатками этой конструкции вл ютс большой расход активных материалов и изол ции, а также низкое быст родействие. Наиболее близкой к предлагаемой вл етс конструкци трехфазного управл емого реактора, содержащего пространственный симметричный шестистержнёвой магнитопровод с трем кольцевыми рмами, два из которых, размещены по кра м стержней, а треть делит стержни магнитопровода на две части, обмотку подмагкичивани и трехфазную обмотку переменного тока кажда фаза которой состоит из четырех параллельных ветвей, соединенных в зигзаги и размещенных на обеих час |ТЯХ стержней магнитопровода, причем кажда параллельна ветвь фазы обмотки состоит из двух частей, соединенных последовательно-встречно, одн из которых, преимузцественно втора , соединена в звезду 12, Недостатками данной конструкции вл ютс повышенный расход активных (материалов и изол ции, обусловленньй 1евозможностью заземлени нейтрали реактора без нарушени условий комюнсации высших гармоник, а также ювышенное содержание высших гармоник в токе реактора. Цель изобретени - уменьшение расхода активных материалов и изсш ции и уменьшение числа высших гармоник в токе реактора. Поставленна цель достигаетс тем, что в трехфазном управл емом реакторе, содержащем хфостранственный симметричный шестистержневой магнитопровод с трем кольцевыми рмами, два из которых размещены АО кра м стержней, а третье делит стержни магнитопровода на две части , обмотку подмагничивани и трехфазную обмотку переменного тока, кажда фаза которой состоит из четырех параллельных ветвей, соединенных в зигзаги и размещенных на обеих част х стержней магнитопровода, причем кажда параллельна ветвь фазы обмотки состоит из двух частей соединенных последовательно-встречно , одна из которых, преимущественно втора , соединена в звезду, втора часть обмотки выполнена с отводом дл заземлени и состоит из двух секций, соединенных последовательно , причем перва часть и секции второй части каждой фазы обмотки размещены на соседних стержн х магнитопрсвода , отношение числа витков одной из секций к числу витков в первой части обмотки составл ет 0,71-0,75, а а отношение числа витков во второй секции к числу витков в первой части обмотки 0,25-0,29. ; На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство, Трехфазньш управл емый реактор содержит пространственный симметричный шестистержневой магнитопровод с трем кольцевыми рмами 1, два из которых размещены по кра м стержней 2, а третье делит стержни магнитопровода на две части, обмотку 3 подмагничивани и трехфазную обмотку переменного тока,, кажда фаза которой состоит из четырех параллельных ветвей, соединенных в зигзаги и размещенных на обеих част х стержней 2 магнитопровода, причем кажда параллельна -ветвь фазы обмотки состоит из двух частей, соединенных последовательно-встречно , одна из которых, преимущественно втора j соединена в звезду, выполнена с отводом 4 дл заземлени и состоит из двух секций 5 и 6, соединенных последовательно , причем перва часть 7 и секции 5 и 6 второй части каждой фазы обмотки размещены на соседних стержн х 2 магнитопровода, отношение числа витков одной из секций, например секции.5, к числу витков в первой части 7 обмотки составл ет 0,710 ,75, а отношение числа витков во второй секции, например секции 6, к числу витков в первой части 7 обмотки 0,25-0,29. .The invention relates to electrical engineering and can be used as a continuously adjustable inductive resistance, in particular as a regulating element of a static compensator reactive power. The known design of a three-phase controlled reactor containing two separate six-core 1x magnetic cores, on three lines of each of which there are six working windings connected in a zigzag, three compensatory windings connected in triangle, and a control winding encompassing all three rods ij. The disadvantages of this design are the high consumption of active materials and insulation, as well as the low response time. Closest to the proposed design is a three-phase controlled reactor containing a spatial symmetric six-core magnetic core with three annular frames, two of which are located along the edges of the rods, and a third divides the magnetic cores into two parts, an alternating current winding and a three-phase alternating current winding each phase which consists of four parallel branches connected in zigzags and placed on both parts of the magnetic core rods, each parallel branch of the winding phase consisting IT of two parts connected in series to one another, one of which is predominantly second, connected to a star 12. The disadvantages of this design are the increased consumption of active (materials and insulation, due to the possibility of grounding the neutral of the reactor without violating the conditions of higher harmonics, as well as Higher harmonic content in reactor current The purpose of the invention is to reduce the consumption of active materials and dissolve and reduce the number of higher harmonics in the reactor current. The goal is achieved by the fact that in a three-phase controlled reactor containing a thermostatic symmetric six-core magnetic circuit with three annular rmami, two of which are located at the AO edge of the rods, and the third divides the rods of the magnetic conductor into two parts, a bias winding and a three-phase AC winding, each phase which consists of four parallel branches connected in zigzags and placed on both parts of the cores of the magnetic circuit, each parallel branch of the phase of the winding consists of two parts connected in series to each other, one of which, predominantly the second, is connected to a star, the second part of the winding is made with a tap for grounding and consists of two sections connected in series, with the first part and the section of the second part of each phase of the winding placed on adjacent rods of the magnetic circuit, the ratio of the number of turns of one of the sections to the number of turns in the first part of the winding is 0.71-0.75, and the ratio of the number of turns in the second section to the number of turns in the first part of the winding 0.25-0.29. ; The drawing shows schematically the proposed device. The three-phase controlled reactor contains a spatial symmetric six-core magnetic circuit with three annular rods 1, two of which are located along the edges of the rods 2, and the third divides the rods of the magnetic conductor into two parts, the winding 3 of the magnetizing and the three-phase AC winding, , each phase of which consists of four parallel branches connected in zigzags and placed on both parts of the cores 2 of the magnetic circuit, and each parallel is a branch of the phase of the winding consists of two parts connected in series to each other, one of which, predominantly the second j is connected to a star, is made with a tap 4 for grounding and consists of two sections 5 and 6 connected in series, with the first part 7 and section 5 and 6 of the second part each phase of the winding is placed on adjacent rods x 2 of the magnetic circuit, the ratio of the number of turns of one of the sections, for example section.5, to the number of turns in the first part 7 of the winding is 0.710, 75, and the ratio of the number of turns of the second section, for example section 6, to the number of turns in the first part 7 bmotki 0,25-0,29. .

Предлагаемое устройство работает следунш им образом.The proposed device works in the following way.

Подмагничивание посто нным током магнитопровода реактора уменьшает магнитную проницаемость стали и, следовательно, индуктивное сопротивление частей и секций 5, 6 и 7 обмотки . Измен величину тока подмагничивани , можно регулировать сопротивление трехфазной обмотки, при этом направление четных гармоник тока в обмотках одноименных фаз противоположно, поэтому четные гармо НИКИ в сеть не попадангг. VThe DC biasing of the reactor magnetic core reduces the magnetic permeability of steel and, consequently, the inductive resistance of the parts and sections 5, 6 and 7 of the winding. By changing the magnitude of the bias current, it is possible to adjust the resistance of the three-phase winding, while the direction of the even harmonics of the current in the windings of the same-phase phases is opposite, therefore even harmonics of the NIKI do not get into the network. V

Указанные отношений числа витков секций 5 и 6 к первой части 7 обмотки Даны дл того, чтобы переменные магнит1п.1е потоки .в стержн х были бы сдвинуты по фазе на 15 от положени которое они имели бы при отсутствии секций других фаз. Секции и части трехфазной обмотки соедин ютб таким образом, чтобы угол сдвига на верхней половине стержней был Оы + 151 а на нижней половине стержней -15. Возможно также соединение наоборот .The indicated ratios of the number of turns of sections 5 and 6 to the first part 7 of the winding are given so that the variable magnetic fluxes in the rods will be shifted in phase by 15 from the position they would have in the absence of sections of other phases. The sections and parts of the three-phase winding are connected in such a way that the shear angle on the upper half of the rods is Oy + 151 and on the lower half of the rods -15. It is also possible to reverse the connection.

Секции обмотки 3 подмагничивани соединены в каждой половине магнитопровода как и в прототипе) через один стержень последовательно, образу на верхних и нижних половинах . стержней два встречно-параллельно включенных разомкнутых треугольни ка , причем намагничивающие силы секций обмотки подмагничивани в пределах одного, стержн направлены согласно . В результате посто нный магнитный поток подмагничивани замыкаетс по стержн м 2, верхнег гу и нижнему рмам 5. В среднем (третьем) рме . посто нный магнитный поток отсутствует .The sections of the winding 3 magnetizations are connected in each half of the magnetic circuit, as in the prototype) through one rod in series, forming in the upper and lower halves. the rods are two opposite-parallel connected open triangles, with the magnetizing forces of the bias winding sections within one, the rod is directed according to. As a result, the constant magnetic flux of the bias is closed along the rods m 2, upper and lower rods 5. On average (third) rome. no constant magnetic flux.

Компенсаци потоков рассе ни третьей гармоники осуществл етс путем замыкани токов этих гармоник в пределах обмотки подмагничивани по параллельно соединенньш треугольни1кам . The third harmonic scattering fluxes are compensated by closing the currents of these harmonics within the bias winding along parallel-connected triangles.

Компенсаци п той и седьмой гармоьшк в кривой потребл емого тока осуществл етс за счет того, что в результате сдвига магнитного потока в верхней и нижней половине стержней соответственно на +15 и -15 направление п той и седьмой гармоник в линейном токе одноименных фаз секций и частей 5, 6 и 7 в схеме оказываетс противоположным и в сеть они не попадают, В то же врем не попадает в сеть и треть гармоника тока, хот и нейтрали трехфазной обмотки заземлены. Вызвано это тем, что.сумма намагничивающих сил третьей гармоники секций 5 и 6 равна намагничивающей силе третьей гармоники первой части 7 обмоткиi так как сумма чисел витков секций 5 и 6 равна числу витков первой части 7 обмотки. Поскольку первые части 7 обмотки и секции 5 и 6 соединены последовательно и встречно, то намагничивающа сила третьей гармоники секций направлена встречно намагничивак цей силе третьей гармоники первой части обмотки и суммарна намагничивающа сила третьей гармоники соединенных последовательно секций и первых частей обмотки нулю и, следова тельно, ток третьей гармоники протекать не может. Таким образом, обмотка такого типа с приведенным выше отношением витков позвол ет од .новременно произвести как компенсацию п той и седьмой гармоник в кривой потребл емого тока, так и исключение токов .третьей гармоники The compensation of the fifth and seventh harmonic in the current consumption curve is due to the fact that as a result of a magnetic flux shear in the upper and lower half of the rods, respectively, +15 and -15, the direction of the fifth and seventh harmonics in the linear current of the same phases of the sections and parts 5, 6 and 7 in the circuit is opposite and they do not enter the network. At the same time, the third harmonic of the current does not enter the network, although the neutral of the three-phase winding is grounded. It is caused by the fact that the sum of the magnetizing forces of the third harmonic of sections 5 and 6 is equal to the magnetizing force of the third harmonic of the first winding part 7, since the sum of the numbers of turns of sections 5 and 6 equals the number of turns of the first winding part 7. Since the first parts 7 of the winding and sections 5 and 6 are connected in series and counter, the magnetizing force of the third harmonic of the sections is directed oppositely to the magnetizing force of the third harmonic of the first part of the winding and the total magnetizing force of the third harmonic of sections and the first parts of the winding connected in series to zero and, therefore, the third harmonic current cannot flow. Thus, a winding of this type with the above turn ratio allows at the same time to perform both compensation for the fifth and seventh harmonics in the current consumption curve, and the elimination of currents for the third harmonic

при заземлении нейтрали. Вместе с тем заземление нейтрали позвол ет снизить расход активных материалов и изол ции за счет того, что предельное возможное значение напр жени на нейтрали в аппаратах с заземленной нейтралью всегда меньше фазного напр жени . Это обсто тельство позвол ет рассчитывать изол цию нейтрали на меньшее напр жение (приблизительно в 2 раза), что значительно облегчает ее конструирование и уменьшает расход активных материалов и изол ции в зависимости от класса напр жени аппарата приблизительно па 20-25% по сравнению с аппаратами с изолированной нейтралью, соответственно уменьшаютс и общие габариты аппарата. Учитыва , что применение обмотки такого типа дл сдвига магнитного потока на i 1 5 по сравнению с обычным зигзагом приводит к увеличению расхода активных материалов на 2-157, (коэффициент использовани меди К при обычном зигзаге равен 0,89, при указанной обмотке ,78), обща экономи расхода актипиых материалов составл ет пор дка 10-15%.when grounding neutral. At the same time, grounding of the neutral allows reducing the consumption of active materials and insulation due to the fact that the maximum possible value of the voltage on the neutral in devices with grounded neutral is always less than the phase voltage. This circumstance makes it possible to calculate the insulation of the neutral for a lower voltage (approximately 2 times), which considerably facilitates its design and reduces the consumption of active materials and insulation depending on the voltage class of the apparatus by approximately 20-25% compared to the devices with an isolated neutral, the overall dimensions of the apparatus are accordingly reduced. Considering that the use of a winding of this type for shifting the magnetic flux by i 1 5 compared to a conventional zigzag leads to an increase in the consumption of active materials by 2-157, (the utilization rate of copper K for a normal zigzag is 0.89, with the indicated winding, 78) The overall savings in actipi materials are in the order of 10-15%.

Claims

THREE-PHASE CONTROLLED 'REACTOR, containing a spatial symmetric six-core magnetic core with three ring yokes, two of which are located at the edges of the rods, and the third divides the magnetic core rods into two parts, a magnetization winding * and a three-phase AC winding, each phase of which consists of four parallel branches connected in zigzags and placed on both parts of the cores of the magnetic circuit, and each parallel branch of the phase of the winding consists of two parts connected in series with each other, one of which, mainly the second, is connected to a star, characterized in that, in order to reduce the consumption of active materials, and to isolate and reduce the number of higher harmonics in the reactor current, the second part of the winding is made with a tap for grounding and consists of two sections connected in series, the first part and sections of the second part of each phase of the winding being placed on adjacent rods of the magnetic circuit, the ratio of the number of turns of one of the sections to the number of turns in the first part of the winding is 0.710.75, and the ratio of the number of turns in the second th section to the number of turns in the first winding portion 0,25-0,29.