SU1781711A1 - Three-phase saturating reactor - Google Patents

Three-phase saturating reactor Download PDF

Info

Publication number
SU1781711A1
SU1781711A1 SU894770966A SU4770966A SU1781711A1 SU 1781711 A1 SU1781711 A1 SU 1781711A1 SU 894770966 A SU894770966 A SU 894770966A SU 4770966 A SU4770966 A SU 4770966A SU 1781711 A1 SU1781711 A1 SU 1781711A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
phase
rods
winding
coils
section
Prior art date
Application number
SU894770966A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Evgenij I Zabudskij
Yurij V Ermuraki
Georgij A Evdokunin
Sergej F Kozyrin
Original Assignee
Kishinevsk Polt Inst
Otdel Energetich Kibernet
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 Kishinevsk Polt Inst, Otdel Energetich Kibernet filed Critical Kishinevsk Polt Inst
Priority to SU894770966A priority Critical patent/SU1781711A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1781711A1 publication Critical patent/SU1781711A1/en

Links

Description

Изобретение относится к статическим ферромагнитным устройствам, предназначенным, например, для улучшения режимов работы дальних электропередач переменного тока, и обладающим возможностью непосредственного подключения к высоковольтной линии и заземления нейтрали первичной обмотки.The invention relates to static ferromagnetic devices intended, for example, to improve the operating modes of long-distance AC power transmissions, and having the ability to directly connect to the high-voltage line and ground the neutral of the primary winding.

Цель изобретения - упрощение конструкции и уменьшение материалоемкости трехфазного насыщающегося реактора за счет уменьшения числ а катушек в фазосдвигающей обмотке й уменьшения сечения каждого ярма маКййтопровода, снижение коммутационных перенапряжений путем увеличения реактивной мощности“потребляемой реактором в переходных режимах, расширение области его применения за .счет регулирования посредством внешнего воздействий потребляемой им реактивной мощности.The purpose of the invention is to simplify the design and reduce the material consumption of a three-phase saturable reactor by reducing the number of coils in the phase-shifting winding and reducing the cross-section of each yoke of the piping, reducing switching overvoltages by increasing the reactive power “consumed by the reactor in transient conditions, expanding its scope through regulation through external influences of the reactive power consumed by him.

На фиг.1 показано поперечное сечение активной части трехфазного насыщающегося реактора; на фиг,2 - частичный разрез трехфазного насыщающегося реактора; на фиг.З - схема обмоток трехфазного насыщающегося реактора; на фиг.4 - вольт-амперная характеристика (в.а.х.) статического компенсатора реактивной мощности, состоящего, из реактора и постоянно включенной шунтовой батареи конденсаторов; на фиг.5 - две продольные составляющие одного стержня с катушкой к зажимам которой подключены два тиристора; на фиг.6 естественная вольт-амперная характеристика HP и в.а.х., которая соответствует большей реактивной мощности потребляемой реактором; на фиг.7 - дополнительный совмещенный реактор-автотрансформатор, подключенный к катушке основной трехфазной обмотки; на фиг.8 - однофазный блок трехфазного насыщающегося реактора, магнйтопровод блока выполнен броневым, состоящим из трех О-образных сердечников, расположенных радиально и образующих в плане трехлучевую симметричную звезду; на фиг.9 - также один однофазный блок трехфазного насыщающегося реактора, магнитопровод блока выполнен планарным; на фиг.10 - электромагнитная схема трехфазногоуасыидающегося реактора, состоящего из трёх одинаковых модулей; на фиг.11 - поперечное сечение одного модуля реактора; на фиг.12 -- частичный разрез одного модуля реактора.Figure 1 shows a cross section of the active part of a three-phase saturable reactor; in Fig.2 is a partial section of a three-phase saturable reactor; in Fig.3 is a diagram of the windings of a three-phase saturable reactor; figure 4 - current-voltage characteristic (VAH) of a static reactive power compensator, consisting of a reactor and a constantly connected shunt capacitor bank; figure 5 - two longitudinal components of one rod with a coil to the clamps of which are connected two thyristors; Fig.6 is the natural current-voltage characteristic of HP and VAH, which corresponds to a greater reactive power consumed by the reactor; in Fig.7 - an additional combined reactor-autotransformer connected to the coil of the main three-phase winding; Fig. 8 is a single-phase block of a three-phase saturable reactor, the magnet wire of the block is armored, consisting of three O-shaped cores located radially and forming a three-beam symmetrical star in plan; figure 9 is also one single-phase block of a three-phase saturable reactor, the magnetic circuit of the block is made planar; figure 10 is an electromagnetic circuit of a three-phase saturable reactor, consisting of three identical modules; figure 11 is a cross section of one module of the reactor; 12 is a partial sectional view of one reactor module.

Трехфазный насыщающийся реактор содержит магнитосвязанный магнитопровод, основную трехфазную обмотку, компенсационную и фазосдвигающие обмотки, катушки которых расположены на стержнях (фиг.1, 2 и 3). Магнитопровод реактора состоит из девяти стержней 1, 2, 3,..., 9, которые разделены на три группы стержней. В первую группу стержней входят стержни 1, 2, 3, во вторую группу - стержни 4, 5, 6 и в третью группу - стержни 7, 8, 9. Стержни каждой группы стержней замкнуты с торцов двумя общими ярмами 10, причем сечение каждого ярма составляет 0,85 - 0,88 от суммарного сечения трех стержней одной группы. Каждая фаза основной трёхфазной обмотки состоит из одной катушки 11, фазы соединены в звезду с выведенной нулевой точкой 0. Каждая фаза компенсационной обмотки состоит из одной катушки 12, фазы соединены в треугольник, контур которого заземляется. Каждая фаза фазосдвигающей трехфазной обмотки состоит из двух параллельных ветвей, которые относительно начал аз, Ьз, сз этих фаз соединены встречно. Каждая параллельная ветвь состоит их двух катушек 13 и 14, соотношение чисел витков кбФорыХ’сё'СТавляет соответственно 0,532 : ;1. Эти пары катушек 13 и 14 соединены между собой по схеме зигзаг. Фазосдвигающая обмотка имеет две выведенные нейтрали Οι и Оз. Каждый стержень 1,3, 4, 7 и 9 охватывается концентрически двумя катушками 13 и 14, которые принадлежат различным фазам фазосдвигающей обмотки (фиг.1,2 и 3). Три катушки ^ компенсационной обмотки охватывают каждая одну иё трех групп стержней. Эти же группы стержней охватываются катушками 11 основной трехфазной обмотки (фиг.1 и 2).Three-phase saturable reactor contains a magnetically coupled magnetic circuit, the main three-phase winding, compensation and phase-shifting windings, the coils of which are located on the rods (Fig.1, 2 and 3). The magnetic core of the reactor consists of nine rods 1, 2, 3, ..., 9, which are divided into three groups of rods. The first group of rods includes rods 1, 2, 3, the second group - rods 4, 5, 6 and the third group - rods 7, 8, 9. The rods of each group of rods are closed from the ends by two common yokes 10, and the cross section of each yoke is 0.85 - 0.88 of the total cross section of three rods of the same group. Each phase of the main three-phase winding consists of one coil 11, the phases are connected to a star with the zero point 0. Each phase of the compensation winding consists of one coil 12, the phases are connected into a triangle, the circuit of which is grounded. Each phase of the phase-shifting three-phase winding consists of two parallel branches, which relative to the beginnings of az, bz, sz of these phases are connected counterclockwise. Each parallel branch consists of two coils 13 and 14, the ratio of the number of turns of kbFora X’sё'СТ is 0.532:; 1, respectively. These pairs of coils 13 and 14 are interconnected in a zigzag pattern. The phase-shifting winding has two neutral neutrals Οι and Oz. Each rod 1,3, 4, 7 and 9 is covered concentrically by two coils 13 and 14, which belong to different phases of the phase-shifting winding (Fig.1,2 and 3). Three coils ^ of the compensation winding cover each one of its three groups of rods. The same groups of rods are covered by coils 11 of the main three-phase winding (Fig.1 and 2).

Насыщающийся реактор (HP) работает, например, в схеме статического компенсатора реактивной мощности (СКРМ) следующим образом. СКРМ состоит из HP и постоянно включенной шунтовой батареи конденсаторов. Регулирование HP осуществляется путем изменения насыщения стержней магнитопровода, которое зависит от значения напряжения электрической системы по отношению к рабочему диапазону напряжений СКРМ, ограниченному точками 1 и 2 на в.а.х. СКРМ (фиг.4). Если напряжение электрической системы Ц3.с. = U1, то вся реактивная мощность Qc, генерируемая шунтовыми конденсаторами, поступает в сеть. При этом индуктивная мощность Qi, потребляемая HP, равна нулю. Сувеличением Цэ.с. часть мощности, генерируемой конденсаторами, потребляется HP. Когда Цэ.с. = Uy (Uy - напряжение уставки СКРМ), то Qc=Qi. При Us.c. > Uy HP продолжает поглощать.реактивную мощность.A saturable reactor (HP) operates, for example, in a static reactive power compensator (SCR) circuit as follows. SCRM consists of HP and a constantly-on shunt capacitor bank. HP regulation is carried out by changing the saturation of the cores of the magnetic circuit, which depends on the voltage value of the electrical system with respect to the operating voltage range of the SCRM, limited by points 1 and 2 on the A.A. SCRM (figure 4). If the voltage of the electrical system is C 3 .s. = U1, then all the reactive power Q c generated by the shunt capacitors enters the network. Moreover, the inductive power Qi consumed by HP is zero. Suvelicheniem C e .c. part of the power generated by capacitors is consumed by HP. When Tse.s. = Uy (Uy is the voltage of the SCRM setpoint), then Qc = Qi. When Us.c. > Uy HP continues to absorb reactive power.

Фазосдвигающая обмотка (катушки 13 иPhase shifting winding (coils 13 and

14, см. фиг.З) обеспечивает сдвиг векторов первых гармоник магнитного потока в стер5 жнях со смежными номерами на 40°. Компенсационная обмотка (катушки 12, см.фиг.З) отфильтровывает из индукции магнитного поля 9-ю гармонику, которая переходит в напряженность. Ток этой гармоники протекает по контуру этой обмотки в режиме короткого замыкания. Наличие фазосдвигающей и компенсационной обмоток обуславливает исключение из тока основной трехфазной обмотки (катушки 11, см. фиг.3)3,5,7,9,11,13и 15высших гармоник, а также значительное уменьшение 17 и 19 гармоник. Отсутствие в токе основной трехфазной обмотки гармоник кратных трем позволяет Заземлить нейтраль О этой обмотки и она может быть непосредственно подсоединена зажимами А, В, С к высоковольтной ЛЭП (без промежуточного трансформатора). Так как в контуре компенсационной обмотки 9-я гармоника тока короткозамкнута, то ее контур также может быть заземлен (фиг.З). Катушки 12 компенсационной обмотки отделяют физически катушки 11 основной обмотки от катушек 13 и 14 фазосдвигающей обмотки (фиг.1 и 2). При этом компенсационная обмотка служит заземленным экраном для основной обмотки и улучшает тем самым режим работы ее высоковольтной изоляции. Фазосдвигаю... щая и компенсационная обмотки, наряду с вышеуказанными функциями, могут также выполнять роль вторичной и третий обмоток, а основная обмотка роль первичной обмотки трансформатора, поэтому в разработанном, устройстве совмещены и функции реактора и функции силового трансформатора.14, see Fig. H) provides a shift of the vectors of the first harmonics of the magnetic flux in the rods with adjacent numbers by 40 °. The compensation winding (coils 12, see Fig. 3) filters out the 9th harmonic from the induction of the magnetic field, which turns into tension. The current of this harmonic flows along the circuit of this winding in the short circuit mode. The presence of phase-shifting and compensation windings causes the exclusion from the current of the main three-phase winding (coil 11, see figure 3) 3,5,7,9,11,13 and 15 higher harmonics, as well as a significant reduction of 17 and 19 harmonics. The absence in the current of the main three-phase winding of multiple harmonics of three allows you to Earth neutral About this winding and it can be directly connected by terminals A, B, C to a high-voltage power line (without an intermediate transformer). Since the 9th harmonic of the current is short-circuited in the compensation winding circuit, its circuit can also be grounded (Fig. 3). The coils 12 of the compensation winding physically separate the coils 11 of the main winding from the coils 13 and 14 of the phase-shifting winding (FIGS. 1 and 2). In this case, the compensation winding serves as a grounded shield for the main winding and thereby improves the operation mode of its high-voltage insulation. Phase shifting and compensation windings, along with the above functions, can also play the role of secondary and third windings, and the main winding is the primary winding of the transformer, therefore, in the developed device, the functions of the reactor and the functions of the power transformer are combined.

Для ограничения коммутационных перенапряжений за счет увеличения реактивной мощности реактора в переходных режимах к выведенным нейтралям Οι и Ог фазосдвигающей обмотки на которых имеет •место напряжение третьей гармоники подключается тиристор 15 (фиг.З) и осуществляется выпрямление этого напряжения. В результате по катушкам компенсационной обмотки будет протекать выпрямленный ток третьей гармоники,- который будет подмагничивать стержни 1 и 3,4 и 6,7 и 9 магнитопровода. При переходном процессе в указанном контуре подмагничивания возникает свободный магнитный поток, который также будет подмагничивать систему, что обусловит в совокупности рост потребляемой HP реактивной мощности в первые периоды переходного процесса и соответственно ограничение коммутационных перенапряжений.To limit switching overvoltages due to an increase in the reactive power of the reactor in transient conditions, the thyristor 15 is connected to the phase-shifting winding neutrals Οι and Og of the phase-shifting winding • on which the third harmonic voltage is applied (Fig. 3) and this voltage is rectified. As a result, a rectified third harmonic current will flow through the coils of the compensation winding, which will magnetize the rods 1 and 3.4 and 6.7 and 9 of the magnetic circuit. During the transient process, a free magnetic flux arises in the indicated bias circuit, which will also magnetize the system, which together will result in an increase in the reactive power consumed by HP in the first periods of the transient process and, accordingly, limitation of switching overvoltages.

По мере устранения в начале переходного процесса коммутационного перенапряжения изменяют соответствующим образом в нужный момент времени угол зажигания тиристора 15 (фиг.З) и тем самым прекращают (или уменьшают) подмагничивание магнитопровода постоянным током, а, следовательно, и потребление реактором переходной реактивной мощности (при угле зажигания тиристора 15 равном 0°, он открыт и работает как диод, при угле зажигания равном 90°, тиристор закрыт, и ток через него не протекает, что эквивалентно отсутствию тиристора).As soon as the switching overvoltage is eliminated at the beginning of the transient process, the ignition angle of the thyristor 15 is changed accordingly at the right time (Fig. 3) and thereby the magnetization of the magnetic circuit with direct current is stopped (or reduced), and, consequently, the reactor consumes transient reactive power (at the ignition angle of thyristor 15 is 0 °, it is open and works like a diode, with an ignition angle of 90 °, the thyristor is closed and no current flows through it, which is equivalent to the absence of a thyristor).

Для расширения области применения HP путем регулирования посредством внешнего воздействия потребляемой им реактивной мощности реактор имеет подмагничивающие обмотки 17, тиристоры 18 и 19 (фиг.5), разделенные на две продольные части стержни 2,5 и 8, на которых отсутствуют фазосдвигающие обмотки. Сечение одной части разделенных стержней равно сечению неразделенных стержней 1, 3, 4, 6, 7 или 9, а сечение другой части равно 0,4 0,33 сечения первой. Тиристоры 18 и 19 включены встречно-параллельно и подсоединены к выводам подмагничивающих обмоток 17, которые насажены на меньшие из частей разделенных стержней. Регулирование реактивной мощности HP посредством внешнего воздействия достигается следующим образом.To expand the scope of HP application by regulating by means of external influence the reactive power consumed by it, the reactor has magnetizing windings 17, thyristors 18 and 19 (Fig. 5), divided into two longitudinal parts, rods 2.5 and 8, on which there are no phase-shifting windings. The cross section of one part of the divided rods is equal to the cross section of the undivided rods 1, 3, 4, 6, 7 or 9, and the cross section of the other part is 0.4 0.33 of the cross section of the first. Thyristors 18 and 19 are connected counter-parallel and connected to the terminals of the magnetizing windings 17, which are mounted on the smaller parts of the divided rods. Regulation of reactive power of HP through external exposure is achieved as follows.

Если оба тиристора 18 и 19 полностью открыты (угол зажигания (регулирования) тиристоров равен 90°), то по катушкам 17 ток не протекает. При этом HP работает в точке 1 вольт-амперной характеристики, которая является естественной (фиг.6).If both thyristors 18 and 19 are fully open (the ignition (regulation) angle of the thyristors is 90 °), then no current flows through the coils 17. In this case, HP operates at point 1 of the current-voltage characteristic, which is natural (Fig.6).

Если оба тиристора 18 и 19 закрыты угол зажигания (регулирования) тиристоров равен 0°, то по катушкам 17 протекает τόκ короткого замыкания. Этот ток создает магнитное поле, направленное навстречу, в пределах меньшей продольной составляющей стержней 2, 5 й 8, магнитному полю являющемуся результатом совместного действия других обмоток'НР, что приводит к увеличению магнитной индукции в сечениях стержней магнитопровода, неохваченных катушками 17. Последнее сопровождается увеличением тока в основной трехфазной обмотке HP и переходом в точку 2 другой вольт-амперной характеристики HP (фиг.6). При этом возрастает и реактивная мощности, потребляемая HP. Изменяя угол зажигания тиристоров 18 и 19 от 90° до 0° можно регулировать реактивную мощность потребляемую HP от значения соответствующего естественной в.а.х. его до максимального значения.If both thyristors 18 and 19 are closed, the ignition (regulation) angle of thyristors is 0 °, then τόκ of a short circuit flows through coils 17. This current creates a magnetic field directed towards, within the smaller longitudinal component of the rods 2, 5 and 8, the magnetic field resulting from the combined action of other windings NR, which leads to an increase in magnetic induction in the sections of the rods of the magnetic circuit, not covered by coils 17. The latter is accompanied by an increase current in the main three-phase winding HP and the transition to point 2 of the other current-voltage characteristics of HP (Fig.6). At the same time, the reactive power consumed by HP also increases. By changing the ignition angle of thyristors 18 and 19 from 90 ° to 0 °, it is possible to adjust the reactive power consumed by HP from the value of the corresponding natural VA.h. it to the maximum value.

Вышеописанный процесс используется, например, для компенсации зарядной мощности линий электропередачи. Для этого угол зажигания тиристоров 18 и 19 необходимо установить равным[..или близким к 0°.The above process is used, for example, to compensate for the charging power of power lines. For this, the ignition angle of thyristors 18 and 19 must be set equal to [.. or close to 0 °.

Схема, представленная на фиг.5 используется также для ограничения коммутационных перенапряжений, имеющих место в начальный период переходного процесса. При переходном процессе тиристор 18 (или 19) закрыт (угол зажигания равен 90°), что равносильно его отсутствию, а тиристор 19 (или 18) открыт (угол зажигания его может регулироваться) и работает как диод (при угле зажигания равном 0°). В результатеThe circuit shown in FIG. 5 is also used to limit the switching overvoltages that occur in the initial period of the transition process. In the transient process, thyristor 18 (or 19) is closed (the ignition angle is 90 °), which is equivalent to its absence, and thyristor 19 (or 18) is open (its ignition angle can be adjusted) and acts as a diode (with an ignition angle of 0 °) . As a result

э.д.с. индуктируемая переменным магнитным полем в катушках 17 выпрямляется и по ним протекает выпрямленный ток который подмагничивает систему, а реактивная мощность, потребляемая HP при этом возрастает, что и обеспечивает ограничение коммутационных перенапряжений. Число витков в катушке 17 (фиг.5) выбирается как по условию создания м.д.с соответствующей величины, так и исходя из соображений снижения стоимости тиристорного блока. Величина поперечного сечения второй продольной составляющей стержней 2, 5 и 8 принимается, исходя из необходимости получения нужного диапазона регулирования.emf Induced by an alternating magnetic field in the coils 17 is rectified and a rectified current flows through them which magnetizes the system, and the reactive power consumed by HP increases in this case, which ensures the limitation of switching overvoltages. The number of turns in the coil 17 (Fig. 5) is selected both by the condition of creating the ppm of the corresponding value, and based on considerations of reducing the cost of the thyristor unit. The cross-sectional value of the second longitudinal component of the rods 2, 5 and 8 is adopted based on the need to obtain the desired control range.

Кроме того, для расширения области применения реактора он имеет дополнительные однофазные совмещенные реакторы-автотрансформаторы (фйг.7). При этом фазы основной обмотки (катушки 11) реактора выполнены из двух частей, между которыми к зажимам Ai и Аг, Bi и Вг, Сч.и Сг, подключены реакторы-автотрансформаторы.In addition, to expand the scope of the reactor, it has additional single-phase combined autotransformer reactors (Fig. 7). In this case, the phases of the main winding (coil 11) of the reactor are made of two parts, between which autotransformer reactors are connected to the terminals Ai and Ar, Bi and Br, Sch. and Cr.

На фиг.7 показана одна из групп стержней 1, 2 и 3 .магнитопровода HP и катушка 11 фазы А-Х основной трехфазной обмотки его (катушки компенсационной и фазосдвигающей обмоток.не показаны), которая соединена по автотрансформаторной схеме. Фазе А-Х соответствуют высшее напряжение ивн и среднее напряжение UCn. По такой же схеме соединены и другие фазы основной трехфазной обмотки (на фиг.7 они не показаны), которые соединяются между собой в звезду, а нейтраль ее заземляется. Между витками автотрансформаторной обмотки HP, которые принадлежат только первичной стороне,и витками этой обмотки, являющимися общими и для первичной и для вторичной сторон включен последовательно дополнительный автотрансформатор (ДАТ) небольшой, мощности, который совмещен с управляемым реактором, причем регулирование осуществляется посредством тиристора 23 и диодов 24 и 25. В схеме ДАТ витки катушки 20 принадлежат только первичной стороне, витки катушек 21 и 22 принадлежат и первичной и вторичной сторонам, числа витков катушек 21 и 22 взаимно равны. Коэффициенты трансформации основной обмотки реактора, которая соединена по автотрансформаторной схеме, и обмотки ДАТ равны.Figure 7 shows one of the groups of rods 1, 2 and 3. of the HP magnet line and coil 11 of phase A-X of its main three-phase winding (compensation and phase-shifting winding coils. Not shown), which is connected by an autotransformer circuit. Phase A-X correspond to the higher voltage and the HV and the average voltage U C n. Other phases of the main three-phase winding (not shown in Fig. 7) are connected in the same way, which are connected to each other in a star, and its neutral is grounded. Between the turns of the HP autotransformer winding, which belong only to the primary side, and the turns of this winding, which are common to both the primary and secondary sides, an additional autotransformer (DAT) of small power is connected in series, which is combined with a controlled reactor, and regulation is carried out by means of a thyristor 23 and diodes 24 and 25. In the DAT circuit, the turns of the coil 20 belong only to the primary side, the turns of the coils 21 and 22 belong to the primary and secondary sides, the number of turns of the coils 21 and 22 are mutually are equal. The transformation ratios of the main reactor winding, which is connected by an autotransformer circuit, and the DAT windings are equal.

Регулирование реактивной мощности реактора посредством внешнего воздействия достигается следующим образом (фиг.7). ·The regulation of the reactive power of the reactor through external action is achieved as follows (Fig.7). ·

Тиристор 23 закрыт, что эквивалентно ' его отсутствию, т.е. через тиристор ток не проходит. Когда потенциал точки Оз больше потенциала точки X (положительная полуволна), то ток I протекает по катушке 21 и диоду 24 (пс катушке 22 ток не протекает). Этот выпрямленный ток создает постоянный магнитный поток, который насыщает магнитопровод ДАТ, напряжение на обмотках последнего падает, а на обмотке HP возрастает (происходит перераспределение напряжения), а поэтому увеличивается магнитная индукция в стержнях магнитопровода HP, ток его в основной обмотке также растет и, следовательно, возрастает потребляема HP реактивная мощность.Thyristor 23 is closed, which is equivalent to its absence, i.e. no current passes through the thyristor. When the potential of the Oz point is greater than the potential of the X point (positive half-wave), then the current I flows through the coil 21 and diode 24 (no current flows through the ps coil 22). This rectified current creates a constant magnetic flux, which saturates the DAT magnetic circuit, the voltage on the windings of the latter decreases, and on the HP winding increases (voltage redistribution occurs), and therefore the magnetic induction in the terminals of the HP magnetic core increases, its current in the main winding also increases, and therefore , increases the consumed HP reactive power.

Тиристор 23 также закрыт, т.е. через тиристор ток не протекает, но потенциал точки Оз меньше потенциала точки X (отрицательная полуволна). При этом ток протекает по катушке 22 и диоду 25 (по катушке 21 ток не протекает). Этот выпрямленный ток (также как и при положительной полуволне) создает постоянный магнитный поток, насыщающий магнитопровод ДАТ. Следовательно, (как и в предыдущем случае) напряжение на обмотках последнего падает, а на обмотке HP возрастает и HP будет продолжать потреблять реактивную мощность той же величины, что и при положительной полуволне и закрытом тиристоре 23. .Thyristor 23 is also closed, i.e. no current flows through the thyristor, but the potential of the Oz point is less than the potential of the X point (negative half-wave). In this case, the current flows through the coil 22 and the diode 25 (no current flows through the coil 21). This rectified current (as well as with a positive half-wave) creates a constant magnetic flux saturating the DAT magnetic circuit. Therefore, (as in the previous case), the voltage across the windings of the latter drops, but on the winding HP increases and HP will continue to consume reactive power of the same magnitude as with the positive half-wave and closed thyristor 23..

Тиристор 23 полностью открыт, т.е. по нему может протекать ток. В этом случае при положительной полуволне ток будет протекать и по катушке 21 и по катушке 22, а также через тиристор 23 и диод 24. При отрицательной полуволне ток будет протекать через диод 25, тиристор 23, а также и по катушке 21 и по катушке 22. При положительной полуволне ток по указанным катушкам протекает в одном и том же направлении, а при отрицательной полуволне ток по этим катушкам протекает в противоположном одном и том же направлении, т.е. по катушкам 21 и 22 протекает переменный ток. Следовательно, магнитопровод ДАТ не подмагничивается постоянным по лем и напряжение на его обмотках возрастает, а на основной обмотке HP уменьшается. Уменьшается и индукция в стержнях магнитопровода HP и ток в основной обмотке его, а значит и потребляемая Η Р реактивная мощность. При изменении угла зажигания тиристора 23 от 90° до 0°, достигается плавное регулирование потребляемой HP реактивной мощности от максимального значения до некоторого минимального.Thyristor 23 is fully open, i.e. current may flow through it. In this case, with a positive half-wave, the current will flow through the coil 21 and coil 22, as well as through the thyristor 23 and diode 24. When the negative half-wave, the current will flow through the diode 25, thyristor 23, as well as through the coil 21 and coil 22 With a positive half-wave, the current flows along the indicated coils in the same direction, and with a negative half-wave the current flows along these coils in the opposite direction, that is, alternating current flows through coils 21 and 22. Therefore, the DAT magnetic circuit is not magnetized by a constant field and the voltage on its windings increases, and on the main winding HP decreases. The induction in the terminals of the magnetic core HP and the current in the main winding of it, and hence the reactive power consumed by Η P, are also reduced. When the ignition angle of thyristor 23 is changed from 90 ° to 0 °, a smooth regulation of the reactive power consumed by HP is achieved from a maximum value to a certain minimum value.

При выполнении основной обмотки реактора по автотрансформаторной схеме становится’ не нужным трансформатор с РПН, так как функцию регулирования напряжения выполняют силовой АТ, который совмещен с реактором, и дополнительный АТ (ДАТ), (фиг.7). Этот ДАТ, при открытом тиристоре 23, участвует в процессе передачи энергии с одной стороны силового АТ на другую, причем силовой АТ обеспечивает (92 - 86%) передаваемой мощности, а ДАТ соответственно (8 - 14%). Мощность ДАТ определяется необходимым диапазоном регулирования реактивной мощности.When performing the main winding of the reactor using an autotransformer circuit, the transformer with on-load tap-changer becomes ’unnecessary, since the voltage regulation function is performed by a power AT, which is combined with the reactor, and an additional AT (DAT), (Fig. 7). This DAT, with thyristor 23 open, is involved in the process of energy transfer from one side of the power AT to the other, and the power AT provides (92 - 86%) of the transmitted power, and the DAT, respectively (8 - 14%). DAT power is determined by the necessary range of reactive power regulation.

При больших мощностях трехфазный насыщающийся реактор целесообразно реализовать на основе трех однофазных одинаковых блоков. На фиг.8 показан блок с пространственным магнитопроводом, а на фиг.9 с планарным. Магнитопровод пространственной конструкции состоит из трех отдельных 0-образных сердечников, шихтованных или витых. Кроме того, эти сердечники могут быть шихтованными и магнитосвязанными общими ярмами 16, при этом пластины ярма изготовляются изогнутыми под углом 120°, причем ось изгиба параллельна оси блока. Магнитопровод планарной конструкции однофазного блока (фиг.9) состоит из. двух групп стержней (таких же, которые были рассмотрены выше, фиг.1 и 2) замкнутых общими, ярмами 10. Фаза первичной обмотки выполняется при этом из двух катушек, направление намотки этих катушек противоположно и каждая из них охватывает одну из двух групп стержней. Соединяются эти катушки параллельно так, чтобы образовывался циркулирующий магнитный поток в магнитопроводе каждого однофазного блока (фиг.9). При очень больших мощностях HP магнитопровод'планарной конструкции однофазного блока может быть выполнен для уменьшения высоты его с боковыми продольными ярмами.At high capacities, it is advisable to implement a three-phase saturable reactor on the basis of three single-phase identical blocks. In Fig.8 shows a block with a spatial magnetic circuit, and in Fig.9 with a planar. The magnetic core of a spatial design consists of three separate 0-shaped cores, lined or twisted. In addition, these cores can be lapped and magnetically connected by common yokes 16, while the yoke plates are made curved at an angle of 120 °, and the axis of the bend is parallel to the axis of the block. The magnetic circuit of the planar design of a single-phase unit (Fig.9) consists of. two groups of rods (the same as those discussed above, FIGS. 1 and 2) closed by common yokes 10. The primary winding phase is made of two coils, the direction of winding of these coils is opposite and each of them covers one of two groups of rods. These coils are connected in parallel so that a circulating magnetic flux is formed in the magnetic circuit of each single-phase unit (Fig. 9). At very high HP capacities, the magnetic core of the planar design of a single-phase unit can be made to reduce its height with lateral longitudinal yokes.

При очень больших мощностях и сверхвысоких напряжениях каждый составной стержень реактора (в него входит группа стержней 1, 2, 3 или 4, 5, 6 или 7, 8, 9, см. фиг.1, 2 и 3) с катушками 11, 12, 13, 14, целесообразно выполнить в виде бронестержневого сердечника с этими обмотками (см. соответственно модули 1, 2 и 3 на фиг.Ю). Такой бронестержневой сердечник состоит из трех стержней (например 1, 2, 3) и двух торцевых и двух боковых ярм (фиг.11 и фиг. 12). Обмотка 11 каждой фазы первичной · обмотки выполняется состоящей из трех последовательно-встречно соединённых катушек, причем, каждая из катушек охватывает поперечное сечение одного из трех стержней (например 1, 2 или 3), с точки зрения создания магнитодвижущей силы стержней данные три катушки эквивалентны одной катушке фазы первичной обмотки, охватывающей поперечные сечения составляющих одного составного стержня (см. фиг.Ю и фиг.З). Таким же образом, как и каждая фаза первичной обмотки 11, выполняется каждая фаза компенсационной обмотки 12, т.е. и она состоит из трех последовательновстречно соединенных катушек. Реактор реализованный по схеме представленной на фиг.Ю состоит из трех одинаковых модулей (конструкция одного модуля показана на фиг.11 и фиг.12), которые соединены между собой только гальванически. Очевидно, что технология изготовления серийных силовых ; автотрансформаторов (трансформаторов). Модульный принцип выполнения реактора, реализованный на фиг.8, 9, 10, 11 и 12 позволяет также существенно снизить мощность аварийного резерва. При выполнении первичной обмотки по автотрансформаторной схеме к каждой паре зажимов Ai и Аг, Bi и Вг, С) и Сг (фиг. 10) подключается дополнительный однофазный автотрансформатор. совмещенный с управляемым реактором (фиг.7).At very high powers and ultrahigh voltages, each composite reactor rod (it includes a group of rods 1, 2, 3 or 4, 5, 6 or 7, 8, 9, see Figs. 1, 2, and 3) with coils 11, 12 , 13, 14, it is advisable to perform in the form of an armored core with these windings (see, respectively, modules 1, 2 and 3 in Fig. Yu). Such an armored core consists of three rods (for example 1, 2, 3) and two end and two side yokes (Fig. 11 and Fig. 12). The winding 11 of each phase of the primary · winding is made up of three series-counter-connected coils, and each coil covers a cross section of one of the three rods (for example 1, 2 or 3), from the point of view of creating the magnetomotive force of the rods, these three coils are equivalent to one the coil of the phase of the primary winding, covering the cross sections of the components of one composite rod (see Fig. U and Fig.Z). In the same way as each phase of the primary winding 11, each phase of the compensation winding 12, i.e. and it consists of three sequentially connected coils. The reactor implemented according to the scheme shown in Fig. U consists of three identical modules (the design of one module is shown in Fig. 11 and Fig. 12), which are interconnected only galvanically. It is obvious that the manufacturing technology of serial power ; autotransformers (transformers). The modular principle of the reactor, implemented in Figs. 8, 9, 10, 11 and 12, also allows to significantly reduce the power of the emergency reserve. When performing the primary winding in an autotransformer circuit, an additional single-phase autotransformer is connected to each pair of terminals Ai and Ar, Bi and Br, C) and Cr (Fig. 10). combined with a controlled reactor (Fig.7).

Claims (5)

Формула изобретенияClaim 1. Трехфазный насыщающийся реактор, содержащий девятистержневой магнитопровод в виде трех групп по три стержня в каждой, расположенные на магнитопроводе: трехфазную основную обмотку, соединенную в звезду, и компенсационную обмотку, соединенную в треугольник, каждая из которых содержит по одной катушке на фазу,’ охватывающей группу стержней, фазосдвигающую обмотку, содержащую по несколько катушек в каждой фазе с неравными числами витков, причем каждая катушка этой обмотки охватывает один из стержней группы, отличающийся тем. что, с целью упрощения конструкции и уменьшения материалоемкости, каждая фаза фазосд’вигающей обмотки выполнена из двух одинаковых пар катушек с отношением чисел витков катушек одной пары 1:0,532, эти пары катушек, соединенные в две парал дельные ветви, включенные относительно начала фазы встречно, расположены на двух стержнях фазы, все катушки фазосдвигающей обмотки соединены по схеме двойного зигзага с двумя нейтралями, а стержни групп замкнуты двумя общими продольными ярмами.1. A three-phase saturable reactor containing a nine-core magnetic circuit in the form of three groups of three rods in each, located on the magnetic circuit: a three-phase main winding connected in a star and a compensation winding connected in a triangle, each of which contains one coil per phase, ' covering a group of rods, phase-shifting winding, containing several coils in each phase with unequal numbers of turns, each coil of this winding covering one of the rods of the group, characterized in that, in order to simplify the design and reduce material consumption, each phase of the phase-shifting winding is made of two identical pairs of coils with a ratio of the number of turns of coils of one pair 1: 0.532, these pairs of coils connected in two parallel branches, connected opposite to the beginning of the phase, located on two phase rods, all phase-shifting coils are connected in a double zigzag pattern with two neutrals, and the group rods are closed by two common longitudinal yokes. 2. Реактор по п.1,отличающийся тем, что сечение каждого ярма составляет 0,85-0,88 суммарного сечения трех стержней одной группы.2. The reactor according to claim 1, characterized in that the cross section of each yoke is 0.85-0.88 of the total cross section of three rods of the same group. 3. Реактор по пп,1 и 2, отличаю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения коммутационных перенапряжений путем увеличения реактивной мощности в переходных режимах, в него введен тиристор, включенный между нейтралями фазосдвигающей обмотки.3. The reactor according to claims 1 and 2 is distinguished by the fact that, in order to reduce switching overvoltages by increasing the reactive power in transient conditions, a thyristor is inserted into it, connected between the neutrals of the phase-shifting winding. 4. Реактор по пп.1-3,отличаю щи йс я тем, что, с целью расширения области его применения, он имеет подмагничивающие обмотки, тиристоры, разделенные на две продольные части стержни, на которых отсутствуют фазосдвигающие обмотки, причем сечение одной части разделенных стержней равно сечению неразделенных стержней, а сечение другой части равно 0,4 - 0,33 сечения первой тиристоры включены встречно параллельно и подсоединены к выводам подмагничивающих обмоток, насаженных на меньшие из частей разделенных стержней.4. The reactor according to claims 1-3, characterized in that, in order to expand the scope of its application, it has magnetizing windings, thyristors, rods divided into two longitudinal parts, on which there are no phase-shifting windings, and the cross section of one part of them is divided the rods is equal to the cross section of the undivided rods, and the cross section of the other part is equal to 0.4 - 0.33 of the first thyristor section are connected in parallel and connected to the terminals of the magnetizing windings mounted on the smaller parts of the separated rods. 5. Реактор по пп.1 -4, отличаю щи йс я тем, что, с целью расширения области его применения, он имеет однофазные управляемые реакторы-автотрансформаторы, фазы основной обмотки выполнены из двух частей, между которыми включены реакторы-автотрансформатооы.5. The reactor according to claims 1 to 4, characterized in that, in order to expand the scope of its application, it has single-phase controlled autotransformer reactors, the phases of the main winding are made of two parts, between which autotransformer reactors are connected. 1 2 3 4 5 6 7 8 91 2 3 4 5 6 7 8 9 13,14 - 13,14 т II13.14 - 13.14 t II Фиг.1Figure 1 Фиг.2Figure 2 Фиг. 4 стержень 2,5 и 8FIG. 4 rod 2.5 and 8 В продольная составляющая \ стержняIn the longitudinal component of the rod Г продольная составляющая стержняD longitudinal component of the rod Фиг.5 [Figure 5 [ J •о—J • o— AA AA 24? ife дополнительный автотрансформатор совмещенный с управляемым реактором.24? ife an additional autotransformer combined with a controlled reactor. Г ---“IG --- “I I / ; | σ >I / ; | σ> CH i 0—4— <· I ’ ICH i 0-4— <· I ’I II II S.^:· I AuS. ^ : I A u EZZ tZZ (ZZ EZZ 'CZj czd rzd ПEZZ tZZ (ZZ EZZ 'CZj czd rzd P XX Фи 2. 7Fi 2.7 Фиг. 9FIG. 9 О ОOh Oh Фиг. 10FIG. 10
SU894770966A 1989-11-13 1989-11-13 Three-phase saturating reactor SU1781711A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894770966A SU1781711A1 (en) 1989-11-13 1989-11-13 Three-phase saturating reactor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU894770966A SU1781711A1 (en) 1989-11-13 1989-11-13 Three-phase saturating reactor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1781711A1 true SU1781711A1 (en) 1992-12-15

Family

ID=21485576

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU894770966A SU1781711A1 (en) 1989-11-13 1989-11-13 Three-phase saturating reactor

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1781711A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545511C2 (en) * 2013-05-21 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") Controlled shunting reactor-autotransformer
RU2688882C1 (en) * 2018-08-27 2019-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) Controlled shunt reactor-autotransformer

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545511C2 (en) * 2013-05-21 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") Controlled shunting reactor-autotransformer
RU2688882C1 (en) * 2018-08-27 2019-05-23 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Вятский государственный университет" (ВятГУ) Controlled shunt reactor-autotransformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4837497A (en) Variable transformer, reactor and method of their control
US7432699B2 (en) Transformer with protection against direct current magnetization caused by zero sequence current
US4661763A (en) Phase shifter
Wass et al. Magnetic circuit for a controllable reactor
US6166531A (en) Three phase to single phase power protection system with multiple primaries and UPS capability
EP1456728B1 (en) Device with controllable impedance
SU1781711A1 (en) Three-phase saturating reactor
US4058761A (en) Saturated reactors
Bessho et al. Some experiments and considerations on behavior of the power converter with bridge-connected reactor circuit
EP0216500B1 (en) Electromagnetic induction apparatus
JP2005252113A (en) Voltage controlled transformer
CA1263157A (en) Rotating flux transformer
CA1175479A (en) Multi-voltage transformer input circuits with primary reactor voltage control
US4025864A (en) Direct current modulator for providing variable double frequency electrical power to a load
US3440516A (en) Transformer and capacitor apparatus for three-phase electrical systems
US3205430A (en) Three-phase line voltage regulator
SU1541681A1 (en) Three-phase controllable reactor
SU1658224A1 (en) Controllable three-phase transformer
SU851626A1 (en) Adjustable static reactive power source
US2989685A (en) Regulating transformer
US2696586A (en) Constant current regulator
SU1758684A1 (en) Controllable three-phase reactor
SU892488A1 (en) Three-phase controllable saturation choke
RU1781799C (en) Dc parametric source
US3048765A (en) Frequency multiplier system