WO2009096816A1 - Управляемый реактор трансформаторного типа - Google Patents
Управляемый реактор трансформаторного типа Download PDFInfo
- Publication number
- WO2009096816A1 WO2009096816A1 PCT/RU2009/000027 RU2009000027W WO2009096816A1 WO 2009096816 A1 WO2009096816 A1 WO 2009096816A1 RU 2009000027 W RU2009000027 W RU 2009000027W WO 2009096816 A1 WO2009096816 A1 WO 2009096816A1
- Authority
- WO
- WIPO (PCT)
- Prior art keywords
- winding
- cylindrical rod
- control
- rod
- transverse
- Prior art date
Links
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
Definitions
- the invention relates to the field of electric power and electrical engineering, and can be used as a static compensator for excess 5 reactive power in electric networks.
- Control currents of the control windings of the device are made of partially controlled semiconductor devices (thyristors). Higher harmonics arising during the operation of thyristors are suppressed by connecting higher harmonics filters to the compensation winding
- Known controlled shunt reactor-autotransformer containing a magnetic circuit with a main rod, yokes, two side yokes, a network winding located on the main rod, connected by an autotransformer circuit and consisting of a series winding and a common
- a compensation winding blocks controlling the current of the network winding, the main rod being divided into two longitudinal parts: a rod without air gaps and a rod with air gaps, while the rod without air gaps covers the control winding and sequential winding, and compensation
- the winding and the common winding span a rod without air gaps with said windings and a rod with air gaps.
- This device is asymmetric.
- the series winding covers the control winding, and the common winding is located on top of the compensation winding.
- the cross section of the rods without air gaps and with air gaps are made in the form of circle segments, with the compensation and common windings placed around the entire circumference, and sequential and control windings around the rod segment without air gaps.
- ring shunts are made in a shape corresponding to the cross-sectional shape of the ends of the windings protruding beyond the contours of the magnetic system.
- the output ⁇ of the network winding and the output of the connection node between the serial and common windings are connected to the power transmission via switching devices.
- the closest is a controlled transformer type reactor containing a closed magnetic circuit, a central rod located inside the closed magnetic circuit and associated with it. control winding.
- the reactor has a closed magnetic circuit without air gaps, a coaxially located network winding, a control winding and a compensation winding located between them, blocks controlling the current of the network winding, devices for limiting the higher harmonics in the current network winding, in which the end parts of the windings are covered from above and below by magnetic shunts, and the winding space between sector magnetic shunts, which capture the magnetic flux of scattering, and directs it to the yokes of the magnetic circuit, is covered from above and below
- a 2 is the thickness of the control winding; 0 ai 2 - the thickness of the gap between the network winding and the control winding.
- Vacuum circuit breakers were used as control keys of the control unit in this device, therefore, the controlled reactor operates only with two current values in the network winding: minimum - with the vacuum switch open and maximum (rated current) - with the closed 5 vacuum switch.
- the set value of the rated current of the network winding (reactor power) in this device is set by increasing the distance between the network winding and the control winding in comparison with a transformer of the same power.
- the limitations of this technical solution are: a large response time of the reactor to a change in current or voltage of the network due to the ability to work only with two values of the reactor inductance: maximum - with a J 5 open vacuum circuit breaker, and a minimum - closed vacuum circuit breaker; increased consumption of conductive materials for the manufacture of compensation and network windings of large diameter; the complexity of the device due to the use of a compensation winding and magnetic shunts; large dimensions.
- the present invention is based on the task of creating a controlled transformer type reactor in which the speed and coefficient of performance (COP), the design is simplified, the dimensions and conductive materials used are reduced, and thus the technical and operational characteristics are improved.
- COP speed and coefficient of performance
- L 113 is the length of the transverse clearance or the total length of several transverse gaps
- ⁇ r is the relative magnetic permeability of the material of the cylindrical rod
- Bs is the working induction of the material of the cylindrical rod;
- L is the length of the cylindrical rod;
- F magnetomotive force of the network winding.
- FIG. 1 depicts a circuit diagram of a claimed reactor
- FIG. 2 schematically, the location of the windings on the rods, front view: FIG. 3 is the same as FIG. 2, horizontal view.
- FIG. 1 Schematic diagram of the claimed controlled transformer type reactor (Fig. 1) corresponds to the equivalent control circuit of a shunt reactor using vacuum switches of the closest analogue, where 1 is the control winding, 2 is the network winding, and 3 is the control unit.
- the controlled reactor of the transformer type (Fig. 2, 3) contains a closed magnet wire 4, a central rod 5 located inside the closed magnetic circuit 4 and connected with it.
- the control winding 1 is located on the central rod 5.
- the network winding 2 is located coaxially outside relative to the control winding 1.
- the control unit 3 (not shown in FIGS. 2, 3) is configured to control the current of the control winding 1 and is connected to it (FIG. 1).
- a cylindrical rod 6 is introduced, which is concentric with respect to the central rod 5 and connected at its ends with a closed magnetic circuit 4.
- At least one transverse gap 7 is made in the cylindrical rod 6, and the network winding 2 is located on the cylindrical rod 6.
- the length of the transverse gap 7 or the total length of the transverse gaps 7 is made satisfying the condition:
- L 113 is the length of the transverse gap 7 or the total length of several transverse gaps 7;
- ⁇ r is the relative magnetic permeability of the material of the cylindrical rod 6;
- L is the length of the cylindrical rod 6
- the width S of the yoke of the closed magnetic circuit 4 can be made equal to the outer diameter D of the cylindrical rod 6 (Fig. 3).
- control is based on high-voltage transistors (Fig. 1).
- a controlled transformer type reactor (Fig. 1-3) operates as follows.
- ⁇ J control is significantly less than that of a vacuum circuit breaker or thyristor. This reduces the power loss in the reactor.
- the inherent inductance of the reactor in nominal mode is determined by the magnitude of the magnetic flux in the region between the network winding 2 and the control winding 1.
- the magnitude of this flux TM is set by the magnetomotive force of the network winding 2, determined by the set reactor power, and the magnetic resistance of the gap between the network winding 2 and the control winding 1.
- the control winding 1 and the network winding 2 are located on a solid central rod 5 (in the closest analogue design)
- the magnetic resistance Ry of the gap between the network winding 2 and the control winding 1 is defined as:
- R ⁇ should be small enough, which is achieved in the closest analogue by increasing a.
- An increase in a leads to an increase in the inner diameter
- ⁇ network winding 2 to a value significantly greater than that necessary for the electrical insulation strength between the network winding 2 and the control winding 1 and, accordingly, to increase the outer diameter of the network winding 2 and the dimensions of the device as a whole.
- ⁇ the magnetic flux of the network winding 2 is sent to various structural elements of the controlled reactor, for example: tie rods with a jerk, the cover and walls of the transformer tank, and others.
- tie rods with a jerk the cover and walls of the transformer tank, and others.
- ring magnetic shunts are used in the closest analogue, which complicate the design of the reactor.
- the reduction of the magnetic resistance Rm is due to the fact that a cylindrical rod 6 is inserted, which is concentric with respect to the central rod 5 and connected to the closed magnetic core 4. At least one transverse gap 7 is made in the cylindrical rod 6, and the network winding 2 is located on the cylindrical rod 6.
- the transverse gap 7 can be made air or filled with a dielectric.
- the magnetic resistance of the gap (gap) between the control winding 1 and the network winding 2 is mainly determined by the magnetic resistance R ⁇ / of the cylindrical rod 6, which has the form: L + L u] ( ⁇ r - ⁇ )
- L is the length of the cylindrical rod 6
- R m R m 'is performed at a' ⁇ a, which leads to a decrease in the diameter of the network winding 2 and, accordingly, a decrease in the consumption of conductor material for its manufacture, and a decrease in power losses in the network winding 2 of the reactor.
- the gap length L 113 is selected from the condition:
- L is the length of the cylindrical rod 6
- F magnetomotive force of the network winding 2.
- the values of ⁇ r and Bs are determined based on the magnetic properties of the material selected for the manufacture of the cylindrical rod, the ⁇ -set voltage at the input of the reactor winding, F is the set rated power of the reactor.
- the length of the transverse clearance L 113 is the main value that determines the implementation of the given rated power of the reactor.
- the limits of change of L 1n obtained from the mathematical expression [1] are determined by the accuracy of the mathematical model underlying the calculation of the reactor.
- the transverse gap 7 can be made air, or in the form of a dielectric washer (with one transverse gap 7), or in the form of a group of dielectric washers (with several transverse clearances 7) installed in the transverse planes of the cylindrical rod 6.
- the distance between the mains winding 2 and the control winding 1 is 0.391 m
- the outer diameter of the network winding 2 D 0 2.37 m.
- the cylindrical rod 6 may be
- transformer type controlled reactor The most successfully declared transformer type controlled reactor is industrially applicable in the field of electric power.
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Coils Of Transformers For General Uses (AREA)
- Details Of Television Scanning (AREA)
- Power Conversion In General (AREA)
Abstract
Устройство имеет замкнутый магнитопровод, центральный стержень, расположенный внутри замкнутого магнитопровода, обмотку управления, расположенную на центральном стержне, сетевую обмотку и блок управления. Введен цилиндрический стержень, расположенный концентрично относительно центрального стержня и связанный с замкнутым магнитопроводом. В цилиндрическом стержне выполнен, по меньшей мере, один поперечный зазор, а сетевая обмотка расположена на цилиндрическом стержне. Длина поперечного зазора или суммарная длина поперечных зазоров выполнена удовлетворяющей определенному условию.
Description
УПРАВЛЯЕМЫЙ РЕАКТОР ТРАНСФОРМАТОРНОГО ТИПА
Область техники
Изобретение относится к области электроэнергетики и электротехники, и может быть использовано в качестве статического компенсатора избыточной 5 реактивной мощности в электрических сетях.
Известен управляемый реактор, содержащий магнитопровод, на стержне которого расположена сетевая обмотка, обмотка управления и компенсационная обмотка, блок управления, подсоединенный к обмотке управления. ( Международная заявка WO 00/2 5328, HOlF 29/14, опубл. 04.05.2000.).
1" Регулирующие ток обмотки управления устройства выполнены из частично управляемых полупроводниковых приборов (тиристоров). Возникающие при работе тиристоров высшие гармоники подавляются с помощью подключения к компенсационной обмотке фильтров высших гармоник
Ограничениями этого технического решения являются: усложнение и
^ удорожание устройства из-за необходимости выполнения специальной компенсационной обмотки и фильтрующих устройств; повышенный расход проводниковых материалов для изготовления сетевой обмотки из-за большого расстояния между сетевой обмоткой и обмоткой управления; большие габариты и недостаточное для требований при эксплуатации в электрических сетях время
^" отклика реактора.
Известен управляемый шунтирующий реактор-автотрансформатор, содержащий магнитопровод с основным стержнем, ярмами, двумя боковыми ярмами, размещенные на основном стержне сетевую обмотку, включенную по автотрансформаторной схеме и состоящую из последовательной обмотки и общей
25 обмотки с выводом узла соединения между ними, компенсационную обмотку, обмотку управления, управляющие током сетевой обмотки блоки, при этом основной стержень разделен на две продольные части: стержень без воздушных зазоров и стержень с воздушными зазорами, при этом стержень без воздушных зазоров охватывают обмотка управления и последовательная обмотка, а компенсационная
30 обмотка и общая обмотка охватывают стержень без воздушных зазоров с упомянутыми обмотками и стержень с воздушными зазорами. (Патент RU N° 2297062, HOlF 29/14, G05F 1/10, опубл. 10.09.2006).
Это устройство выполнено ассиметричным. Последовательная обмогка охватывает обмотку управления, а общая обмотка расположена поверх компенсационной обмотки. Поперечное сечение стержней без воздушных зазоров и с воздушными зазорами выполняются в форме сегментов круга, причем по всей окружности размещены компенсационная и общая обмотка, а вокруг сегмента стержня без воздушных зазоров - последовательная и управляющая обмотки. Между торцами всех обмоток и ярмами размещены кольцевые шунты с радиальным разрезом, причем кольцевые шунты выполняются по форме, соответствующей форме сечения торцов обмоток, выступающих за контуры магнитной системы. Вывод ^ сетевой обмотки и вывод узла соединения между последовательной и общей обмотками подключены к электропередаче через коммутационные аппараты.
Ограничениями этого технического решения являются: применение стержня с воздушными зазорами приводит к еще большему увеличению диаметра сетевой обмотки по сравнению с ранее описанным аналогом, поскольку оба стержня используются для обеспечения возможности работы реактора в режиме автотрансформатора; сложность изготовления устройства, т.к. выполнение стержня, разделенного на две части, поперечное сечение каждой из которых выполнено в виде сегмента круга, представляет собой трудно осуществимый технологический процесс; сложность конструкции и повышенный расход материалов из-за использования
ΔV компенсационной обмотки и специфического подсоединения управляющей, последовательной, компенсационной и общей обмоток, большие габариты.
Наиболее близким является управляемый реактор трансформаторного типа, содержащий замкнутый магнитопровод, центральный стержень, расположенный внутри замкнутого магнитопровода и связанный с ним. обмотку управления.
25 расположенную на центральном стержне, сетевую обмотку. расположенную коаксиально снаружи относительно обмотки управления, и блок управления, выполненный обеспечивающим регулирование тока обмотки управления и подсоединенный к ней. (Патент RU JVs 2221297, HOlF 38/02, H021F 29/02, опубл. 31.10.2002).
™ В этом техническом решении реактор имеет замкнутый магнитопровод без воздушных зазоров, коаксиально расположенные сетевую обмотку, обмотку управления и компенсационную обмотку, размещенную между ними, управляющие током сетевой обмотки блоки, устройства ограничения высших гармоник в токе
сетевой обмотки, в котором торцевые части обмоток сверху и снизу прикрыты магнитными шунтами, причем сверху и снизу прикрыто и межобмоточное пространство между секторными магнитными шунтами, улавливающими магнитный поток рассеяния, и направляющими его к ярмам магнитопровода, при этом суммарное
-* сечение ∑FЯ ярем магнитопровода превышает сечение Fcт стержней магнитопровода и выбрано из условия ai + г
У F ai. + а
1 < ^-i = ≤ 2 < ХЗ, ai + а г a i > +
3 - толщина сетевой обмотки; a2 - толщина обмотки управления; 0 ai2 - толщина зазора между сетевой обмоткой и обмоткой управления.
В качестве управляющих ключей блока управления в этом устройстве использованы вакуумные выключатели, поэтому управляемый реактор работает только при двух значениях тока в сетевой обмотке: минимальном - при разомкнутом вакуумном выключателе и максимальном (номинальный ток) - при замкнутом5 вакуумном выключателе.
Поскольку отличительной особенностью реакторов трансформаторного типа является то, что номинальным режимом является режим короткого замыкания обмотки управления, заданная величина номинального тока сетевой обмотки (мощность реактора) в данном устройстве задается увеличением расстояния между сетевой обмоткой и обмоткой управления по сравнению с трансформатором той же мощности.
Ограничениями этого технического решения являются: большое время отклика реактора на изменение тока или напряжения сети из-за способности работать только при двух значениях индуктивности реактора: максимальном - при разомкнутомJ5 вакуумном выключателе, и минимальном - замкнутом вакуумном выключателе; повышенный расход проводниковых материалов для изготовления компенсационной и сетевой обмотки большого диаметра; сложность устройства из-за использования компенсационной обмотки и магнитных шунтов; большие габариты.
Раскрытие изобретения В основу настоящего изобретения поставлена задача создания управляемого реактора трансформаторного типа, в котором увеличиваются быстродействие и
коэффициент полезного действия (КПД), упрощается конструкция, уменьшаются габариты и используемые проводниковые материалы, и, таким образом, улучшаются технико-эксплуатационны характеристики.
Для решения поставленной задачи с достижением указанного технического результата в известном управляемом реакторе трансформаторного типа, содержащем замкнутый магнитопровод, центральный стержень, расположенный внутри замкнутого магнитопровода и связанный с ним, обмотку управления, расположенную на центральном стержне, сетевую обмотку, расположенную коаксиально снаружи относительно обмотки управления, и блок управления, выполненный обеспечивающим регулирование тока обмотки управления и подсоединенный к ней, согласно изобретению введен цилиндрический стержень, расположенный концентрично относительно центрального стержня и связанный с замкнутым магнитопроводом, в цилиндрическом стержне выполнен, по меньшей мере, один поперечный зазор, а сетевая обмотка расположена на цилиндрическом стержне, причем длина поперечного зазора или суммарная длина поперечных зазоров выполнена удовлетворяющей условию:
0 8 ≤__OfΛ_< 1 2
Fμϋμr - BSL где L113 — длина поперечного зазора или суммарная длина нескольких поперечных зазоров; μr - относительная магнитная проницаемость материала цилиндрического стержня;
Гн
(μ0 = 4π • 10"7 — )-aбcoлютнaя магнитная проницаемость поперечного зазора; м
Bs - рабочая индукция материала цилиндрического стержня; L - длина цилиндрического стержня; F- магнитодвижущая сила сетевой обмотки.
Возможны дополнительные варианты выполнения устройства, в которых целесообразно, чтобы:
- ширина ярем замкнутого магнитопровода была выполнена равной внешнему диаметру цилиндрического стержня; - блок управления был выполнен на базе высоковольтных транзисторов.
Указанные преимущества, а также особенности настоящего изобретения поясняются лучшим вариантом его выполнения со ссылками на прилагаемые фигуры.
Краткое описание чертежей
Фиг. 1 изображает принципиальную электрическую схему заявленного реактора;
Фиг. 2 - схематично, расположение обмоток на стержнях, фронтальный вид: Фиг. 3 - то же, что фиг. 2, горизонтальный вид.
Лучший вариант осуществления изобретения
Принципиальная электрическая схема заявленного управляемого реактора трансформаторного типа (фиг. 1) соответствует эквивалентной схеме управления шунтирующего реактора с использованием вакуумных выключателей ближайшего аналога, где 1 - обмотка управления, 2 - сетевая обмотка, а 3 - блок управления. Блок
3 управления, однако, в заявленном техническом решении может быть выполнен без использования вакуумных выключателей, а например, на высоковольтных IGBT транзисторах.
Управляемый реактор трансформаторного типа (фиг. 2, 3) содержит замкнутый магнито провод 4, центральный стержень 5, расположенный внутри замкнутого магнитопровода 4 и связанный с ним. Обмотка 1 управления расположена на центральном стержне 5. Сетевая обмотка 2 расположена коаксиально снаружи относительно обмотки 1 управления. Блок 3 управления (на фиг. 2, 3 не показан) выполнен обеспечивающим регулирование тока обмотки 1 управления и подсоединен к ней (фиг. 1).
Введен цилиндрический стержень 6, расположенный концентрично относительно центрального стержня 5 и связанный своими концами с замкнутым магнитопроводом 4. В цилиндрическом стержне 6 выполнен, по меньшей мере, один поперечный зазор 7, а сетевая обмотка 2 расположена на цилиндрическом стержне 6. Длина поперечного зазора 7 или суммарная длина поперечных зазоров 7 выполнена удовлетворяющей условию:
0 8 <_OfA — ≤ 1 2
Fμoμr - BSL где L113 - длина поперечного зазора 7 или суммарная длина нескольких поперечных зазоров 7;
μr - относительная магнитная проницаемость материала цилиндрического стержня 6;
(μ0 - Аπ ЛQ' — )-aбcoлютнaя магнитная проницаемость поперечного зазора 7: м
Bs - рабочая индукция материала цилиндрического стержня 6;
L - длина цилиндрического стержня 6;
F - магнитодвижущая сила сетевой обмотки 2.
Для дополнительного уменьшения габаритов ширина S ярем замкнутого магнитопровода 4 может быть выполнена равной внешнему диаметру D цилиндрического стержня 6 (фиг. 3).
10 Как отмечалось ранее, для дополнительного повышения быстродействия блок
3 управления выполнен на базе высоковольтных транзисторов (фиг. 1).
Работает управляемый реактор трансформаторного типа (фиг. 1 -3) следующим образом.
При использовании в качестве регулирующего ток обмотки 1 управления
^ высоковольтного транзистора блока 3 управления изменение тока в обмотке 1 управления и, соответственно, в сетевой обмотке 2 осуществляется практически безынерционно путем изменения сигнала управления транзистором. При нулевом сигнале управления ток в сетевой обмотке 2 минимален, при этом индуктивность реактора максимальна. При увеличении сигнала управления ток увеличивается.
ΔV При полностью включенном транзисторе блока 3 управления ток сетевой обмотки
2 максимален (номинальный режим). При этом индуктивность реактора минимальна. Практическая синусоидальность тока в обмотке 1 управления снижает появление высших гармонических составляющих в токе сетевой обмотки
2. Поскольку коммутационные потери при включении транзистора блока 3
^J управления существенно меньше, чем у вакуумного выключателя или тиристора. то уменьшаются потери мощности в реакторе.
Из общей теории трансформаторов известно, что собственная индуктивность реактора в номинальном режиме определяется величиной магнитного потока в области между сетевой обмоткой 2 и обмоткой 1 управления. Величина этого потока ™ задается магнитодвижущей силой сетевой обмотки 2, определяемой заданной мощностью реактора, и магнитным сопротивлением зазора между сетевой обмоткой 2 и обмоткой управления 1.
При расположении обмотки 1 управления и сетевой обмотки 2 на сплошном центральном стержне 5 (в конструкции ближайшего аналога) магнитное сопротивление Ry зазора между сетевой обмоткой 2 и обмоткой 1 управления определяется как:
AMЛ O ' где L* - длина центрального стержня 5; dcp - диаметр окружности, делящей зазор между сетевой обмоткой 2 и обмоткой 1 управления пополам; а - ширина зазора между сетевой обмоткой 2 и обмоткой 1 управления; μQ = 4π • 10~7 Гн I м (абсолютная магнитная проницаемость зазора); л-= 3,14.
Для обеспечения возможности работы реактора в номинальном режиме R^ должно быть достаточно небольшим, что достигается в ближайшем аналоге увеличением а. Увеличение а приводит к увеличению внутреннего диаметра
^ сетевой обмотки 2 до величины, существенно большей, чем необходимо для электрической прочности изоляции между сетевой обмоткой 2 и обмоткой 1 управления и, соответственно, к увеличению наружного диаметра сетевой обмотки 2 и габаритов устройства в целом.
Вследствие большого удаления сетевой обмотки 2 от ярма основная часть
^ магнитного потока сетевой обмотки 2 направляется в различные конструктивные элементы управляемого реактора, например: стяжные балки ярем, крышка и стенки бака трансформатора и другие. Для направления этого потока в ярма в ближайшем аналоге используются кольцевые магнитные шунты, усложняющие конструкцию реактора.
ΔJ В настоящем изобретении уменьшение магнитного сопротивления Rм осуществляется за счет того, что введен цилиндрический стержень 6, расположенный концентрично относительно центрального стержня 5 и связанный с замкнутым магнитопроводом 4. В цилиндрическом стержне 6 выполнен, по меньшей мере, один поперечный зазор 7, а сетевая обмотка 2 расположена на цилиндрическом стержне 6.
3® При этом отсутствует необходимость в использовании компенсационной обмотки и магнитных шунтов. Поперечный зазор 7 может быть выполнен воздушным или заполнен диэлектриком.
При таком расположении обмоток магнитное сопротивление промежутка (зазора) между обмоткой 1 управления и сетевой обмоткой 2 в основном определяется магнитным сопротивлением R \/ цилиндрического стержня 6, которое имеет вид: L + Lu](μr - \)
где L - длина цилиндрического стержня 6;
Z,Uj - длина поперечного зазора или суммарная длина нескольких поперечных зазоров; d'cp - диаметр окружности, делящей зазор между сетевой обмоткой 2 и обмоткой 1 управления пополам; а'- ширина цилиндрического стержня 6; μr - относительная магнитная проницаемость. μ0 = 4π • 1 (Г7 Гнl м (абсолютная магнитная проницаемость поперечного зазора
7).
Поскольку для современных электротехнических сталей μr » 1 равенство
Rм = Rм' выполняется при a'< а , что приводит к уменьшению диаметра сетевой обмотки 2 и, соответственно, уменьшению расхода проводникового материала на ее изготовление, и уменьшению потерь мощности в сетевой обмотке 2 реактора.
Экспериментальные исследования показали, что для достижения указанного технического результата с достаточной для практики точностью длина зазора L113 выбирается из условия:
0,8 < LuзЯBs < 1,2 Пl
Fμoμr - BSL ' Ш где L1n - длина поперечного зазора 7 или суммарная длина нескольких поперечных зазоров 7; μr - относительная магнитная проницаемость материала цилиндрического-> стержня 6; μ0 = 4π • 10"7 Гн l м (абсолютная магнитная проницаемость зазора)
Bs - рабочая индукция материала цилиндрического стержня 6;
L - длина цилиндрического стержня 6;
F- магнитодвижущая сила сетевой обмотки 2.
Величины μr и Bs определяются исходя из магнитных свойств материала, выбранного для изготовления цилиндрического стержня, ^-заданным напряжением на входе сетевой обмотки реактора, F -заданной номинальной мощностью реактора.
Длина поперечного зазора L113 является основной величиной, определяющей ^ реализацию заданной номинальной мощности реактора. Пределы изменения L1n, получаемые из математического выражения [1], определяются точностью математической модели, положенной в основу расчета реактора.
Экспериментальные исследования показали, что при изменении L113 в диапазоне, получаемом из математического выражения [1], номинальная мощность ^ реактора изменяется не более, чем на 5%, что допустимо по условиям эксплуатации в энергосистемах.
Если получаемая из математического выражения [1] величина меньше 0,8, то происходит быстрое уменьшение номинальной мощности реактора. Если эта величина больше 1,2, то происходит слишком быстрое увеличение номинальной * ^ мощности реактора.
Конструктивно поперечный зазор 7 может быть выполнен воздушным, или в виде диэлектрической шайбы (при одном поперечном зазоре 7), или в виде группы диэлектрических шайб (при нескольких поперечных зазорах 7), установленных в поперечных плоскостях цилиндрического стержня 6.
" Для изготовления цилиндрического стержня 6 может быть использован, например, композиционный магнито-мягкий порошковый материал KMM-5 (основные магнитные свойства которого приведены в журнале "Электротехника", 1994, N°8, cтp.54), обладающий высоким удельным сопротивлением. Используя этот материал, можно получить поперечный зазор 7 в виде равномерно распределенных ^ воздушных зазоров, что позволяет получать необходимые воздушных промежутки без нарушения геометрической целостности цилиндрического стержня 6. В то же время большая величина удельного сопротивления этого материала позволяет выбрать расстояние между сетевой обмоткой 2 и обмоткой 1 управления совсем незначительным, как для трансформатора такого же класса напряжения. 0 Пример конкретного выполнения изобретения.
Например, для реактора (основные параметры которого приведены в журнале «Элeктpичecтвo», N° 6, стр.20, 2005 г.) напряжение сетевой обмотки 300 кВ при мощности на одну фазу P=33,3 МВт, расстояние между сетевой обмоткой 2 и
обмоткой 1 управления равно 0,391 м, при этом наружный диаметр сетевой обмотки 2 D0 = 2,37 м.
Выполнение реактора на то же напряжение и мощность в соответствии с заявленным техническим решением по сравнению с ближайшим аналогом позволяет
^ уменьшить расстояние между сетевой обмоткой 2 и обмоткой 1 управления до 0,1 м. а наружный диаметр сетевой обмотки 2 до 1,5 м. При этом вес сетевой обмотки 2 уменьшается от 24,2 т. до 16,8 т. Соответственно, в 1,44 раза уменьшается длина среднего витка сетевой обмотки 2, что приводит к уменьшению ее активного сопротивления и увеличению КПД реактора. Цилиндрический стержень 6 может быть
Ю выполнен из. электротехнической стали марки 3413. толщиной 0,35 мм, для которой рабочая индукция Bs =1,5 T, относительная магнитная проницаемость μr = 1, 3 • 10J .
Высота цилиндрического стержня 6 L= 2,34 м, магнитодвижущая сила сетевой обмотки 2 F = 2, 69 103 Л . При этих задаваемый условиях величина L113 поперечного зазора должна быть 0,176 м< Luз <0,264 м. 15 . Промышленная применимость
Наиболее успешно заявленный управляемый реактор трансформаторного типа промышленно применим в области электроэнергетики.
Claims
1. Управляемый реактор трансформаторного типа, содержащий замкнутый магнитопровод, центральный стержень, расположенный внутри замкнутого магнитопровода и связанный с ним, обмотку управления, расположенную на
5 центральном стержне, сетевую обмотку, расположенную коаксиально снаружи относительно обмотки управления, и блок управления, выполненный обеспечивающим регулирование тока обмотки управления и подсоединенный к ней, отличающийся тем, что введен цилиндрический стержень, расположенный концентрично относительно центрального стержня и связанный с замкнутым 10 магнитопроводом, в цилиндрическом стержне выполнен, по меньшей мере, один поперечный зазор, а сетевая обмотка расположена^на цилиндрическом стержне, причем длина поперечного зазора или суммарная длина поперечных зазоров выполнена удовлетворяющей условию: 
^ где L113 - длина поперечного зазора или суммарная длина нескольких поперечных зазоров; μr - относительная магнитная проницаемость материала цилиндрического стержня; μо - абсолютная магнитная проницаемость поперечного зазора; 0 B$ - рабочая индукция материала цилиндрического стержня;
L - длина цилиндрического стержня; F - магнитодвижущая сила сетевой обмотки.
2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что ширина ярем замкнутого магнитопровода выполнена равной внешнему диаметру цилиндрического стержня. 5 3. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что блок управления выполнен на базе высоковольтных транзисторов.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| EA201001251A EA018428B1 (ru) | 2008-01-31 | 2009-01-28 | Управляемый реактор трансформаторного типа |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008103159/09A RU2348998C1 (ru) | 2008-01-31 | 2008-01-31 | Управляемый реактор трансформаторного типа |
| RU2008103159 | 2008-01-31 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| WO2009096816A1 true WO2009096816A1 (ru) | 2009-08-06 |
Family
ID=40528783
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PCT/RU2009/000027 WO2009096816A1 (ru) | 2008-01-31 | 2009-01-28 | Управляемый реактор трансформаторного типа |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| EA (1) | EA018428B1 (ru) |
| RU (1) | RU2348998C1 (ru) |
| WO (1) | WO2009096816A1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112331467A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-05 | 沈阳变压器研究院股份有限公司 | 一种电抗器抗震设计的方法及装置 |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| UA118727C2 (uk) * | 2017-07-07 | 2019-02-25 | Леонід Нісонович Конторович | Керований електричний реактор |
| CN107689631B (zh) * | 2017-07-20 | 2024-08-13 | 兰州交通大学 | 一种变压器式可控电抗器新型磁集成装置 |
| CN108447665A (zh) * | 2018-01-24 | 2018-08-24 | 北京金科华业测控技术有限公司 | 一种可调电感器组件及音箱 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997044795A1 (en) * | 1996-05-23 | 1997-11-27 | Asea Brown Boveri Ab | A controllable inductor |
| RU2125311C1 (ru) * | 1997-07-11 | 1999-01-20 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Управляемый шунтирующий реактор |
| RU2221297C1 (ru) * | 2002-10-31 | 2004-01-10 | Александров Георгий Николаевич | Управляемый шунтирующий реактор |
| RU2297062C2 (ru) * | 2005-03-21 | 2007-04-10 | Каленик Владимир Анатольевич | Управляемый шунтирующий реактор-автотрансформатор |
-
2008
- 2008-01-31 RU RU2008103159/09A patent/RU2348998C1/ru not_active IP Right Cessation
-
2009
- 2009-01-28 EA EA201001251A patent/EA018428B1/ru not_active IP Right Cessation
- 2009-01-28 WO PCT/RU2009/000027 patent/WO2009096816A1/ru active Application Filing
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1997044795A1 (en) * | 1996-05-23 | 1997-11-27 | Asea Brown Boveri Ab | A controllable inductor |
| RU2125311C1 (ru) * | 1997-07-11 | 1999-01-20 | Санкт-Петербургский государственный технический университет | Управляемый шунтирующий реактор |
| RU2221297C1 (ru) * | 2002-10-31 | 2004-01-10 | Александров Георгий Николаевич | Управляемый шунтирующий реактор |
| RU2297062C2 (ru) * | 2005-03-21 | 2007-04-10 | Каленик Владимир Анатольевич | Управляемый шунтирующий реактор-автотрансформатор |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112331467A (zh) * | 2020-11-23 | 2021-02-05 | 沈阳变压器研究院股份有限公司 | 一种电抗器抗震设计的方法及装置 |
| CN112331467B (zh) * | 2020-11-23 | 2022-08-16 | 广东电网有限责任公司广州供电局 | 一种电抗器抗震设计的方法及装置 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EA018428B1 (ru) | 2013-07-30 |
| RU2348998C1 (ru) | 2009-03-10 |
| EA201001251A1 (ru) | 2011-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2203923B1 (en) | High voltage dry-type reactor for a voltage source converter | |
| RU2494486C2 (ru) | Способ качественного улучшения тока, в частности, в ограничителе тока повреждения | |
| WO2009096816A1 (ru) | Управляемый реактор трансформаторного типа | |
| US20180019589A1 (en) | Fault current limiter | |
| JP2001509357A (ja) | 対象を過電流から保護するための、過電流低減および電流制限を有する装置及び方法 | |
| RU2691450C1 (ru) | Сглаживающе-токоограничивающий реактор фильтр-устройства железнодорожной тяговой подстанции | |
| RU2622890C1 (ru) | Способ включения, выключения и регулирования напряжения трансформаторной подстанции | |
| RU2221297C1 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор | |
| CN101291065B (zh) | 一种低压配电网中性线谐波抑制装置 | |
| CN111564830B (zh) | 一种基于人工过零限流的变压器限流装置的限流方法 | |
| RU2112295C1 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор (варианты) | |
| CN206497826U (zh) | 一种能提高阻抗的变压器 | |
| Nakamura et al. | Basic characteristics of lap-winding type three-phase laminated-core variable inductor | |
| RU2125311C1 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор | |
| Pirhadi et al. | Design of an unsaturated core-based fault current limiter to tackle unsymmetrical faults | |
| Oh et al. | Preliminary design of the ITER AC/DC converters supplied by the Korean Domestic Agency | |
| RU2065654C1 (ru) | Управляемый реактор | |
| Dhara et al. | Modelling and analysis of an efficient DC reactor type superconducting fault current limiter circuit | |
| RU84163U1 (ru) | Управляемый токоограничивающий реактор (варианты) | |
| Sissimatos et al. | Optimization of high-temperature superconducting power transformers | |
| RU2714925C1 (ru) | Фильтрокомпенсирующее устройство | |
| RU27970U1 (ru) | Управляемый шунтирующий реактор | |
| RU2734394C1 (ru) | Реактор заземляющий дугогасящий с немагнитными зазорами РДМК, РДСК с конденсаторным регулированием | |
| RU165572U1 (ru) | Дугогасящий реактор | |
| CN109427465B (zh) | 一机多用干式变压器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 121 | Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application |
Ref document number: 09705729 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |
|
| NENP | Non-entry into the national phase |
Ref country code: DE |
|
| WWE | Wipo information: entry into national phase |
Ref document number: 201001251 Country of ref document: EA |
|
| 122 | Ep: pct application non-entry in european phase |
Ref document number: 09705729 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |