Электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности

Электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТОР СО СТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ИНДУКТИВНОСТИ , содержащий магнитную систему, на которой размещены основная и ре-; гулировочные обмотки, одна из которых , преимущественно первая, соединена последовательно с основной обмоткой , а остальные соединены после .довательно через коммутирующие элементы с первой обмоткой и одна с другой, причем к каждой регулировочной обмотке с последовательно присоединенным к ней коммутирующим элементом подключен параллельно второй коммутирующий элемент, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем повышения точнс сти регулирования и улучшения технико-экономических характеристик путем повьшхения коэффициента использования коммутирующих элементов, он снабжен дополнительными коммутирующими элементами, число которых не превосходит числа регулировочных обмоток, а регулировочные (Л обмотки, начиная с первой, снабжены отпайками от части витков, разделяющими регулиррвочные обмотки на две секции, при этом к отпайкам и к месту соединения коммутирующих элементов присоединены дополнительные коммутирующие элементы. оо о о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„Я0„„1130907

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3512087/24-07 (22) 18.11.82 (46) 23,12.84. Бюл. 0 47 (72) С.Н. Кисленко и К.А. Липковский (71) Институт электродинамики

АН Украинской ССР (53) 621,316.721(088.8) (56) 1. Лихачев Ф.А. Замыкания на землю в сетях с изолированной нейтралью и с компенсацией емкостных токов. М., "Энергия", 1971, с. 152.

2. Мастрюков Л.А., Порудоминский

В.В., Ракитский А.Н. Заземляющие ругогасящие реакторы с бесконтактным тиристорным управлением. — "Электротехника", 1978, В 10, с. 14-18. (54)(57) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТОР CO

СТУПЕНЧАТЫМ РЕГУЛИРОВАНИЕМ ИНДУКТИВНОСТИ, содержащий магнитную систему, на которой размещены основная и ре-. гулйровочные обмотки, одна из которых, преимущественно первая, соединена последовательно с основной обмоткой, а остальные соединены послеЗЮ9 Н 01 Р 21/12 Н 01 F. 29/02 довательно через коммутирующие элементы с первой обмоткой и одна с другой, причем к каждой регулировочной обмотке с последовательно присоединенным к ней коммутирующим элементом подключен параллельно второй коммутирующий элемент, о т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей путем повышения точности регулирования и улучшения технико-экономических характеристик путем повышения коэффициента использования коммутирующих элементов, он снабжен дополнительными коммутирующими элементами, число

И которых не превосходит числа регули- Е ровочных обмоток, а регулировочные обмотки, начиная с первой, снабжены Ц ф отпайками от части витков, разделяю- Се щими регулировочные обмотки на две секции, при этом к отпайкам и к месту соединения коммутирующих элементов присоединены дополнительные коммутирующие элементы.

Изобретение относится к электротехнике и энергетике и может быть использовано в электротехнических установках различного назначения, в частности в качестве дугогасящего 5 реактора в компенсированных электрических сетях 6-35 кВ для ограничения токов однофазных замыканий на землю.

Известна кокнструкция электрического реактора со .ступенчатым регулированием индуктивности, содержащая магнитную систему, на которой размещены основная и регулировочные обмотки, соединенные последовательно,, а регулировочная обмотка выполнена с 15 отводами для регулирования индуктив-. ности (11.

Недостатком этой конструкции является пониженная точность регулирования индуктивности, что приводит к 20 снижению эффективности компенсации.

Наиболее близкой к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является конструкция ,электрического реактора со ступенча- 25 тым регулированием индуктивности, содержащего магнитную систему, на которой размещены основания и регулировочная обмотки, одна из которых, преимущественно первая, соединена gp последовательно с основной обмоткой, а остальные соединены последовательно . через коммутирующие элементы с первой обмоткой и одна с другой, причем к каждой регулировочной обмотке с по- 35 следовательно присоединенным к ней коммутирующим элементом подключен параллельно второй коммутирующий элемент (2 3.

Недостатками устройства являются 40 пониженные точность регулирования и технико-экономические характеристики, обусловленные тем, что число коммутирующих элементов должно быть четным и, соответственно, число ступеней 45 регулирования должно выбираться из ряда чисел 2, где М вЂ” число коммуNI2 тирующих элементов. Кроме того, для обеспечения определенного диапазона и шага ступенчатого регулирования требуется завьппенное общее количество регулировочных обмоток и коммутирующих элементов, что приводит к малому коэффициенту использования коммутирующих элементов. 55

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем повышения точности регулирования и улучшение технико-экономических ха- рактеристик реактора путем повышения коэффициента использования коммутирующих элементов.

Поставленная цель достигается тем, что электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности, содержащий магнитную систему, на которой размещены основная и регулировочные обмотки, одна из которых, преимущественно первая, соединена последовательно с основной обмоткой, а остальные соединены последовательно через коммутирующие элементы с первой обмоткой и одна с другой, причем к каждой регулировочной обмотке с последовательно присоединенным к ней коммутирующим элемент м. подключен параллельно второй коммутирующий элемент, снабжен дополнительными коммутирующими элементами, число которых .не превосходит числа регулировочных обмоток, а регулировочные обмотки, начиная с первой, снабжены отпайками от части витков, разделяющими регулировочные обмотки на две секции, при этом к отпайкам и к месту соединения коммутирующих элементов присоединены дополнительные коммутирующие элементы.

На фиг. 1,изображен электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности; на фиг. 2— то же, вариант исполнения, дополнительными коммутирующими элементами снабжены все регулировочные обмотки за исключением последней; на фиг. 3 — то же, вариант исполнения дополнительными коммутирующими элементами снабжены все регулировочные обмотки за исключением двух последних.

Электрический реактор со ступенчатым регулированием индуктивности, содержащий магнитную систему (не показана), на которой размещены основная

1 и регулировочные обмотки 2-5, одна из которых, преимущественно первая

2, соединена последовательно с основной обмоткой 1, а остальные соединены последовательно через коммутирующие элементы 6-9, с первой обмоткой 2 и друг с другом, причем к каждой регулировочной обмотк с последовательно присоединенным к ней коммутирующим элементом подключены параллельно вторые коммутирующие элементы 10-13, снабжен дополнительными коммутирующими элементами 141130

25

30 @„=® (2+ +Я+д ) где

17, число которых не превосходит числа регулировочных обмоток 2-5, а регулировочные обмотки, начиная с первой 2, снабжены отпайками от части витков, разделяющими регулировочные обмотки на две секции, при этом к отпайкам и к месту соединения коммутирующих элементов 6 — 13 присоединены дополнительные коммутирующие элементы 14 — 17.

Для устройства по фиг. 1 количество коммутирующих элементов кратно трем, а количество витков в секциях регулировочных обмоток определяется как члены ряда

15 о O,5(п-4-соз20,5п Й) % = г ь 47 ь )

1+ Е+

2 о,5 cos 0,5n Ji х(1ФМ где o — количество витков основной обмотки; и — относительное изменение тока реактора;

n — порядковый номер секции, считая от основной обмотки.

При этом устройство содержит

Й/3 регулировочных обмоток с тремя коммутирующими элементами (rn>=N/3) и не содержит регулировочных секций с двумя коммутирующими элементами (=0).:

В каждой дополнительчой регулировочной обмотке в любой момент време- 5 ни замкнут. только один коммутирующий элемент, благодаря чему в этом варианте при N коммутирующих элементах обеспечивается количество ступеней регулирования 5 „ 3 . Величина 40

Н/3

5 „ всегда больше. 5 зА = 1,125" 52 т.е предлагаемое устройство имеет преимущество по эффективности использования коммутирующих элементов 45 перед известным устройством.

Здесь одновременно работает. только треть всех коммутирующих элементов, что ведет к снижению активных потерь в коммутаторе и меньшему искажению вольт-амперной характеристики реактора по сравнению с известным устройством.

Витковые соотношения секций выбраны с учетом обратноквадратичной зависимости от индуктивного тока реактора и обеспечивают сравнительно постоянное относительно его из907 4 менение во всем диапазоне регулирования. Последнее обстоятельство особенно важно для дугогасящпх реакторов, обеспечивающих постоянство заданной величины расстройки компенсации емкостных токов.

Во втором варианте выполнения (фиг. 2) для случая М =Зi-1, где

=1,2,3,..., каждая из дополнительных регулировочных обмоток, кроме последней, выполняется в виде двух последовательно соединенных секций, общая точка которых соединяется через дополнительный коммутирующий элемент с общей точкой соответствующей пары коммутирующих элементов, причем количество витков в секциях и в последней регулкровочной обмотке определяется аналогично первому варианту исполнения реактора.

М-2

При этом устройство содержит регулировочных обмоток с. тремя комму. М-2 тирующими элементами (а = †-) и од3 ну обмотку с двумя коммутирующими элементами (п 2=1).

В каждой обмотке в любой момент времени замкнут один коммутирующий элемент, что обеспечивает коли ество

=3 4/3

t ступеней регулирования 5 =3 .2 )5 чем достигается более высокая эффективность использования коммутирующих элементов.

В варианте исполнения по фиг. 3 для случая М = 3i+1, гд» i =1 2, 3,. ° ., каждая из дополнительных регулировочных обмоток, кроме двух последних, выполняется так же, как в первом варианте, причем количество витков в секциях л предпоследней регулировочной обмотке определяется .аналогично второму варианту, а количество витков в последней регулировочной обмотке равно и — порядковый номер последней обмотки, считая от основной, включая секции и предпоследнюю обмотку.

N-4

Устройство содержит дополни3 тельных регулировочных обмоток с треМ-4 мя коммутирующими элементами (m = †-)

3 .и две обмотки с двумя коммутирующими элементами (F2=2). В этом варианте

113

0907 б

В соответствии с описываемыми со-, отношениями количество витков в обмотках (отн.ед.) равно: основная обмотка 1-0,7067; первая секция регулировочной обмотки 2 - 0,0345; вторая секция регулировочной обмотки

2 — 0,0362; первая секция регулировочной обмотки 3 — О, 1086; вторая секция регулировочной обмотки 3 — 0,1140.

В таблице приведены комбинации включения коммутирующих элементов, соответствующие им витки, ток и относительное изменение тока реактора.

При необходимости расширить диапазон или уменьшить шаг регулирования тока увеличивают количество ступеней переключения.

Использование третьих дополнлтельных коммутирующих элементов и обоснованный выбор числа витков в каждой регулировочной обмотке выгодно отличают предлагаемый реактор от известного так как позволяют путем незначительного, однако принципиально нового, усложнения устройства существенно расширить его функциональныв возможности. В результате улучшается регулировочная характеристика реактора, уменьша10тся активные потери переключающего устройства.

Выпуск реакторов нового типа и модерниэация реакторов типа ЗРОМ

1РЗДСОМ) по схеме изобретения позволят наиболее экономичным путем удовлетворить современные требования к надежности электроснабжения потребителей.

Включенные комму- Количество

Ступень тирующие элементы витков, отн. ед.

2,002

1, 820

0,7067

0,7412

8,9

11,9

О, 100

О, 100

0,7774

1,654

5,9

0,099 .О, 086

1,504

1., 384

0,8153 и,8498

8,12

1 1, 12

1,? 73

1,157

0,8860

0,9293

5,12

8,6

0,087

0,099

11,6

0,9638

1,076

1, 000

0,074

0,076

5,6

1,000

3 при И,коммутирующих элементах обеспечивается количество ступеней peryИ"4 /3 лировання 95б— = 3 ° 4>S2

Выбирая один иэ вариантов устройства, можно выполнить реактор с любым числом коммутирующих элементов й, благодаря чему увеличивается шкала реализуемых уставок индуктивного сопротивления.и скачок от одного числа уставок к другому уменьшается на 10

33-503 по сравнению с известным устройством. Причем изменение схемных связей не сопровождается ухудшением каких-либо иных характеристик реактора — общее число витков в ре- 15 гулировочных обмотках и число выводов остаются неизменными.

Приведенные соотношения для опре-. деления количества витков секций и собственно регулировочных обмоток рр являются идеальными.

На практике при изготовлении обмотки потребуется незначительная коррекция, вызванная особенностями технологии намотки или потоками 2s рассеяния магнитной системы реактора.

Рассмотрим выбор витков регулировочной обмотки и секций на примере.

Пусть требуется выполнить реактор с глубиной регулирования тока, равной З0

2, при относительном шаге. изменения тока каждой ступени 0,1. Для обеспечения этих параметров достаточно девять ступеней регулирования, т.е. схема должна содержать основную об35 мотку 1, две регулировочные обмотки и 3 и шесть коммутирующих элементов 6,7,14,15,10 и 11. Относительное

Ток, отн.ед изменение тока

i13O9O7

Фиг. f

Фи8. 3

Заказ 9617/37 Тираж 682 Подписное

ВИИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

133035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4!5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Составителв Л. Федосов

Редактор А. Шишкина Техред Ж..Кастелевич Корректор A