Трехфазный шунтовой вентильно-регулируемый реактор

 

1. ТРЕХФАЗНЫЙ ШУНТОЮЙ В ТИЛЬНО-РЕГУЛИРУЕМЫЙ РЕАКТОР, соде жащий магнитопровод и в каждой фа 1зе по две согласно включенные обмотки , каждая из которых одним концом присоединена к сети, а дру гим - к вершинам двух разных вентильных треугольников, образованных согласно-последовательно включенными тиристорами, о.тл и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью уменьшения массы магнитопровода и потерь энергии в нем, обмотки каждой фазы расположены на общем MaVнитопроводе , а тиристоры разных вентильных треугольников включены встречно друг другу. 2.Реакторпо п. 1, отлича ю щ и и с я тем, .что магнитопровод выполнен общим для трех фаз . реактора. 3.Реактор по п. 1, отлича ю щ и и с я .тем, что магнитопроводы каждой фазы выполнены в виде отдельной конструкции.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ ССМФЛ Р

РЕСПУБЛИК (1% (10

3(511 Н 02 J 3/18 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ 14 0THPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМЪГ СВИДЕ ГЕЛЬСТВУ.(21) 3335550/24-07

;(22) 28.08.81 (46) 15.07.83. Вюл. В 26

;(72) A.Â. Поссе и М.A. Степанова

«(71) Научно-исследовательский институт постоянного тока (53) 621.316.73.761.2(088.8) (56) 1. Худяков В.В., Иванов В.А.

Управляемай статический источник реактивной мощности, »Электричество» В 1 1969

2. Патент Франции В 2185860,,кл. Н 02 J, 3/00, 1972. .(54 )(57) 1. ТРЕХФАЗНЫЯ ШУНТОВОЙ ВЕН„ТИЛЬНО-РЕГУДИРУЕИЫй РЕАКТОР, содер: жащий магнитопровод и в каждой фа1

se пО две согласно включенные обмотки, каждая из которых одним концом присоединена к сети, а другим — к вершинам двух разных вентильных треугольников, образован, ных согласно-последовательно включенными тиристорами, о .т л и ч а— ю шийся тем, что, с целью уменьшения массы магнитопровода и потерь знергии в нем, обмотки каждой фазы. расположены на общем магнитопроводе, а тиристоры разных вентильных треугольников включены встречно друг другу.

2. Реактор по и. 1, о т л и ч аю шийся тем, что магнитопровод выполнен общим для трех фаз . реактора.

3. Реактор по п. 1, о т л и ч а— ю шийся .тем, что магнитопро- Я воды каждой фазы выполнены в виде отдельной конструкции.

1029323

Изобретение относится к электротехнике и может быть применено в устройствах для компенсации реактивной мощности, автономных инверторах, источниках гарантийноFo питания, во всех трехфазных устройствах, в которых необходимо производить быстрое и плЦ ное изменение величины индуктивного сопротивления.

Известен трехфазный шунтовой вентильно-регулируемый реактор, состоящий иэ соединенных в треугольник, цепочек, каждая иэ которых состоит из реактора, включенного последовательно с двумя встречно-параллельно соединенными вентилями (1) .

Недостатком такого устройства является то, что внутри треугольника циркулируют гармоники тока, кратные трем, что приводит к искажению формы магнитного потока реактора. Наибольшую амплитуду имеет третья гармоника тока: она достигает 14% от номинальной амплитуды первой гармоники тока реактора. Большая загрузка магйитопроводов реакторов высшими гармониками магнитного потока вызывает необходимость применения для них увеличенной массы стали и приводит к дополнительным потерям энергии.

Наиболее близким к предлагаемо-; му является трехфазный шунтовой вентильно-регулируемый реактор, содержащий в каждой фазе по две согласно включенные обмотКИ, каждая из которых одним концом присоединена к сети, а другим — к вершинам двух разных вентильных треугольников, образованных согласно-последователь- но включенными тиристорами (21..

Цель изобретения — уменьшение массы магнитопровода и потерь энергии в нем.

Поставленная цель достигается тем, что в трехфаэном шунтовом вентильно-регулируемом реакторе, содержащем в каждой фазе по две согласно включенные обмотки, каждая из которых одним концом присоединена к сети, а другим — к вершинам двух разных вентильных треугольников, образованных согласно-последовательно включенными тиристорами, обмотки каждой фазы расположены на общем магнитопроводе, а тиристоры разных вентильных треугольников включены встречно друг другу.

Причем магнитопровод выполнен общим для трех фаз реактора.

Магнитопроводы каждой фазы выполнены в виде отдельной конструкции.

На фиг. 1 приведена схема устройства, на фиг. 2 и 3 — временные кривые токов и напряжений; на фиг. 4 значения 5-й и 7-й гармоник тоха.

На магнитопроводе 1 размещены обмотки 2-7, присоединенные попарно одними конЦами к фазам сети, а другими - к вентильным треугольникам, образованным тиристорами 8-13 °

Работа устройства поясняется временными кривыми токов и напряжений на фиг. 2. На оси 14 построена синусоида линейного напряжения между зажимами сети В и С. Это напря10 жение через обмотки 3 и 4 реактора приложено к тиристору 10. На оси 15 показано фазовое положение управляющих импульсов 0, 0„, 0,1, которые отпирают соответственно

15 тиристоры 8, 10, 12 первого вентильного треугольника, при одном иэ возможных значений угла регулирования С, а именно при с!. = 120 ь

Для тиристора 10 отсчет угла регулирования естественно производить от момента времени с1, когда напряжение g!i!-,приложенное к этому тиристору 10, переходит из отрицательной в положительную область.- На

25 оси 16 постРоены временные кривые токоВ ,-тиристоров О, 1, . По напряже !О нию 1 э и положению импульса U ëåãко понять, что реактивный ток через обмотки 3 и 4 реактора и вентиль

З0 .10 1!о будет иметь показ нную на оси 16 форму. На оси 17 построена кривая тока ip,,ïðoõoäÿùåãî по обмотке, 2 реактора. Как видно из схемы первого вентильного треугольника (узел

A) ° 1д= 1 8 1,1, Где 1 9 и 1,р тОки

З5 тиристоров 8 и 12 (ось 16).

Во втором вентильном треугольнике тиристоры 9, 11 и 13 включены в направлении, обратном по отношению к направлению первого треуголь40 ника.

Поэтому при одном и том же угле регулирования токи соответствующих тиристоров в двух треугольниках должны быть сдвинуты на 180 (напри- мер, токи i< и 1<<). На осях 18 — 20 построены управляющие импульсы и токи тиристоров 1, !+,, 1,1, а также ток 1А обмотки 5 реактора. Построение сделано аналогично построению соответствующих кривых на осях

15 - 17. На оси 21 по. токам iA (ocb

° I

17) и iA (ось 20) построена кривая тока 1д, потребляемого из трехфаэной сети в фазе A. Здесь же показана синусоида одноименного фазного напряжения сети. Ток 1„ одновременно представляет собой намагничивающий ток реактора, так как он образован суммированием токов двух согласно включенных обмоток

60 реактора. При линейной характеристике намагничивания временное изменение магнитного потока в сердечнике реактора подобно кривой тока 1, .

Ток 1А(фиг. 2 ) относится к ра65 боте устройства при угле регулиро1029323

l0!

25

Зо

f вания 120 . Ток iä при четырех значениях гла M показан на фиг. 3..

При с = 60 ток реактора (суммарный, ток двух его обмоток) имеет начболь- шее значение и чисто синусоидальную форму, амплитуда этого тока принята эа "1" (как базисная величина). С увеличением угла < ток реактора уменьшается и изменяется по форме.

При d.= 90 амплитуда первой гармоники 1 „>„„= 0,.54, наибольшее значение тока 1 „ слегка меньше I<„yш, относительное содержание 5-ой гар-.моники около 4Ъ. При d-= 120 I;>

Й)в

0,29; I = 1,08!@ If > = 0,07 I(q .

При с = 140 I(„ 0,10, т.е. первая гармоника тока уменьшена в 10 раэ по сравнению с наибольшей ее величиной при,+= 60 (реактивное сопротивление реактора увеличилось на порядок ),. наибольшее значение тока только на 3% выше 1и>>, относительное содержание 5-ой гармоники 22%.

При увеличении угла регулирования до 180 ток реактора становится равным нулю.

Как показывает анализ, ток предлагаемого реактора (намагничивающий ток и ток, потребляемый из сети), кроме первой гармоники содержит 5-ую, 7-ую и другие (2k+1)-ые гармоники. Значения 5-ой и 7-ой„ гармоник во всем диапазоне изменения амплитуды первой гармоники показаны на фиг. 4. По оси Ординат отложены значения амплитуд гармоник в тех же единицах, что и для первой гармоники. Как видно, наибольшее значение амплитуды пятой гармоники меньше 0,04, а седьмой около 0,02. В результате включения

)в нейтраль одной трехфаэной обмотки вентильного треугольника с одним направлением вентилей, а в нейтраль другой трехфазной обмотки вентильного треугольника с обратным направлением вентилей и размещения обеих обмоток согласно на общем магнитопроводе реактора четные гармоники в токах обмоток скомпенсируются, их нет в токе, потребляемом из сети и они не вызывают вредных составляющих в магнитном потоке реактора.

Таким образом у предлагаемого устройства, благодаря лучшей менее искаженной высшими гармониками кривой намагничнвающего тока, достигается уменьшение потерь и массы стали в магнитопроводе реактора.

Укаэанное относится и к другому возможному выполнению реактора, когда он состоит иэ трех однофаэных реакторов с двухстержневыми или бронированными сердечниками. !

1029323

Составитель A. Михайлов

Редактор И. Касарда ТехредИ.Гергель Корректор О. Билак

Заказ . 4995/54 Тираж 612 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий . .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5

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