Устройство для компенсации реактивной мощности

 

(тамбов.тевье;. ., :1"-.н

1. а а:ааЫа

ОП ИСАНИ Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (01) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 30.12.75 (21) 2300051, 07 с присоединением заявки М (23) Приоритет

Опубликовано 15.05.77. Бюллетень М 18

Дата опубликования описания 10.0б.77 (51) М. Кл.-" Н 21J 3! 18

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621.316.722.1 (088.8) (72) Авторы изобретения

Д. И. Азарьев, И. В. Белоусов, С. Д. Лизунов, Л, А. Мастрюков и В. И. Языков

Ордена Октябрьской Революции всесоюзный государственный проектно-изыскательский и научно-исследовательский институт энергетических систем и электрических сетей «Энергосетьпроект» и Московское производственное объединение «Электрозавод» (71) Заявители (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ РЕАКТИВНОЙ

МОЩНОСТИ

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам для компенсации реактивной мощности линий электропередачи сверхвысг .ого напряжения, преобразовательных подстанций постоянного тока и систем промышленного электроснабжения.

Известны устройства для компенсации реактивной мощности, содержащие управляемые реакторы и конденсаторы и непосредственно подключаемые к линии электропередачи сверхвысокого напряжения; управление реакторами и конденсаторами осуществляется при помощи ионных или тиристорных преобразовательных устройств, включаемых последовательно с шунтовыми реакторами и конденсаторами (1). К недостаткам этих устройств относятся необходимость выполнения изоляции преобразовательных устройств на класс напряжения сети и плохое использование дорогостоящих преобразовательных устройств, половина которых длительное время может не участвовать в работе при нормальной передаче электроэнергии. Присоединение шунтовых реакторов и конденсаторов к сети через промежуточный трансформатор невыгодно из-за высокой стоимости и потерь трансформатора.

Известен также управляемый статический компенсатор (2), в котором в качестве реактора используется трансформатор, первичная обмотка которого подключена к линии электропередачи, одна пз вторичных обмоток замкнута через тпристорный блок, управляемый регулятором напряжения, а конденсатор5 ная батарея присоединена через выключатель к линии сверхвысокого напряжения. Однако при эксплуатации указанного компенсатора в линии электропередачи межспстемного значения возникают следующие трудности.

10 В связи с частыми коммутациями конденсаторной батареи, вызываемыми резкими изменениями режима электропередачи, необходимо обеспечить высокую надежность коммутационной аппаратуры сверхвысокого напряжения

15 или ее дублирование. Воззтожно альтернативное решение — держать конденсаторную батарею постоянно включенной, прп этом мощность регулирующего органа — реактор-трансформатора с тнристорным блоком должна

20 быть существенно увеличена.

Нельзя использовать кратковременную перегрузочную способность конденсаторной батареи, находящейся постоянно под фазным

25 напряжением линии электропередачи, поэтому требуется существенно большая мощность конденсаторной батареи по сравнению с мощностью установки продольно-емкостной компенсации для обеспечения той же пропускной

30 способности электропередачи.

558350

Зо

Время коммутации конденсаторной батареи оказывает отрицательное влияние на предел динамической устойчивости электропередачи.

Изоляция конденсаторной батареи должна быть выполнена на полное фазное напряжение линии электропередачи, что делает конденсаторную батарею весьма дорогостоящим элементом, превосходящим по удельной стоимости трансформатор вместе с тиристорным блоком.

Целью изобретения является расширение диапазона регулирования реактивной мощности. Это достигается тем, что в предлагаемом устройстве для компенсации реактивной мощности, содержащем многообмоточный реактортрансформатор, к первичной обмотке которого подсоединен регулятор напряжения, тиристорный блок, соединенный со вторичной обмоткой реактор-трансформатора и регулятором, конденсаторная батарея подключена к другой вторичной обмотке реактор-трансформатора.

На чертеже дана однолинейная схема описываемого устройства.

Первичная обмотка реактор-трансформатора 1 непосредственно подключена к линии электропередачи 2 или шинам высшего напряжения подстанции и соединена в звезду с заземленной нейтралью, Одна из вторичных обмоток реактор-трансформатора может быть соединена по схеме, наиболее оптимальной для тиристорного блока 3, другая вторичная обмотка соединена в треугольник для компенсации гармоник тока, кратных трем. Тиристорный блок 3 соединен с фазами одной из вторичных обмоток реактор-трансформатора

1. Управление тиристорным блоком осуществляет регулятор напряжения 4, вход которого подключена к первичной обмотке реактортрансформатора 1. Параллельно другой вторичной обмотке реактор-трансформатора 1 включена конденсаторная батарея 5.

Устройство работает следующим образом.

Изменение угла открытия тиристорного блока 3 под воздействием регулятора напряжения 4 позволяет изменять напряжение и мощность конденсаторной батареи 5.

В режимах холостого хода и малых нагрузок электропередачи 2 тиристорный блок 3 под воздействием регулятора напряжения 4 открыт в течение периода или большей его части. При этом реактор-трансформатор 1 работает в режиме, близком короткому замыканию, и поглощает избыточную реактивную мощность, генерируемую линией электропередачи. B этом режиме напряжение на вторичных обмотках реактор-трансформатора 1 мало, поэтому конденсаторная батарея 5 практически выведена из работы.

В режиме натуральной мощности электропередачи 2 время открытия тиристорного блока 3 в течение каждого периода под действием регулятора напряжения 4 уменьшается, при этом эффективное напряжение на вторичных обмотках реактор-трансформатора 1 возрастает до величины, при которой мощность, генерируемая конденсаторной батареей 5, компенсирует потери реактивной мощности в реактор-трансформаторе.

Для передачи мощности выше натуральной и повышения предела статической устойчивости тиристорный блок 3 полностью закрывается. При этом напряжение на вторичных оомотках реактор-трансформатора 1 повышается до величины, превышающей номинальное напряжение конденсаторной батареи 5, что позволяет форсировать мощность конденсаторной батареи. Устройство генерирует в сеть недостающую реактивную мощность.

В предлагаемом устройстве по сравнению с прототипом достигается снижение стоимости конденсаторной батареи не только за счет снижения класса напряжения, но и за счет уменьшения номинальной мощности конденсаторной батареи и реактор-трансформатора.

Формула изобретения

Устройство для компенсации реактивной мощности, содержащее многообмоточный реактор-трансформатор, к первичной обмотке которого подсоединен регулятор напряжения, тнристорный блок, соединенный со вторичной обмоткой реактор-трансформатора и регулятором, и конденсаторную ба"àðåþ,,о тл и ч а ющеес я тем, что, с целью расширения диапазона регулирования реактивной мощности, конденсаторная батарея подключена к другой вторичной обмотке реактор-трансформатора.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. В. Д. Веников «Переходные электромеханические процессы в электрических системах», «Энергия», 1964.

2. Reichert К., et а1 «Controllable Reactor

Compensator for mor Extensive Vtilisation of

Righ Voltage transmission Systems», CIGRE, Paper 31/04, 1974 (прототип).

Состагптель Л. Дементьева

Техред М. Семенов

Редактор A. Пейсоченко

1;орректор Н. Аук

Заказ 1153/12 Изд. ¹ 432 Тираж 914 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2