Трехфазный управляемый реактор

 

(и) 82823 I

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИ Я

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 23.05.79 (21) 2769126/24-07 (51) М. Кл.

Н 01F 29/14 с присоединением заявки №

СССР по делам изобретений и открытий (43) Опубликовано 07.05.81. Бюллетень № 1 . (45) Дата опубликования описания 07.05.81 (53) УДК 621.318.435 (088.8) И. И. Теллинен, Х. Х. Калда и Я. Я. Ярвик (72) Авторы изобретения

Таллинский политехнический институт (71) Заявитель (54) ТРЕХФАЗНЪ|й УПРАВЛЯЕМЪ|й РЕАКТОР

ГосУдаРственный комите 23) | |рноритет

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано в качестве трехфазного регулируемого индуктивного сопротивления широкого класса мощности.

Известен трехфазный управляемый реактор, содержащий пространственный шестистержневой магнитопровод из электротехнической стали с двумя кольцевыми ярмами, на стержнях которого размещена секционированная трехфазная обмотка переменного тока, а на ярмах — обмотки подмагничивания (1).

Недостатками этого реактора являются сложность конструкции и низкая технологичность изготовления реактора вследствие размещения обмоток управления на кольцевых ярмах магнитопровода. Кроме того, у таких реакторов величина потоков рассеяния относительно велика, так как в номинальном режиме ярма магнитопровода насыщены и переменный магнитный поток, создаваемый обмоткой переменного тока, замыкается по воздуху и по конструктивным элементам реактора, создавая дополнительные потери и снижая регулировочные возможности реактора.

Известна также конструкция управляемого реактора, содержащая плоский трехстержневой магнитопровод, у которого каж2 дый стержень подразделен на четыре части, обмотку управления и компенсационную обмотку, размещенные внутри стержня, и обмотку переменного тока (2).

Недостатком такой конструкции является повышенный расход активных материалов, а также конструктивная сложность выполнения обмотки управления и компенсационной обмотки, размещенных внутри (О стержня.

Кроме того, известна конструкция трехфазного управляемого реактора, содержащего магнитопровод, обмотку подмагничивания, разделенную на секции, и трехфаз15 ную обмотку переменного тока, соединенную в левый и правый зигзаги, расположенные на стержнях магнитопровода (3).

Эта конструкция реактора является наи20 более близкой по технической сущности и достигаемому результату к предложенному реактору.

Недостатком ее является большой расход активных материалов, например электро25 технической стали, на ярма плоской магнитной системы, расход меди на дополнительную обмотку и пониженная скорость регулирования из-за наличия прямой электромагнитной связи между обмотками по30 стоянного и переменного тока (ка.кдая

82823i

65 обуславливает значительную дополнительную инерционность регулирования).

Для достижения этого в трехфазном управляемом реакторе, содержащем магнитопровод, обмотку подмагничивания, разделенную на секции, и трехфазную обмотку переменного тока, соединенную в левый и правый зигзаги, расположенные на стержнях магнитопровода, магнитопровод выполнен пространственным, симметричным, шестистержневым с тремя кольцевыми ярмами, причем стержни магнитопровода реактора разделены средним ярмом пополам, а секции обмотки подмагничивания в пределах каждой половины стержней включены в два встречно-параллельно соединенных открытых треугольника.

Для снижения потоков магнитного рассеяния секции обмоток подмагничивания и трехфазных обмоток расположены на стержнях магнитопровода концентрически.

На фиг. 1 изображен трехфазный управляемый реактор; на фиг, 2 — схема соединений обмоток реактора; на фиг. 3 — то же, один из вариантов, 1 рехфазный управляемый реактор (фиг.

2) содержит магнитопровод 1, обмотку подмагничивания 2, разделенную на секции, и трехфазную обмотку переменного тока, соединенную в левый 3 и правый 4 зигзаги, расположенные на стержнях магнитопровода, причем магнитопровод выполнен пространственным, симметричным, шестистержневым с тремя кольцевыми ярмами

5, 6 и 7, причем стержни магнитопровода реактора разделены средним ярмом 7 пополам, а секции обмотки подмагничивания в пределах каждой половины стержней включены в два встречно-параллельно соединенные открытые треугольники. Для снижения потоков магнитного рассеяния секции обмоток подмагничивания 2 и трехфазных обмоток расположены на стержнях магнитопровода концентрически.

Активная часть трехфазного управляемого реактора состоит из магнитопровода 1, обмоток (зигзагов) 2, 3 и обмотки 4, расположенных на стержнях магнитопровода, причем в магнитопроводе выполнены кольцевые ярма 5, 6 и 7 и стержни его делятся на две равные части средним ярмом 7. Левый зигзаг 3 трехфазной обмотки переменного тока (фиг. 2) расположен на одной, например нижней, а правый зигзаг 4 на другой, например верхней, половине стержней. При этом на каждой половине стержня расположены две секции разных фаз с ,соотношением витков 1: 0,366 для того, чтобы переменные магнитные потоки в стержнях были бы сдвинуты по фазе на 15 от по.ложения, которое они имели бы при отсутствии секции другой фазы. Обмотка соединяется таким образом, чтобы угол сдвига .на верхней половине стержней был бы

+ 15, а на нижней половине стержней — 15 . Возможно также соединение наоборот (фиг. 3). Секции обмотки подмагничивания 2 соединены в каждой половине магнитопровода через один стержень последовательно, образуя на верхних и нижних половинах стержней два встречно-параллельно включенных разомкнутых треугольника, причем у рядом расположенных секций намагничивающие силы направлены встречно, т. е. намагничивающие силы секций обмотки подмагничивания в пределах одного стержня направлены согласно. В этом случае постоянный магнитный поток подмагничивания замыкается по стержням и ярмам 5 и 7. В ярме 6 постоянный магнитный поток отсутствует.

Для уменьшения наибольшей наводимой в обмотке подмагничивания 2 переменной

ЭДС каждая секция может быть разделена на подсекции, которые соединяются между собой аналогично изложенному.

Управляемый реактор работает следующим образом.

Подмагничивание постоянным током магнитопровода реактора уменьшает магнитную проницаемость стали и, следовательно, магнитную проницаемость стали, а также индуктивное сопротивление фазных обмоток 3 и 4. Изменяя величину тока подмагничивания, можно регулировать сопротивление трехфазных обмоток 3 и 4, так как каждая из обмоток состоит из двух групп, нейтрали которых друг от друга разделены (фиг. 2 и 3), электромагнитная связь по постоянному току между трехфазной и подмагничивающей обмотками отсутствует.

Направление четных гармоник тока при подмагничивании в одноименных фазах этих двух групп противоположно, поэтому четные гармоники взаимно компенсируются и в сеть не попадают. Для исключения потоков рассеяния третьей гармоники на стержнях имеется возможность протекания и замыкания токов этих гармоник в пределах обмотки подмагничивания 2 по параллельно соединенным треугольникам.

Компенсация пятой и седьмой гармоник в кривой потребляемого тока осуществляется за счет того, что их направление в линейном токе одноименных фаз обмоток 3 и

4 в схеме соединений, которая дана на фиг.

2 и 3, оказывается противоположным и в сеть они не попадают. Таким образом, в кривой потребляемого реактором из сети тока отсутствуют высшие гармоники до десятой включительно при любой величине тока подмагничивания. Кривая потребляемого тока содержит только одиннадцатую и тринадцатую гармоники, уровень которых незначителен. При принятой схеме соединений обмоток 2, 3 и 4 и конструкции магнитопровода реактора площадь поперечного сечения ярм 5 и 7 достаточно выбрать немногим более 0,6, а ярма 6 — 0,3 от сечения стержня. В этом случае практически вся намагничивающая сила обмоток, расположенных на стержнях, будет расходоваться на проведение магнитного потока по стержням. В результате этого напряженность поля в ярмах по сравнению со стерж- 5 нями будет незначительна, а поток рассеяния (выпучивания) с ярм будет малым.

Например, при напряженности поля в стержнях (из стали 3413), равной 30 кА/м, напряженность поля в ярмах (из этой же ста- 10 ли) будет порядка 1,5 — 2,5 кА/м.

При соблюдении предложенной геометрии магнитопровода и при концентрическом расположении обмоток на каждом стержне поток магнитного рассеяния за пределы об- 15 моток заметно снижается и в принципе по своему уровню близок к потоку рассеяния силовых трансформаторов. Это положительно сказывается на регулировочных и перегрузочных способностях такого аппарата, 20 так как снижается относительная величина неуправляемого реактивного сопротивления реактора, а также величина добавочных потерь от полей рассеяния.

Формула изобретения

1. Трехфазный управляемый реактор, содержащий магнитопровод, обмотку подмагничивания, разделенную на секции, и 30 трехфазную обмотку переменного тока, соединенную в левый и правый зигзаги, расположенные на стержнях магнитопровода, отл и ч а ющи и с я тем, что, с целью снижения расхода активных материалов и повышения скорости регулирования, магнитопровод выполнен пространственным, симметричным, шестистержневым с тремя кольцевыми ярмами, причем стержни магнитопровода реактора разделены средним ярмом пополам, а секции обмотки подмагничивания в пределах каждой половины стержней включены в два встречно-параллельно соединенных открытых треугольника.

2. Реактор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью снижения потоков магнитного рассеяния, секции обмоток подмагничиванпя и трехфазных обмоток расположены íà стержнях магнитопровода концентрически.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 486385, кл. Н 01F 29/14, 1975.

2. Kramer %. Drehstromtransformator

mitregelbarem Magnetislerungsstrom, ETZ—

А, 1959. Н. 14.

3. Fisher F., Friedlander Е. D. С. controlled 100 MVA reactor — GEC Journal, 1955, vol. 22, № 2.

828231

i o

Редактор Т. Загребельная

Заказ 738/б Изд. № 305 Тираж 784 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4j5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель Л. Федосов

Техред И. Заболотнова

Корректоры: В. Нам и 3. Тарасова