Электрический реактор с подмагничиванием

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве управляемого шунтирующего реактора в сетях высокого напряжения, устанавливаемого для повышения пропускной способности сети, или компенсации реактивной мощности, или для стабилизации напряжения. Предлагаемый реактор выполнен для применения в трехфазной сети как трехфазная группа из трех однофазных дугогасящих реакторов, соединенных в треугольник и подключенных к фазам сети своими сетевыми обмотками. Реактор снабжен цифровой системой управления и системой предварительного подмагничивания. Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в увеличении надежности и снижении потерь в сети, а также в возможности компенсировать реактивную мощность и напряжение раздельно для каждой фазы, помогает убрать перекос напряжений трехфазной сети и снизить броски тока намагничивания при включении высоковольтного выключателя реактора.

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в качестве управляемого шунтирующего реактора в сетях высокого напряжения, устанавливаемого для повышения пропускной способности сети, или компенсации реактивной мощности, или для стабилизации напряжения.

Известен электрический реактор с подмагничиванием для применения в трехфазной сети как трехфазная группа из трех однофазных дугогасящих реакторов с их соединением в треугольник (прототип - патент РФ 2324251, МПК H01F 29/14, H01F 21/08 (2006.01), 2008 г.).

Недостатком этого устройства является высокая стоимость и невозможность пофазного управления из-за неоптимальной системы управления.

Задача, решаемая полезной моделью - повышение надежности, снижение стоимости, уменьшение потерь в сети, и расширение функциональности за счет системы управления, выполненной с возможностью пофазного управления токами сетевых обмоток дугогасящих реакторов.

Поставленная цель достигается тем, что в известном электрическом реакторе с подмагничиванием, включающем три однофазных управляемых подмагничиванием дугогасящих реактора, соединенных в треугольник сетевыми обмотками, в соответствии с полезной моделью, реактор снабжен системой управления, выполненной с возможностью пофазного управления реактором, и системой предварительного подмагничивания магнитной системы реактора.

Технический результат от использования всех существенных признаков полезной модели заключается в увеличении надежности и снижении потерь в сети, а также в возможности компенсировать реактивную мощность и напряжение раздельно для каждой фазы, помогает убрать перекос напряжений трехфазной сети и снизить броски тока намагничивания при включении высоковольтного выключателя реактора.

Наличие системы управления, связанной с датчиками линейных напряжений сети и токов нагрузки, значения с которых используются для определения отклонения значения и степени перекоса напряжений и реактивной мощности, потребляемой нагрузкой и последующей настройки реакторов на оптимальный уровень потребления реактивной мощности, совместно с системой предварительного подмагничивания магнитной системы реактора, позволяет увеличить надежность реактора, и снизить потери в сети. Использование реактора дает возможность компенсировать реактивную мощность и напряжение раздельно для каждой фазы, помогает убрать перекос напряжений трехфазной сети и снизить броски тока намагничивания при включении высоковольтного выключателя реактора.

Система управления позволяет компенсировать реактивную мощность и напряжение раздельно для каждой фазы, помогает убрать перекос напряжений трехфазной сети. Кроме того, возможность формирования системой управления тока предварительного подмагничивания реактора перед включением позволяет снизить бросок тока намагничивания и перенапряжения на обмотке управления в момент включения высоковольтного выключателя реактора.

Наличие системы предварительного подмагничивания обеспечивает возможность формирования системой управления тока предварительного подмагничивания реактора перед включением, позволяет снизить бросок тока намагничивания и перенапряжения на обмотке управления в момент включения высоковольтного выключателя реактора.

Экономический эффект заключается в адаптации недорогих серийно выпускаемых дугогасящих реакторов для компенсации реактивной мощности.

Предлагаемый электрический реактор с подмагничиванием поясняется чертежами.

Фиг.1 - принципиальная электрическая схема реактора.

Предлагаемый реактор выполнен для применения в трехфазной сети как трехфазная группа из трех однофазных дугогасящих реакторов 1, 2, 3, соединенных в треугольник и подключенных к фазам сети своими сетевыми обмотками 1а, 2в, 3с. Реактор снабжен цифровой системой управления 4 и системой предварительного подмагничивания 5.

При проектировании нужно учитывать, что некоторые типы дугогасящих реакторов не предназначены для долговременной работы, следовательно, для обеспечения долговременной работы необходимо выбирать реакторы большей номинальной мощности, чем требуется. С целью обеспечения стабилизации напряжения в сети или потребляемой реакторами реактивной мощности требуется изменить алгоритм их работы. Необходимо также обеспечить синхронную работу реакторов.

Реактор работает следующим образом.

Принцип работы системы управления 4 заключается в измерении линейных напряжений сети и фазных токов нагрузки, определении отклонения значения и степени перекоса напряжений и реактивной мощности, потребляемой нагрузкой. Возможность определения системой управления 4 указанных параметров позволяет системе 4 производить последующую настройку реакторов 1, 2, 3 на такой уровень потребления реактивной мощности, который обеспечит в зависимости от потребностей заказчика:

- либо стабилизацию напряжения,

- либо уменьшение перекоса напряжений сети,

- либо уменьшение реактивной мощности, потребляемой от сети.

Управление реакторами 1, 2, 3 осуществляется в соответствии с их заводскими требованиями и в зависимости от использованных типов дугогасящих реакторов: для РУОМ - фазо-импульсное, для УДГР - регулированием активной нагрузки в цепи управления, для ДРУМ - рабочим током подмагничивания и т.д.

Работоспособность предлагаемого управляемого подмагничиванием электрического реактора и его высокие технико-экономические показатели подтверждены расчетами, физическим моделированием, результатами испытаний макета. В предложенном реакторе по сравнению с прототипом уменьшена стоимость и расширены функциональные возможности системы управления - добавлена возможность пофазного регулирования мощности.

Кроме того, возможность формирования системой управления тока предварительного подмагничивания реактора перед включением позволяет снизить бросок тока намагничивания и перенапряжения на обмотке управления в момент включения высоковольтного выключателя реактора.

Управляемые трехфазные шунтирующие реакторы малой мощности не выпускаются по причине небольшого спроса на них. Заказчикам, имеющим потребность в реакторе небольшой мощности, как правило, приходится приобретать реакторы с большим запасом, что не выгодно экономически и технически: с реактором избыточной мощности будет больше потерь и больше искажений в сетевом токе реактора, поскольку потери и искажения пропорциональны номинальной мощности.

Маломощные дугогасящие реакторы выпускаются серийно, что дает производителям возможность устанавливать цены значительно меньшие, чем на шунтирующие реакторы (в пересчете на 1 МВАр мощности) и позволяет потребителям получить значительную экономическую выгоду от их применения в качестве шунтирующих.

Еще одно преимущество пофазного исполнения состоит в наличии возможности независимого управления токам разных фаз, и, таким образом, уменьшения перекоса, вызванного несимметричной нагрузкой. Такой перекос может достигать, например, 10% на подстанциях, питающих железную дорогу.

Кроме того, занимаемая реакторами площадь имеет критическое значение только в плотной городской застройке. Необходимость в шунтирующих реакторах в основном имеется в удаленных малонаселенных местах, например в Сибири, где места для строительства имеется с избытком. При этом следует учитывать, что почти втрое меньшие по массе и габаритам дугогасящие реакторы необходимой мощности проще транспортировать в отдаленные районы.

Заявляемое устройство может быть изготовлено с использованием известных констуктивных элементов (дугогасящих реакторов) и использовано в электрических сетях в качестве шунтирующих реакторов в сетях с изолированной нейтралью для повышения пропускной способности линий сверхвысокого напряжения, регулирования реактивной мощности и напряжения.

Электрический реактор с подмагничиванием, включающий три однофазных управляемых подмагничиванием дугогасящих реактора, соединенных в треугольник сетевыми обмотками, отличающийся тем, что реактор снабжен системой управления, выполненной с возможностью пофазного управления реактором, и системой предварительного подмагничивания магнитной системы реактора.