RU2410786C1 - Source of reactive power - Google Patents

Abstract

FIELD: electricity.

SUBSTANCE: invention refers to the sphere of electrical engineering. Source of reactive power (RPS) comprises three-phase capacitor battery made of sections connected through circuit breakers, three-phase magnetisation-controlled reactor (UShR) with six rods, besides, rods are coated with network windings connected to high-voltage grid, and control windings separated into parts, filters of high harmonics, controlled rectifier, lead for grounding, system of automatic control. At the same time parts of control windings are included into open double deltas and are connected to supply transformer of controlled rectifier and filters of high harmonics. The difference from available devices consists in the fact that the second three-phase capacitor battery is included, two open double deltas of control winding parts are connected in series, common point of serially connected double open deltas is connected to lead for grounding, and the second three-phase capacitor battery is connected to control windings.

EFFECT: provision of overvoltage protection.

9 dwg

Description

Изобретение относится к области электротехники, в частности к высоковольтным регулируемым электротехническим комплексам, и может использоваться в высоковольтных электрических сетях напряжением 110÷750 кВ для компенсации реактивной мощности и стабилизации напряжения.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to high-voltage regulated electrical complexes, and can be used in high-voltage electric networks with a voltage of 110 ÷ 750 kV to compensate for reactive power and voltage stabilization.

Известны традиционные средства компенсации и регулирования реактивной мощности в электрических сетях - синхронные компенсаторы (СК) и статические тиристорные компенсаторы (СТК). Аналогом предлагаемого изобретения по назначению и частично по составу оборудования является СТК, содержащий трехфазную силовую индуктивность и подключенную параллельно ей конденсаторную батарею [1]. Недостаток СТК в том, что он нуждается в закрытом помещении, специальном охлаждении деионизированной водой, специальном обслуживании, поскольку средством регулирования в них являются высоковольтные тиристорные ключи на номинальную мощность, не допускающую неизбежных в эксплуатации кратковременных и аварийных перегрузок. Кроме того, СТК не могут быть выполнены на напряжение 110÷750 кВ, что требует подключения их к промежуточному трансформатору на полную мощность либо к третичной обмотке существующих автотрансформаторов (что возможно в существующих сетях далеко не всегда). При этом значительно снижается эффективность регулирования реактивной мощности на стороне высокого напряжения. Кроме того, увеличивается стоимость оборудования, монтажа и эксплуатации.Known traditional means of compensation and regulation of reactive power in electrical networks - synchronous compensators (SC) and static thyristor compensators (STK). An analogue of the invention according to the purpose and partly according to the composition of the equipment is an STK containing a three-phase power inductance and a capacitor bank connected in parallel with it [1]. The drawback of the STK is that it needs an enclosed space, special cooling with deionized water, and special maintenance, since they are controlled by high-voltage thyristor switches with a rated power that prevents short-term and emergency overloads that are inevitable in operation. In addition, STK can not be performed at a voltage of 110 ÷ 750 kV, which requires connecting them to an intermediate transformer at full power or to the tertiary winding of existing autotransformers (which is not always possible in existing networks). This significantly reduces the efficiency of reactive power regulation on the high voltage side. In addition, the cost of equipment, installation and operation increases.

В то же время существует новый тип регулируемой силовой индуктивности - управляемый подмагничиванием реактор [2], на базе которого созданы источники реактивной мощности, лишенные указанных выше недостатков, успешно заменяющие СТК в сетях напряжением 110-750 кВ.At the same time, there is a new type of controlled power inductance - a magnetization controlled reactor [2], on the basis of which reactive power sources are created, devoid of the above disadvantages, successfully replacing STK in 110-750 kV networks.

Наиболее близким по назначению и составу оборудования (прототипом) является источник реактивной мощности [3], в котором недостатки устройства-аналога частично устранены. В известном устройстве имеется трехфазная секционированная конденсаторная батарея, трехфазный, управляемый подмагничиванием реактор с сетевой обмоткой и обмоткой управления. Части обмоток управления соединены в открытые двойные треугольники, также соединенные с выходом источника подмагничивания - управляемого выпрямителя. Прототип обеспечивает эффективное регулирование реактивной мощности в высоковольтных электрических сетях, снижение стоимости установленного оборудования. Однако он имеет недостатки. Из-за необходимости обеспечения нормальной работы и соблюдения правил техники безопасности один ввод выпрямителя должен быть заземлен. При этом схема оказывается несимметричной, что приводит к возникновению опасных перенапряжений на выпрямителе при переходных режимах. Кроме того, имеются затруднения при выборе параметров элементов конденсаторных батарей и выпрямителя (например, их номинальных напряжений), что снижает технико-экономические характеристики и функциональные возможности источника реактивной мощности (ИРМ).The closest in purpose and composition of the equipment (prototype) is the source of reactive power [3], in which the disadvantages of the analog device are partially eliminated. In the known device there is a three-phase partitioned capacitor bank, a three-phase, magnetization controlled reactor with a network winding and a control winding. Parts of the control windings are connected in open double triangles, also connected to the output of the magnetization source - a controlled rectifier. The prototype provides effective regulation of reactive power in high-voltage electrical networks, reducing the cost of installed equipment. However, it has disadvantages. Due to the need to ensure normal operation and compliance with safety regulations, one input of the rectifier must be grounded. In this case, the circuit turns out to be asymmetric, which leads to the occurrence of dangerous overvoltages on the rectifier during transient conditions. In addition, there are difficulties in choosing the parameters of the elements of capacitor banks and a rectifier (for example, their rated voltages), which reduces the technical and economic characteristics and functionality of a reactive power source (IRM).

Целью изобретения является ликвидация указанных недостатков, повышение надежности, улучшение технико-экономических характеристик и увеличение функциональных возможностей источника реактивной мощности.The aim of the invention is to eliminate these drawbacks, increase reliability, improve technical and economic characteristics and increase the functionality of a reactive power source.

Указанная цель достигается тем, что в источник реактивной мощности, содержащий трехфазную конденсаторную батарею, выполненную из подключенных через выключатели секций, трехфазный, управляемый подмагничиванием реактор с шестью стержнями, причем стержни охвачены сетевыми обмотками, подключенными к сети высокого напряжения, и разделенными на части обмотками управления, фильтры высших гармоник, управляемый выпрямитель, ввод для заземления, систему автоматического управления, при этом части обмоток управления включены в открытые двойные треугольники и соединены с трансформатором питания управляемого выпрямителя и фильтрами высших гармоник, введена вторая трехфазная конденсаторная батарея, два открытых двойных треугольника частей обмоток управления соединены последовательно, общая точка последовательно соединенных двойных открытых треугольников подключена к вводу для заземления, а вторая трехфазная конденсаторная батарея подсоединена к обмоткам управления.This goal is achieved by the fact that in the source of reactive power, containing a three-phase capacitor bank made of sections connected via switches, a three-phase, magnetically controlled reactor with six rods, the rods being covered by network windings connected to a high voltage network and divided into parts by control windings filters of the highest harmonics, controlled rectifier, grounding input, automatic control system, while parts of the control windings are included in open double triangles and are connected to the power transformer of the controlled rectifier and filters of higher harmonics, a second three-phase capacitor bank is introduced, two open double triangles of the parts of the control windings are connected in series, a common point of the double open triangles connected in series is connected to the ground input, and the second three-phase capacitor battery is connected to the windings management.

На фиг.1. дана принципиальная схема трехфазного источника реактивной мощности в однофазном изображении. На фиг.2 показано расположение обмоток на стержнях магнитопровода трехфазного, управляемого подмагничиванием реактора (УШР), на фиг.3 - схема трехфазных секционированных батарей статических конденсаторов (БСК), на фиг.4 - схема трехфазного индуктивно-емкостного LC-фильтра высших гармоник (ФКУ), на фиг.5 - схема управляемого полупроводникового выпрямителя (ПП). На фиг.6 показаны сетевые обмотки, схема их соединений, части обмоток управления и вводы реактора (А, В и С), на фиг.7 представлена схема соединений частей обмоток управления реактора. На фиг.8 и фиг.9 показаны два варианта однофазных, управляемых подмагничиванием реакторов для использования их в трехфазной группе.In figure 1. A schematic diagram of a three-phase reactive power source in a single-phase image is given. Figure 2 shows the location of the windings on the rods of a three-phase magnetic circuit controlled by magnetization of the reactor (CSR), figure 3 is a diagram of a three-phase partitioned battery of static capacitors (BSK), figure 4 is a diagram of a three-phase inductance-capacitive LC filter of higher harmonics ( PKU), figure 5 is a diagram of a controlled semiconductor rectifier (PP). Figure 6 shows the network windings, the diagram of their connections, parts of the control windings and the inputs of the reactor (A, B and C), Fig.7 shows the connection diagram of the parts of the control windings of the reactor. On Fig and Fig.9 shows two options for single-phase, controlled by magnetizing reactors for use in a three-phase group.

К шинам 1 трехфазной сети 110-750 кВ (фиг.1) подсоединена первая трехфазная конденсаторная батарея 2 - БСК₁ (фиг.2). Она имеет две секции 3 и 4 с секционными выключателями 5 и 6. К сети подключен УШР 7 через выключатель 8.To the buses 1 of the three-phase network 110-750 kV (figure 1) connected to the first three-phase capacitor bank 2 - BSK ₁ (figure 2). It has two sections 3 and 4 with sectional switches 5 and 6. CSR 7 is connected to the network through switch 8.

К обмотке управления реактора (ОУ) подключен своим выходом (вводами «+» и «-») управляемый полупроводниковый выпрямитель ПП 9 (фиг.1 и фиг.5), а также вторая трехфазная секционированная конденсаторная батарея БСК₂ 10 (фиг.1) и трехфазный индуктивно-емкостной LC-фильтр высших гармоник (ФКУ) 11 (фиг.1 и фиг.4). ОУ подключена также к вводу для заземления 12 (фиг.1 и фиг.7).A controlled semiconductor rectifier PP 9 (Fig. 1 and Fig. 5), as well as a second three-phase sectioned capacitor bank BSK ₂ 10 (Fig. 1) are connected to the control winding of the reactor (OA) by their output (inputs "+" and "-") and a three-phase inductive-capacitive LC filter of higher harmonics (PKU) 11 (figure 1 and figure 4). The op-amp is also connected to the input for grounding 12 (Fig. 1 and Fig. 7).

Вход ПП 9 (вводы «≈») подсоединен к ОУ (питание трансформатора в ПП переменным током, фиг.1 и фиг.5).The input of the software 9 (inputs "≈") is connected to the op-amp (power transformer in the software with alternating current, figure 1 and figure 5).

Управление ПП 9 осуществляется системой автоматического регулирования 13 (САУ), к которой подводятся сигналы от трансформаторов тока и напряжения (на схеме не показаны). САУ 13 осуществляет автоматическое (при необходимости и ручное) регулирование тока подмагничивания и реактивной мощности УШР 7, управление коммутацией секционных выключателей БСК₁ 2 и БСК₂ 10, а также ряд других функций регулирования и защиты в аварийных режимах.The control of the software 9 is carried out by an automatic control system 13 (ACS), to which signals from current and voltage transformers are supplied (not shown in the diagram). SAU 13 carries out automatic (if necessary, manual) regulation of the magnetization current and reactive power of the CSR 7, control of the switching of section switches BSK ₁ 2 and BSK ₂ 10, as well as a number of other regulation and protection functions in emergency conditions.

Магнитная система УШР (фиг.2) содержит шесть стержней 14 (по 2 стержня на каждую фазу), а также ярма - вертикальные 15 и горизонтальные 16. Обозначение стержней A1, A2, B1, B2, C1 и C2. Каждый стержень 14 охвачен сетевой обмоткой 17 и ОУ, разделенной на две части 18 и 19.The magnetic CSR system (FIG. 2) contains six rods 14 (2 rods for each phase), and the yokes — vertical 15 and horizontal 16. The designation of the rods A1, A2, B1, B2, C1 and C2. Each rod 14 is covered by a network winding 17 and an op-amp, divided into two parts 18 and 19.

Расположение в магнитопроводе УШР стержней 14 в порядке A1-B1-C1-A2-B2-C2 необходимо для обеспечения оптимального распределения магнитной индукции по частям ярем, что обеспечивает минимальный расход электротехнической стали в ярмах.The location in the magnetic core of the CSR of the rods 14 in the order A1-B1-C1-A2-B2-C2 is necessary to ensure the optimal distribution of magnetic induction in parts by the core, which ensures the minimum consumption of electrical steel in yokes.

Сетевые обмотки (СО) 17 стержней каждой фазы соединены попарно параллельно: A₁ и A₂, B₁ и B₂, C₁ и C₂ (фиг.6). Две части обмотки управления 18 и 19 первого стержня A1 фазы A обозначены а₁₁ и а₁₂ (первый индекс - номер стержня, второй - номер части обмотки управления на стержне, при этом единицей обозначена верхняя часть, а двойкой - нижняя). Соответственно две части ОУ 18 и 19 второго стержня A2 фазы A обозначены а₂₁ и а₂₂. Аналогично обозначены части ОУ стержней B1, B2, C1 и C2 других фаз. Части обмоток 17 и 18 соединены в четыре открытых треугольника. Попарно открытые треугольники соединены параллельно:Network windings (CO) 17 rods of each phase are connected in pairs in parallel: A ₁ and A ₂ , B ₁ and B ₂ , C ₁ and C ₂ (Fig.6). Two parts of the control winding 18 and 19 of the first rod A1 of phase A are designated a ₁₁ and a ₁₂ (the first index is the number of the rod, the second is the number of the part of the control winding on the rod, with the unit indicating the upper part and the bottom two). Accordingly, the two parts of the OS 18 and 19 of the second rod A2 of phase A are designated a ₂₁ and a ₂₂ . The parts of the op-amp of rods B1, B2, C1 and C2 of other phases are similarly marked. Parts of the windings 17 and 18 are connected in four open triangles. Pairwise open triangles are connected in parallel:

с₁₁, в₁₁, а₁₁-в₁₂, а₁₂ с₁₂ иfrom ₁₁ to ₁₁ , and _{11 to 12} , and ₁₂ from ₁₂ and

а₂₁, с₂₁, в₂₁-в₂₂, а₂₂ с₂₂,and _{21, 21, 21} -to _22, and ₂₂ to _22,

Эти параллельно соединенные двойные открытые треугольники включены последовательно. Общая точка последовательно соединенных двойных открытых треугольников присоединена к вводу для заземления 12 (фиг.7).These parallel connected double open triangles are connected in series. The common point of the series-connected double open triangles is connected to the input for grounding 12 (Fig.7).

Фазы батарей конденсаторов БСК_2A, БСК_2B и БСК_2C подсоединяются к ОУ между попарно соединенными параллельно открытыми треугольниками к точкам соединений частей ОУ внутри каждого треугольника. На фиг.7 в левых попарно соединенных треугольниках с₁₁, в₁₁, а₁₁, и в₁₂ а₁₂ с₁₂ фаза A батареи БСК_2A подключена одним вводом к точке соединения частей ОУ с₁₁ и в₁₁, а вторым вводом - к точке соединения частей ОУ в₁₁ и a₁₂. Соответственно фаза БСК_2B - к точке соединений частей ОУ в₁₁ и а₁₁ и к точке соединения частей ОУ а₁₂ и с₁₂. В правых попарно соединенных треугольниках фаза БСК_2C подключена к точке соединения частей ОУ a₂₁ и с₂₁ и к точке соединения частей ОУ в₂₂ и а₂₂. Фазы фильтра высших гармоник ФКУ_A, ФКУ_B и ФКУ_C подсоединяются параллельно соответствующим фазам БСК_2A, БСК_2B и БСК_2C (фиг.7).The phases of the capacitor banks BSK _2A , BSK _2B and BSK _{2C are} connected to the op-amp between paired open parallel triangles to the connection points of the parts of the op-amp within each triangle. In Fig. 7, in the left pairwise connected triangles with ₁₁ , ₁₁ , ₁₁ , ₁₁ , and ₁₂ and ₁₂ with _12, phase A of the BSK _2A battery is connected with one input to the connection point of the parts of the op-amp with ₁₁ and ₁₁ , and with the second input to the point connection parts of the op amp in ₁₁ and a ₁₂ . Accordingly, the BSK _2B phase is to the point of connection of the parts of the op amp at ₁₁ and a ₁₁ and to the connection point of the parts of the op amp a ₁₂ and c ₁₂ . In the right pairwise connected triangles, the BSK _2C phase is connected to the connection point of the parts of the op amp a ₂₁ and with ₂₁ and to the connection point of the parts of the op amp at ₂₂ and a ₂₂ . The phases of the higher harmonics filter PKU _A , PKU _B and PKU _{C are} connected in parallel with the corresponding phases of BSK _2A , BSK _2B and BSK _2C (Fig. 7).

Питание ПП от ОУ осуществляется подключением входа ПП (вводы «≈») к точке соединения частей ОУ с₂₁ и в₂₁ и к точке соединения частей ОУ а₂₂ и с₂₂ (фиг.7).The power supply from the op-amp is connected to the input of the input (inputs "≈") to the connection point of the op-amp parts with ₂₁ and ₂₁ and to the connection point of the op-amp parts a ₂₂ and ₂₂ (Fig. 7).

Расположение двенадцати частей ОУ 18 и 19 а₁₁…с₂₂ в определенном порядке в каждом из 4-х открытых треугольников необходимо для того, чтобы обеспечить симметричное трехфазное напряжение на фазах БСК_2A, БСК_2B и БСК_2C и фазах ФКУ_A, ФКУ_B и ФКУ_C. Кроме того, применяя заданный порядок расположения частей обмоток, можно варьировать величину напряжения: U, 2U или √3U, где U - напряжение одной части ОУ в режиме холостого хода реактора.The arrangement of the twelve parts of the OS 18 and 19 a ₁₁ ... s ₂₂ in a certain order in each of the 4 open triangles is necessary in order to ensure a symmetrical three-phase voltage in the phases BSK _2A , BSK _2B and BSK _2C and phases PKU _A , PKU _B and PKU _C. In addition, using the specified arrangement of the parts of the windings, one can vary the magnitude of the voltage: U, 2U or √3U, where U is the voltage of one part of the op-amp in the idle mode of the reactor.

Например, в варианте на фиг.7 на фазы БСК; и ФКУ подается трехфазное напряжение величиной U_а, U_в и U_c, а на вход ПП (на вводы «≈» на фиг.1 и фиг.5) - напряжение величиной U_а. По модулю все напряжения равны U.For example, in the embodiment of FIG. 7, the BSK phases; and PKU is fed three-phase voltage value U _a, U _a and U _c, and PCB input (the input terminals «≈» 1 and 5), - the voltage value U _a. In absolute value, all voltages are equal to U.

При необходимости экспертизе могут быть предоставлены подробные обоснования выбора чередования частей ОУ в открытых треугольниках.If necessary, the examination can be provided with detailed justifications for the choice of alternating parts of the op-amp in open triangles.

Выполнение УШР, входящего в состав ИРМ, возможно не только в виде трехфазного реактора с одним магнитопроводом (фиг.2), но и в виде трехфазной группы однофазных реакторов.The implementation of CSR, which is part of the IRM, is possible not only in the form of a three-phase reactor with one magnetic circuit (figure 2), but also in the form of a three-phase group of single-phase reactors.

В магнитопроводе каждого однофазного реактора имеется два стержня 14, ярма вертикальные 15 и горизонтальные 16 (фиг.8 и фиг.9). Стержни охвачены сетевой обмоткой 17 и ОУ, состоящей на каждом стержне из двух частей 18 и. 19. Если стержни 14 и части ОУ 18 и 19 имеют круглое сечение, то оба стержня реактора охвачены двумя круглыми сетевыми обмотками 17 (фиг.8). Если стержни 14 и части ОУ 18 и 19 имеют овальное сечение, то оба стержня реактора охвачены одной круглой сетевой обмоткой 17 (фиг.9). В трехфазной группе однофазных реакторов в сумме имеется шесть стержней, охваченных сетевой обмоткой и частями ОУ. Поэтому для трехфазной группы применяются все ранее рассмотренные схемы соединений.In the magnetic circuit of each single-phase reactor there are two rods 14, vertical yokes 15 and horizontal 16 (Fig. 8 and Fig. 9). The rods are covered by a network winding 17 and op-amp, consisting on each rod of two parts 18 and. 19. If the rods 14 and parts of the OS 18 and 19 have a circular cross-section, then both rods of the reactor are covered by two round network windings 17 (Fig. 8). If the rods 14 and parts of the OS 18 and 19 have an oval cross-section, then both rods of the reactor are covered by one round network winding 17 (Fig.9). In the three-phase group of single-phase reactors, in total there are six rods covered by the network winding and parts of the op-amp. Therefore, for the three-phase group, all previously considered connection diagrams are applied.

ОУ конструктивно может быть выполнена как в виде обмотки, разделенной по высоте на две части 18 и 19 (фиг.2, фиг.8, фиг.9), так и в виде двух обмоток, расположенных концентрично, или двух обмоток, вмотанных друг в друга.The op-amp can be structurally made both in the form of a winding divided in height into two parts 18 and 19 (Fig. 2, Fig. 8, Fig. 9), and in the form of two windings arranged concentrically, or two windings wound into each other friend.

Источник реактивной мощности работает следующим образом.The reactive power source operates as follows.

При полной нагрузке сети (в дневное время суток) из-за падения напряжения возникает недостаток реактивной мощности и снижение напряжения сети. САУ 13, получив соответствующую информацию о величине напряжения в сети, вырабатывает и передает сигналы на включение выключателями секций БСК₁ 2 и БСК₂ 10 и снижение до нуля напряжения УШР 7. УШР 7 снижает свой ток до минимального и переходит в режим холостого хода. ИРМ переходит в режим выдачи в сеть максимальной реактивной мощности от конденсаторной батареи.At full network load (in the daytime) due to a voltage drop, there is a lack of reactive power and a decrease in network voltage. ACS 13, having received the relevant information about the voltage in the network, generates and transmits signals to turn on the switches of the BSK ₁ 2 and BSK ₂ 10 sections and reduces the voltage of CSR 7 to zero. CSR 7 reduces its current to minimum and switches to idle mode. IRM goes into the mode of delivery to the network of maximum reactive power from a capacitor bank.

При снижении нагрузки (например, в ночное время суток) и ее отсутствии (в аварийных ситуациях) в сети имеется избыточная реактивная мощность из-за наличия распределенной емкости сети на землю. В сети возникает повышенное напряжение, для снижения которого необходима работа ИРМ в режиме потребления реактивной мощности. В этом случае САУ 13 автоматически обеспечивает работу в режиме потребляемой устройством реактивной мощности при отключенных БСК₁ 2 и БСК₂ 10 и включенном на полную мощность УШР 7. В этом режиме ПП 9, питаемый от обмоток управления УШР 7, загружен на полную мощность. Двойные открытые треугольники частей обмоток управления фактически переходят в режим работы, при котором цепи постоянного тока и подмагничивания и цепи переменного тока питания трансформаторов электрически работают независимо. В этом режиме, как и во всех режимах нагрузки, реактор фактически работает как реактор-трансформатор.With a decrease in load (for example, at night) and its absence (in emergency situations), the network has excess reactive power due to the presence of a distributed network capacity to the ground. An increased voltage occurs in the network, to reduce which an IRM is necessary in the mode of reactive power consumption. In this case, self-propelled guns 13 automatically ensures operation in the mode of reactive power consumed by the device when BSK ₁ 2 and BSK ₂ 10 are turned off and CSR _{7 is} turned on at full power. In this mode, software 9, powered from CSR 7 control windings, is loaded at full power. The double open triangles of the parts of the control windings actually go into operation mode, in which the DC and bias circuits and the AC power circuits of the transformers electrically work independently. In this mode, as in all load modes, the reactor actually works as a reactor-transformer.

В промежуточных режимах при изменении нагрузки в сети происходит изменение напряжения, и САУ 13, которая, регулируя ток подмагничивания УШР 7 и включение или отключение секций БСК₁ 2 и БСК₂ 10, автоматически поддерживает напряжение сети в заранее установленных в САУ 13 пределах.In intermediate modes, when the load in the network changes, the voltage changes, and the self-propelled guns 13, which, by adjusting the magnetizing current of the CSR 7 and turning sections BSK ₁ 2 and BSK ₂ 10 on or off, automatically maintains the mains voltage within the limits established in the self-propelled guns 13.

При работе УШР в заданных режимах в его токе могут возникать нелинейные искажения высшими гармониками. Радикальное снижение всех высших четных гармоник тока достигается параллельным включением двух СО в каждой фазе (A₁ и A₂, B₁ и B₂, C₁ и C₂). Радикальное снижение всех высших гармоник, кратных трем, достигается включением в треугольник ОУ. Включенный LC-фильтр ФКУ 11 обеспечивает необходимое снижение уровня высших гармоник (в основном 5-й и 7-й гармоник). Все указанные меры обеспечивают снижение нелинейных искажений в токе УШР и в напряжении на его сетевых вводах (A, B и C) до уровня, необходимого для соблюдения норм качества электрической энергии у потребителей.When the CSR operates in the specified modes, nonlinear distortions by higher harmonics can occur in its current. A radical decrease in all the higher even harmonics of the current is achieved by the parallel inclusion of two COs in each phase (A ₁ and A ₂ , B ₁ and B ₂ , C ₁ and C ₂ ). A radical decrease in all higher harmonics that are multiples of three is achieved by including an op-amp in the triangle. The included PKU 11 LC filter provides the necessary reduction in the level of higher harmonics (mainly the 5th and 7th harmonics). All these measures ensure the reduction of non-linear distortions in the CSR current and in the voltage at its network inputs (A, B and C) to the level necessary to comply with the standards of electric energy quality for consumers.

Отличием предлагаемого ИРМ от известных устройств является то, что схема позволяет осуществить симметричное заземление цепи обмоток управления УШР 7 и преобразователя ПП 9, что исключает возникновение на низковольтных ОУ недопустимого «плавающего потенциала» из-за емкостных и индуктивных паразитных связей со стороной высокого напряжения и из-за трансформирования перенапряжений со стороны сетевых обмоток. Это опасно из-за возможных разрядов и пробоев изоляции в УШР.The difference of the proposed IRM from known devices is that the circuit allows for symmetrical grounding of the control winding circuit of CShR 7 and converter PP 9, which eliminates the occurrence of an unacceptable "floating potential" on low-voltage op-amps due to capacitive and inductive spurious connections with the high voltage side and from -for the transformation of overvoltages from the side of the network windings. This is dangerous due to possible discharges and breakdowns of isolation in the CSR.

Полная симметричность схемы гарантирует отсутствие опасных перенапряжений на низковольтном выходе ПП (вводы «+» и «-») со стороны управляемого реактора при любых стационарных и переходных режимах, что опасно для тиристоров ПП, которые могут быть повреждены. Симметричность схемы отличает предлагаемое устройство и от прототипа, и от всех аналогов.The complete symmetry of the circuit guarantees the absence of dangerous overvoltages at the low-voltage output of the substation (inputs “+” and “-”) from the side of the controlled reactor under any stationary and transient conditions, which is dangerous for the thyristors of the substation that can be damaged. The symmetry of the circuit distinguishes the proposed device from the prototype, and from all analogues.

Повышение надежности ИРМ, гарантированное отсутствием опасных перенапряжений за счет полной симметричности схемы, полученное установкой новых связей между элементами устройства, - это один из основных положительных факторов. Также улучшаются другие технико-экономические характеристики ИРМ-конденсаторных батарей и LC-фильтров высших гармоник - за счет возможности оптимального выбора их номинальных напряжений. Полученные преимущества нового устройства в сумме увеличивают функциональные возможности ИРМ.Improving the reliability of the IRM, guaranteed by the absence of dangerous overvoltages due to the complete symmetry of the circuit, obtained by installing new connections between the elements of the device, is one of the main positive factors. Other technical and economic characteristics of IRM capacitor banks and LC filters of higher harmonics are also improved - due to the possibility of an optimal choice of their rated voltages. The resulting advantages of the new device in total increase the functionality of the IRM.

Работоспособность ИРМ и его высокие технико-экономические показатели подтверждены расчетами, математическим моделированием, результатами испытаний аналогичных устройств. На ближайшее время намечено изготовление опытных образцов ИРМ для серийного производства.The performance of the IRM and its high technical and economic indicators are confirmed by calculations, mathematical modeling, and test results of similar devices. In the near future, it is planned to manufacture prototypes of the IRM for mass production.

ЛИТЕРАТУРАLITERATURE

1. Статические тиристорные компенсаторы для энергосистем и сетей электроснабжения. Бортник И.М. и др. Электричество, 1985, №2.1. Static thyristor compensators for power systems and power supply networks. Bortnik I.M. et al. Electricity, 1985, No. 2.

2. Управляемые подмагничиванием электрические реакторы. Сб. статей./ Под ред. доктора тех. наук проф. А.М.Брянцева. - М.: Знак. 2004.2. Bias-controlled electrical reactors. Sat articles./ Ed. doctors of those. sciences prof. A.M. Bryantseva. - M .: Sign. 2004.

3. Патент на изобретение РФ №2335026 по заявке №2007128878, приоритет изобретения 27.07.2007. Опубликовано 27.09.2008.3. Patent for the invention of the Russian Federation No. 2335026 according to the application No. 2007128878, priority of the invention July 27, 2007. Published on September 27th, 2008.

Claims (1)

Источник реактивной мощности, содержащий трехфазную конденсаторную батарею, выполненную из подключенных через выключатели секций, трехфазный управляемый подмагничиванием реактор с шестью стержнями, причем стержни охвачены сетевыми обмотками, подключенными к сети высокого напряжения, и разделенными на части обмотками управления, фильтры высших гармоник, управляемый выпрямитель, ввод для заземления, систему автоматического управления, при этом части обмоток управления включены в открытые двойные треугольники и соединены с трансформатором питания управляемого выпрямителя и фильтрами высших гармоник, отличающийся тем, что введена вторая трехфазная конденсаторная батарея, два открытых двойных треугольника частей обмоток управления соединены последовательно, общая точка последовательно соединенных двойных открытых треугольников подключена к вводу для заземления, а вторая трехфазная конденсаторная батарея подсоединена к обмоткам управления. A reactive power source comprising a three-phase capacitor bank made of sections connected via switches, a three-phase bias-controlled reactor with six rods, the rods being covered by network windings connected to a high voltage network and divided into parts by control windings, higher harmonic filters, a controlled rectifier, grounding input, automatic control system, while parts of the control windings are included in open double triangles and connected to the transform with a controlled rectifier power supply and higher harmonic filters, characterized in that a second three-phase capacitor bank is introduced, two open double triangles of the parts of the control windings are connected in series, a common point of the double open triangles connected in series is connected to the ground input, and the second three-phase capacitor battery is connected to the windings management.

Images