КЕРОВАНІ РЕАКТОРИ ДЛЯ ЕЛЕКТРОЕНЕРГЕТИКИ

В електроенергетиці широко використовуються регулятори реактивної потужності. У параграфі 5.1 розглянуті такі пристрої, виконані на основі лінійних реакторів зі зустрічно включеними тиристорами. Вони ефективні в мережах низької напруги, в той час як при напружених понад 1000 В виникають певні складнощі. Потрібно послідовне включення тиристорів (утворення «гірлянди» з тиристорів з вирівнюючими ланцюгами), створення високовольтних гальванічних розв'язок і т.д. У зв'язку з цим представляють інтерес регулятори реактивної потужності на основі керованого реактора [3]. Шляхом подмагничивающего муздрамтеатру можна протягом одного напівперіоду створювати інтервали з малої і великої индуктивностью реактора, що дозволяє регулювати реактивну потужність. Принципова схема реактора для однієї фази представлена на рис. 6.6,а. Реактор містить дві обмотки - мережеву (ОС) і управління (ОУ). Ці обмотки розділені на секції, кожна з яких знаходиться на одному зі стрижнів I і II розщепленого муздрамтеатру. На одному стрижні секції ОС і ОУ включені зустрічно, а на іншому - згідно. ОУ підключається до джерела напруги постійного струму U yy а ОС - до мережі.

Керований реактор з підмагнічуванням

Мал. 6.6. Керований реактор з підмагнічуванням:

а - спрощена схема; 6 - лінеаризоване крива намагнічування магіітопровода

Для розуміння принципу дії реальну криву намагнічування магіітопровода аппроксимируем трьома лінійними ділянками (рис. 6.6, б):

  • - вертикальним (2), відповідним ненасиченого стану при Н = 0 і індуктивності, рівній нескінченності;
  • - двома похилими ( 1, 3), відповідними насиченому станом магіітопровода, з відносно малою динамічної індуктивністю.

При підключенні ОС до напруги відбувається періодичний процес зміни індукції в муздрамтеатрі, максимальне значення якої В т визначається амплітудою напруги U m . При подмагні- чування крива зміни індукції вертикально зміщується на величину постійної складової В 0 , яка визначається напругою обмотки управління [/ у . Значення У 0 пов'язано через кут ср з кривою індукції, створюваної обмоткою ОС (рис. 6.7).

Можливі три режими роботи реактора, коли обидва стержня:

  • - Ненасичені (режим холостого ходу);
  • - насичуються по черзі в відповідний напівперіод (робочий режим);
  • - насичені (режим максимальної віддачі).

У режимі холостого ходу струм i c в обмотках ОС дорівнює нулю, так як індукція в магнітопроводі не перевищує B s . У робочому режимі потоки, створювані обмотками ОС і ОУ в насичує стрижні I, спрямовані згідно, а в стрижні II - зустрічно. Через полперіода напрямок потоку в стрижнях від обмотки ОС змінюється на протилежне і насичуватися буде вже стрижень II. При роботі з кутом ср всередині діапазону 0 <ср < п / 2 виникає переривчастий струм в ОС і ОУ. При цьому електромагнітні процеси в реакторі з підмагнічуванням і реакторі зі зустрічно-паралельними тиристорами (див. Параграф 5.1) ідентичні. У режимі максимальної віддачі в будь-який момент часу індукція в стрижнях більше індукції насичення B s . Цей режим має місце, якщо подмагничивание створює кут (р = л. Струм обмотки ОС максимальний і обмежується динамічної индуктивностью на похилих ділянках апроксимованої кривої намагнічування.

Процеси в реакторі при насиченні муздрамтеатру

Мал. 6.7. Процеси в реакторі при насиченні муздрамтеатру

Недоліком реакторів з підмагнічуванням є їх інерційність при зміні компенсується потужності.

Час зміни індуктивності реактора значно зменшується в конструкціях зі змінним ефективним перерізом муздрамтеатру [4]. Принцип дії таких реакторів заснований на витіснення магнітного потоку з обмотки управління при її короткому замиканні. Струм КЗ створює магнітний потік, спрямований зустрічно основному потоку обмотки ОС. В результаті відбувається витіснення магнітного потоку з простору мережевий обмотки і зменшення її індуктивності. Внаслідок чого струм, що протікає через реактор, зростає. Процес зміни індуктивності відбувається практично миттєво. На рис. 6.8 наведена спрощена конструкція реактора цього типу при нехтуванні площею перетину обмоток реактора. Реактор містить дві коаксіальні обмотки: мережеву (ОС) з діаметром d { і управління (ОУ) з діаметром d 2 . Котушки оточені сталевою рамою, що екранує навколишній простір від впливу реактора.

При розімкнутої обмотці управління магнітний потік проходить через весь внутрішній простір ОС, включаючи простір ОУ. замикання

ОУ призводить до виникнення в ній струму КЗ, що створює зустрічний магнітний потік в просторі Про У, а отже, і в мережевий обмотці. Ефективний переріз ОС в цьому випадку зменшується до величини

Індуктивність реактора також відповідно зменшиться:

де N { - число витків ОС; / - середня довжина магнітного потоку; р - магнітна проникність середовища, що проводить магнітний потік.

Спрощена конструкція реактора зі змінним перетином

Мал. 6.8. Спрощена конструкція реактора зі змінним перетином

Реальна конструкція дозволяє змінювати індуктивність не більше ніж в 3-4 рази. Відповідно до формули (6.11) збільшити діапазон регулювання індуктивності можливо шляхом зміни магнітної проникності р середовища в обмотці ОУ. Для цього всередину Про У поміщають стержень з електротехнічної сталі з високим значенням р. У такому реакторі при розімкнутої обмотці ОУ індуктивність збільшується в десятки разів за рахунок підвищення р на шляху магнітного потоку. При короткому замиканні ОУ магнітний потік витісняється з простору, де розташований згаданий стрижень. В результаті магнітний потік починає протікати в середовищі з низькою магнітною проникністю. В результаті індуктивність може змінюватися в сотні разів.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >