RU2263991C2 - Controlled reactor-autotransformer - Google Patents

Controlled reactor-autotransformer Download PDF

Info

Publication number
RU2263991C2
RU2263991C2 RU2002105975/09A RU2002105975A RU2263991C2 RU 2263991 C2 RU2263991 C2 RU 2263991C2 RU 2002105975/09 A RU2002105975/09 A RU 2002105975/09A RU 2002105975 A RU2002105975 A RU 2002105975A RU 2263991 C2 RU2263991 C2 RU 2263991C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
winding
power
voltage
line
autotransformer
Prior art date
Application number
RU2002105975/09A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2002105975A (en
Original Assignee
Каленик Владимир Анатольевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Каленик Владимир Анатольевич filed Critical Каленик Владимир Анатольевич
Priority to RU2002105975/09A priority Critical patent/RU2263991C2/en
Publication of RU2002105975A publication Critical patent/RU2002105975A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2263991C2 publication Critical patent/RU2263991C2/en

Links

Images

Landscapes

  • Control Of Electrical Variables (AREA)

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: proposed device that can be used for reactive power correction in power transmission lines and for regulating total voltage level across this line has core with main leg carrying power winding built of top and bottom parts, compensating winding, and control winding. Control winding is wound on top part of power winding and incorporates sections closed through controllable thyristor unit. Device may also have second control winding similar in circuit arrangement and control process to first one but disposed between main leg and top part of power winding used for extending reactive power adjustment range.
EFFECT: ability of combining reactive power and voltage regulation functions within wide range in single device.
3 cl, 3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике, в частности к управляемым реакторам-автотрансформаторам, и может быть использовано для компенсации избыточной реактивной мощности линии электропередачи и изменения на ней общего уровня напряжения.The invention relates to electrical engineering, in particular to controlled autotransformer reactors, and can be used to compensate for excess reactive power of the power line and changes in it the general voltage level.

Известен управляемый реактор (Авторское свидетельство СССР №1541681, кл. H 01 F 29/14 [1]), изменение реактивной мощности которого осуществляется путем регулирования величины постоянного тока в обмотке подмагничивания. Реактор имеет вторичную обмотку для питания статического компенсатора реактивной мощности, используемого для регулирования напряжения на ЛЭП.A controlled reactor is known (USSR Author's Certificate No. 1541681, class H 01 F 29/14 [1]), the reactive power of which is changed by regulating the magnitude of the direct current in the magnetization winding. The reactor has a secondary winding for powering a static reactive power compensator used to control the voltage on the power lines.

Известен также трехфазный совмещенный реактор-автотрансформатор (Авторское свидетельство СССР №1781711, кл. H 01 F 29/14 [2]), предназначаемый для улучшения режимов работы дальних электропередач и обладающий возможностью непосредственного подключения к высоковольтной линии. Изменение реактивной мощности, потребляемой реактором-автотрансформатором (РА), осуществляется путем изменения тока обмотки управления, охватывающей один из стержней фазного модуля. Величина тока короткого замыкания этой обмотки регулируется встречно-параллельно включенными в ее цепь тиристорами. Изменение угла зажигания тиристоров приводит к снижению (увеличению) указанного тока, но при этом генерируются высшие гармоники в токе основной обмотки РА. Для устранения нечетных гармоник РА снабжен фазосдвигающими и компенсационными обмотками, что усложняет конструкцию устройства.Also known is a three-phase combined autotransformer reactor (USSR Author's Certificate No. 1781711, class H 01 F 29/14 [2]), designed to improve long-distance power transmission modes and having the ability to directly connect to a high-voltage line. The change in the reactive power consumed by the autotransformer (RA) reactor is carried out by changing the current of the control winding, covering one of the rods of the phase module. The magnitude of the short circuit current of this winding is regulated by thyristors counter-parallel connected to its circuit. A change in the ignition angle of the thyristors leads to a decrease (increase) in the indicated current, but higher harmonics are generated in the current of the main winding of the RA. To eliminate odd harmonics, the RA is equipped with phase-shifting and compensation windings, which complicates the design of the device.

Основная обмотка РА, выполненная по автотрансформаторной схеме, состоит из двух частей, между которыми включается дополнительный автотрансформатор (ДАТ) небольшой мощности, который совмещен с РА. Магнитопровод ДАТ подмагничивается постоянным током. Если подмагничивание отсутствует, то напряжение на обмотке ДАТ, включенной последовательно в основную обмотку, возрастает, а при определенном уровне подмагничивания снижается. Таким образом может регулироваться напряжение на среднем выводе основной обмотки РА, подключаемой, например, к линии электропередачи. Напряжение изменяется в пределах 8-14%, что недостаточно для осуществления глубокого регулирования напряжения на линии.The main winding of the RA, made by an autotransformer circuit, consists of two parts, between which an additional autotransformer (DAT) of small power is connected, which is combined with the RA. Magnetic circuit DAT is magnetized by direct current. If there is no magnetization, then the voltage across the DAT winding connected in series to the main winding increases, and at a certain level of magnetization it decreases. Thus, the voltage at the middle terminal of the main winding of the RA connected, for example, to the power line can be regulated. The voltage varies between 8-14%, which is not enough to carry out deep regulation of the voltage on the line.

Все управляемые шунтирующие реакторы (УШР) с подмагничиванием сердечника, в том числе и реакторы-автотрансформаторы типа [1], [2], имеют серьезные недостатки:All controlled shunt reactors (CSR) with magnetization of the core, including autotransformer reactors of the type [1], [2], have serious disadvantages:

- повышенное содержание высших гармонических, вызываемое насыщением сердечника и работой тиристоров при неполных углах открытия;- increased content of higher harmonics caused by saturation of the core and the operation of thyristors at incomplete opening angles;

- большая инерционность реактора, связанная с наличием постоянной составляющей в магнитном потоке.- large inertia of the reactor associated with the presence of a constant component in the magnetic flux.

Указанные недостатки реакторов в значительной степени устранены в УШР трансформаторного типа (Александров Г.Н. К методике расчета шунтирующих реакторов трансформаторного типа. - Электричество, 1998, №4 [3]). Этот реактор имеет конструкцию трансформатора с замкнутым магнитопроводом и обмотками: основной обмоткой, обмоткой управления и компенсационной для подавления нечетных гармоник. Управляющая обмотка (УО) охватывает основной стержень, а основная обмотка (OO) располагается поверх УО и охватывает ее по всей длине.The indicated shortcomings of the reactors have been largely eliminated in transformer-type CSRs (GN Alexandrov, On the methodology for calculating transformer-type shunt reactors. - Electricity, 1998, No. 4 [3]). This reactor has a transformer design with a closed magnetic circuit and windings: the main winding, control winding and compensation to suppress odd harmonics. The control winding (UO) covers the main rod, and the main winding (OO) is located on top of the UO and covers it along its entire length.

Изменение тока УО, осуществляемое тиристорными блоками, приводит к вытеснению магнитного потока из основного стержня и, как следствие, увеличению сопротивления этому потоку. При этом увеличивается ток реактора.The change in the current of the UO, carried out by thyristor blocks, leads to the displacement of the magnetic flux from the main rod and, as a result, an increase in the resistance to this flux. In this case, the reactor current increases.

Усовершенствованная модель этого реактора имеет допустимый уровень высших гармонических, потери в номинальном режиме не превышают 0,5%; но не предназначена для непосредственного регулирования напряжения на линии.An improved model of this reactor has an acceptable level of higher harmonic, losses in the nominal mode do not exceed 0.5%; but not intended to directly regulate line voltage.

Известно, что для осуществления оптимального по потерям активной мощности режима дальней электропередачи необходимо регулировать не только реактивную мощность в конечных узлах линии, но и общий уровень напряжения на ней (Электрические системы. Т.III. Передача электрической энергии постоянным и переменным током высокого напряжения. Под ред. В.А.Веникова. - М.: Высшая школа, 1975 [5]). Для обеспечения минимума потерь активной мощности в ЛЭП необходимо изменять напряжение на ней пропорционально корню квадратному из передаваемой мощности.It is known that for the implementation of the long-distance power transmission mode optimal for losses of active power, it is necessary to regulate not only the reactive power at the end nodes of the line, but also the overall voltage level on it (Electrical systems. T.III. Transmission of electrical energy by direct and alternating current of high voltage. Under Edited by V.A. Venikov. - M.: Higher School, 1975 [5]). To ensure minimum losses of active power in power lines, it is necessary to change the voltage on it in proportion to the square root of the transmitted power.

В какой-то мере такой режим может обеспечиваться реакторами [1] и [2]. Однако в силу технического несовершенства (отмеченного выше) и недостаточного диапазона регулирования напряжения использование их для оптимального управления режимами протяженных электропередач сверхвысокого напряжения весьма проблематично.To some extent, such a regime can be provided by reactors [1] and [2]. However, due to technical imperfections (noted above) and insufficient voltage regulation range, their use for optimal control of extended ultra-high voltage power transmission modes is very problematic.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому устройству является реактор-автотрансформатор [2], который способен осуществлять регулирование реактивной мощности и напряжения на одном из выводов основной обмотки.The closest in technical essence to the proposed device is an autotransformer reactor [2], which is capable of regulating reactive power and voltage at one of the terminals of the main winding.

Цель изобретения - совмещение в предлагаемом устройстве функций регулирования реактивной мощности и регулирования напряжения расширенного диапазона.The purpose of the invention is the combination in the proposed device of the functions of regulation of reactive power and voltage regulation of the extended range.

Поставленная цель достигается тем, что управляемый реактор-автотрансформатор, содержащий магнитопровод с ярмами и основным стержнем, вокруг которого расположены все обмотки: основная обмотка, состоящая из верхней и нижней частей со средним выводом, компенсационная обмотка, управляющая обмотка и управляемые тиристорные блоки со встречно-параллельно включенными тиристорами, выполнен так, что управляющая обмотка охватывает верхнюю часть основной обмотки. Кроме того, управляющая обмотка разделена на секции, соединенные последовательно, имеющие одинаковые высоты, равные высоте верхней части основной обмотки, а параллельно секциям включены управляемые тиристорные блоки последовательно с токоограничивающими дросселями. Управляемый реактор-автотрансформатор может быть выполнен со второй управляющей обмоткой, аналогичной по устройству рассмотренной выше, которая расположена между верхней частью основной обмотки и основным стержнем. Кроме того, начало основной обмотки и ее средний вывод подключены к входному узлу управляемого реактора-автотрансформатора через коммутаторы, например выключатели нагрузки.This goal is achieved by the fact that a controlled autotransformer reactor containing a magnetic circuit with yokes and a main rod around which all the windings are located: the main winding, consisting of upper and lower parts with a middle terminal, a compensation winding, a control winding and controlled thyristor blocks with an oncoming parallel connected thyristors, is made so that the control winding covers the upper part of the main winding. In addition, the control winding is divided into sections connected in series, having the same height equal to the height of the upper part of the main winding, and parallel to the sections, controlled thyristor blocks are connected in series with current-limiting chokes. A controlled autotransformer reactor can be made with a second control winding, similar to the device discussed above, which is located between the upper part of the main winding and the main rod. In addition, the beginning of the main winding and its average output are connected to the input node of the controlled autotransformer reactor through switches, for example, load switches.

Управляемый реактор-автотрансформатор (УРА) состоит из замкнутого магнитопровода, имеющего основной стержень 1, боковые ярма 2, торцевые ярма 3, кольцевые магнитные шунты 4, верхнюю часть основной обмотки 5, нижнюю часть основной обмотки 6, компенсационную обмотку (на фиг.1 не показана), управляющую обмотку 7.The controlled autotransformer reactor (URA) consists of a closed magnetic circuit having a main rod 1, side yokes 2, end yokes 3, ring magnetic shunts 4, the upper part of the main winding 5, the lower part of the main winding 6, the compensation winding (in Fig. 1 shown), the control winding 7.

Верхняя часть основной обмотки 5 охвачена по всей высоте управляющей обмоткой, разделенной на секции, одинаковой высоты, равной высоте верхней части основной обмотки. Параллельно указанным секциям включены управляемые тиристорные блоки (ТБ) 8 последовательно с токоограничивающими дросселями (ТД) 9, необходимыми для ограничения тока короткого замыкания секций. На фиг.2 показана также компенсационная обмотка 10, управляющая обмотка (УО) и основная обмотка (OO), состоящая из верхней 5 и нижней 6 частей со средним выводом 11.The upper part of the main winding 5 is covered over the entire height of the control winding, divided into sections, of the same height equal to the height of the upper part of the main winding. Parallel to these sections, controlled thyristor blocks (TB) 8 are connected in series with current-limiting chokes (TD) 9 necessary to limit the short circuit current of the sections. Figure 2 also shows the compensation winding 10, the control winding (UO) and the main winding (OO), consisting of the upper 5 and lower 6 parts with the middle terminal 11.

УО замыкается ТБ, рассчитанным на полную мощность УРА. При запертых тиристорах ток в УО отсутствует и мощность реактора минимальна (режим холостого хода). При полностью открытых тиристорах ТБ ток в OO и УО максимален (наибольшая мощность УРА). В этом режиме напряжение на OO равно номинальному, как и в режиме холостого хода. Это возможно, так как напряжение короткого замыкания УРА равно 100%. Последнее достигается расположением OO и УО на основном стержне с соответствующим воздушным зазором.UO closes TB, designed for the full power of the URA. With locked thyristors, the current in the UO is absent and the reactor power is minimal (idle mode). With fully open thyristors, the current in OO and UO is maximum (the highest power of the URA). In this mode, the voltage at OO is equal to the rated voltage, as in idle mode. This is possible, since the short circuit voltage of the URA is 100%. The latter is achieved by arranging OO and UO on the main rod with the corresponding air gap.

Короткозамкнутая УО не может иметь потокоспецлений с магнитным потоком УРА. Следовательно, в номинальном режиме работы УРА магнитный поток должен замыкаться таким образом, чтобы суммарное его потокосцепление с УО было равно нулю при обеспечении необходимого числа потоокосцепления с основной обмоткой. Это означает, что основная часть магнитного потока проходит вне УО - в межобмоточном пространстве и в объеме, занимаемом обмотками.A short-circuited UO cannot have flux-targeting with a URA magnetic flux. Therefore, in the nominal operating mode of the URA, the magnetic flux must be closed in such a way that its total flux linkage with the UO is zero while ensuring the necessary number of flux linkage with the main winding. This means that the main part of the magnetic flux passes outside the MA - in the inter-winding space and in the volume occupied by the windings.

В УРА при номинальном токе в воздух вытесняется практически весь магнитный поток. Потокораспределение в номинальном режиме показано на фиг.1. Мощный магнитный поток в воздухе может вызвать добавочные потери.In URA, at a rated current, almost the entire magnetic flux is displaced into the air. The flow distribution in nominal mode is shown in figure 1. Powerful magnetic flux in the air can cause additional losses.

Для его сбора и направления в магнитопровод торцы обмоток с двух сторон прикрываются кольцевыми магнитными шунтами 4.To collect it and direct it to the magnetic circuit, the ends of the windings on both sides are covered by ring magnetic shunts 4.

Реактивная мощность УРА регулируется путем замыкания отдельных секций УО. На фиг.2 УО разделена на 4 секции. Отдельные секции УО имеют различное пространственное положение по отношению к OO. В этом случае при напряжении к.з. OO относительно УО в целом равным Uк=100% напряжение к.з. OO относительно отдельных секций УО будет отличаться от 100% (различная величина зазоров) и ток секций может превысить номинальное значение. Для его ограничения вводятся дроссели. При включении одной секции УО ток УРА увеличивается примерно на 25%. При замыкании тиристоров ТБ-5 шунтируются все дроссели отдельных секций и ток OO увеличивается до номинального значения.The reactive power of the URA is regulated by closing the individual sections of the UO. Figure 2 UO is divided into 4 sections. Separate sections of the MA have different spatial positions with respect to OO. In this case, at a short circuit voltage OO relative to UO as a whole equal to U k = 100% short-circuit voltage OO relative to individual sections of the MA will differ from 100% (different sizes of gaps) and the current sections may exceed the nominal value. Chokes are introduced to limit it. When you turn on one section of UO, the URA current increases by about 25%. When thyristors TB-5 are closed, all inductors of individual sections are bypassed and the OO current increases to the nominal value.

Непрерывное регулирование реактивной мощности УРА осуществляется за счет изменения угла отпирания тиристоров. При неполном отпирании тиристоров появляются высшие гармонические в кривой тока. Однако возникающие высшие гармонические в кривой тока коммутируемого тиристорами контура возбуждают высшие гармонические в магнитном потоке, а те в свою очередь индуцируют противо-ЭДС в короткозамкнутом контуре. В результате высшие гармонические в кривой тока OO УРА эффективно подавляются. При разделении УО на секции эффективность подавления возрастает пропорционально кратности деления.Continuous regulation of the reactive power of the URA is carried out by changing the unlocking angle of the thyristors. With incomplete unlocking of the thyristors, higher harmonics appear in the current curve. However, the higher harmonics arising in the current curve of the thyristor-switched circuit excite the higher harmonics in the magnetic flux, and they, in turn, induce counter-EMF in the short-circuited circuit. As a result, higher harmonics in the OO URA current curve are effectively suppressed. When the UO is divided into sections, the suppression efficiency increases in proportion to the division ratio.

Главное предназначение УРА - оптимальное управление режимами дальних электропередач по напряжению на линии и потреблению избыточной реактивной мощности, генерируемой этой линией. Оптимальным будет такой процесс регулирования, при котором при увеличении передаваемой по линии активной мощности увеличиваются одновременно напряжение на линии и потребление реактивной мощности в конечных узлах [5].The main purpose of the URA is the optimal control of long-distance power modes by voltage on the line and the consumption of excess reactive power generated by this line. An optimal control process is that in which, when the active power transmitted through the line increases, the line voltage and the reactive power consumption at the end nodes increase simultaneously [5].

При увеличении потребляемой УРА реактивной мощности одновременно увеличивается напряжение на среднем выводе ОО. Рассмотрим этот процесс подробно.With an increase in the reactive power consumed by the URA, the voltage at the average OO terminal simultaneously increases. Consider this process in detail.

Допустим, что УО разделена на четыре секции и коммутируется с помощью ТБ-1 первая секция. По мере возрастания тока секции увеличивается вымещение магнитного потока из основного стержня в пространстве между обмотками, что приводит к увеличению тока ОО. Одновременно происходит уменьшение потокосцепления верхней части основной обмотки с магнитным потоком УРА и снижение ее противо-ЭДС. Следствием этого является перераспределение напряжения, приложенного к ОО, между ее частями в сторону повышения напряжения на среднем выводе ОО. По мере замыкания секций УО возрастает напряжение на линии, подключенной к среднему выводу ОО, и достигает номинального значения при закорачивании всех секций УО. Падение напряжения на верхней части ОО в этом режиме практически равно нулю, так как отсутствует противо-ЭДС из-за вымещения магнитного потока из зоны размещения верхней части ОО.Suppose that the UO is divided into four sections and the first section is switched using TB-1. As the section current increases, the displacement of the magnetic flux from the main rod in the space between the windings increases, which leads to an increase in the OO current. At the same time, there is a decrease in the flux linkage of the upper part of the main winding with the magnetic flux of the URA and a decrease in its counter-EMF. The consequence of this is the redistribution of the voltage applied to the OO between its parts in the direction of increasing voltage at the middle OO terminal. As the sections of the UO are closed, the voltage on the line connected to the middle terminal of the OO increases and reaches the nominal value when all UO sections are shorted. The voltage drop on the upper part of the OO in this mode is practically zero, since there is no counter-EMF due to the displacement of the magnetic flux from the zone of placement of the upper part of the OO.

При плавном изменении тока секции УО, когда производится регулирование угла отпирания тиристоров, постепенно увеличивается (снижается) реактивная мощность УРА одновременно с увеличением (снижением) напряжения на среднем выводе ОО.With a smooth change in the current of the UO section, when the thyristor turn-on angle is controlled, the reactive power of the URA gradually increases (decreases) simultaneously with an increase (decrease) in the voltage at the middle OO terminal.

Введение второй управляющей обмотки, размещенной между верхней частью ОО и основным стержнем, открывает возможность изменения реактивной мощности УРА без изменения напряжения на среднем выводе ОО. Для регулирования тока в секциях дополнительной УО может использоваться система, аналогичная описанной выше и относящаяся к УО, расположенной между верхней и нижней частями ОО.The introduction of the second control winding, located between the upper part of the OO and the main rod, opens the possibility of changing the reactive power of the URA without changing the voltage at the middle output of the OO. To regulate the current in the sections of the additional MA, a system similar to that described above and relating to the MA located between the upper and lower parts of the OO can be used.

Для осуществления оптимального по потерям режима дальней линии электропередачи необходимо изменять напряжение в ее конечных узлах в соответствии с выражениемTo implement the optimal loss mode of the long-distance power line, it is necessary to change the voltage at its end nodes in accordance with the expression

Figure 00000002
Figure 00000002

где Um - напряжение в начале (конце) линии; Р - активная мощность в начале (конце) линии; gm - параметр, определяемый обобщенными постоянными линии.where U m is the voltage at the beginning (end) of the line; P is the active power at the beginning (end) of the line; g m is a parameter determined by the generalized line constants.

При этом реактивная мощность реакторов (УРА) по концам линии должна изменяться по выражениюIn this case, the reactive power of reactors (URA) at the ends of the line should change in the expression

Figure 00000003
Figure 00000003

где Qm - мощность реактора в начале (конце) линии; Um - оптимальное значение напряжения в начале (конце) линии, определяемое по (1); bm - параметр, зависящий от обобщенных постоянных линии.where Q m is the reactor power at the beginning (end) of the line; U m is the optimal voltage value at the beginning (end) of the line, determined by (1); b m is a parameter depending on the generalized line constants.

Параметры gm и bm определяются по формуламThe parameters g m and b m are determined by the formulas

Figure 00000004
Figure 00000005
Figure 00000004
Figure 00000005

где А, В, С и D - обобщенные постоянные линии [5].where A , B , C and D are generalized constant lines [5].

Напряжение на линии Um, определяемое по (1), пропорционально корню квадратному из активной мощности соответствующего конца линии. При этом реактивная мощность, потребляемая УРА, определяется по (2). Управление током в секциях УО, осуществляемое тиристорами ТБ, вызывает одновременное изменение напряжения на линии и потребления из линии реактивной мощности. Эти изменения должны быть максимально приближены к значениям Um, Qm, определяемым соответственно по (1) и (2).The voltage on the line U m , determined by (1), is proportional to the square root of the active power of the corresponding end of the line. In this case, the reactive power consumed by the URA is determined by (2). Current control in the sections of the UO, carried out by thyristors TB, causes a simultaneous change in voltage on the line and consumption from the line of reactive power. These changes should be as close as possible to the values of U m , Q m , determined by (1) and (2), respectively.

На фиг.3 приведена схема включения УРА по концам линии электропередачи. Верхняя часть основной обмотки (ВОО) подключается к шинам концевых подстанций, а линия - к средним выводам (СВ) основной обмотки УРА.Figure 3 shows a diagram of the inclusion of URA at the ends of the power line. The upper part of the main winding (BOO) is connected to the buses of the terminal substations, and the line is connected to the middle terminals (CB) of the main winding of the URA.

При нагрузке линии, составляющей 10-20% ее натуральной мощности, УРА работают в режиме автотрансформатора, понижающего напряжение на линии на 30-40% от номинального уровня. Величина снижения общего уровня напряжения на линии согласуется с требованиями поддержания необходимого запаса устойчивости электропередачи.When the line load is 10-20% of its natural power, the URAs operate in an autotransformer mode, which reduces the voltage on the line by 30-40% of the nominal level. The magnitude of the decrease in the overall level of voltage on the line is consistent with the requirements of maintaining the necessary margin of stability of power transmission.

Следует заметить, что УРА в отправном конце линии работает на понижение напряжения, а в приемном конце - на повышение напряжения до уровня напряжения шин приемного узла.It should be noted that the URA at the starting end of the line works to lower the voltage, and at the receiving end - to increase the voltage to the voltage level of the buses of the receiving node.

В диапазоне изменения нагрузки линии до 20-25% ее натуральной мощности Рc пониженное напряжение остается неизменным (например UЛЭП=0,7 Uном.ЛЭП). Поддержание постоянства напряжения в конечных узлах линии может осуществляться за счет регулирования реактивной мощности УРА, установленных в этих узлах. Для этого требуется задействовать РО УРА, расположенную на основном стержне вплотную к нему с зазором по отношению к верхней части OO. Для упрощения чертежа на фиг.1 эта обмотка не показана. Если такая РО в УРА не предусматривается, то регулирование осуществляется другими средствами, предусматриваемыми на этот случай в конечных узлах линии.In the range of line load variation up to 20-25% of its natural power P c, the reduced voltage remains unchanged (for example, U power lines = 0.7 U nom . Maintaining a constant voltage at the end nodes of the line can be carried out by regulating the reactive power of the URA installed in these nodes. For this, it is necessary to use the RO URA, located on the main rod close to it with a gap with respect to the upper part of the OO. To simplify the drawing in figure 1, this winding is not shown. If such a RO is not provided for in the URA, then regulation is carried out by other means provided for in this case at the end nodes of the line.

При дальнейшем увеличении нагрузки (свыше 20-25%) регулируется (повышается) ток секций УО, расположенных между верхней и нижней частями OO, благодаря чему повышается напряжение на среднем выводе OO УРА (на линии электропередачи) и увеличивается потребляемая им избыточная реактивная мощность, генерируемая линией. Этот процесс одновременного увеличения напряжения и потребления реактивной мощности заканчивается при напряжении на линии, равном номинальному. Для линий 500 кВ с маркой провода 3×АСО-500 длиной 500, 1000, 1500 км указанное напряжение достигается при нагрузке, соответственно равной 0,35 Рc; 0,6 Рc; 1,0 Рc (где Рc - натуральная мощность, для ЛЭП-500 кВ Рc=900 МВт) [5]. С увеличением длины линии диапазон оптимального регулирования напряжения и реактивной мощности в функции нагрузки линии расширяется. При нагрузках, превышающих указанные значения (например, для ЛЭП-500 кВ длиной 500 км Р>0,35Рc), напряжение на ней поддерживается на неизменном уровне, равном номинальному. Регулирование напряжения производится УРА при его работе в реакторном режиме. Перевод УРА в этот режим может осуществляться различными способами. Наиболее приемлемым представляется способ, который основан на коммутации начального и среднего выводов основной обмотки. В режиме номинальной загрузки УРА (по реактивной мощности) напряжения на начальном и среднем выводах OO равны и могут быть замкнуты через коммутационный аппарат 12, например выключатель нагрузки. Тогда начало OO может быть отключено от входного зажима УРА, например, отделителем (см. фиг.2).With a further increase in load (over 20-25%), the current of the UO sections located between the upper and lower parts of the OO is regulated (increased), due to which the voltage at the middle OO output of the URA (on the power line) increases and the excess reactive power consumed by it increases line. This process of simultaneously increasing voltage and reactive power consumption ends when the voltage on the line is equal to the nominal. For lines of 500 kV with a wire grade 3 × ASO-500 with a length of 500, 1000, 1500 km, the indicated voltage is achieved at a load of 0.35 R c , respectively; 0.6 R s ; 1,0 R c (where R c is the natural power for a 500 kV transmission line, R c = 900 MW) [5]. As the line length increases, the range of optimal regulation of voltage and reactive power as a function of line load expands. At loads exceeding the indicated values (for example, for a 500 kV transmission line 500 km long P> 0.35 P s ), the voltage on it is maintained at a constant level equal to the nominal one. Voltage regulation is performed by the URA during its operation in the reactor mode. The translation of URA into this mode can be carried out in various ways. The most acceptable is a method that is based on switching the initial and average conclusions of the main winding. In the nominal load mode of the URA (by reactive power), the voltages at the initial and average terminals OO are equal and can be closed through a switching device 12, for example, a load switch. Then the beginning of OO can be disconnected from the input terminal of the URA, for example, by a separator (see figure 2).

Таким образом, коммутация сводится к шунтированию выводов начала и середины основной обмотки и следующему за ним отсоединению начала этой обмотки от входного зажима УРА.Thus, switching is reduced to shunting the findings of the beginning and middle of the main winding and the subsequent disconnection of the beginning of this winding from the input terminal of the URA.

При дальнейшем увеличении нагрузки линии УРА работает в режиме поддержания напряжения (в точке его подключения) на заданном уровне. Для этого производится постепенное снижение тока УО, достигающее нулевого значения при нагрузке, равной натуральной мощности линии.With a further increase in line load, the URA works in the mode of maintaining voltage (at the point of its connection) at a given level. To do this, a gradual decrease in the UO current is achieved, reaching zero at a load equal to the natural power of the line.

Предлагаемое устройство - УРА позволяет осуществить оптимальное управление сверхдальними ЛЭП сверхвысокого напряжения, которое базируется на одновременном регулировании общего уровня напряжения и потребления реактивной мощности в конечных узлах.The proposed device - URA allows for optimal control of ultra-long power lines of ultra-high voltage, which is based on the simultaneous regulation of the total voltage level and reactive power consumption at the end nodes.

Использование УРА в сверхдальних ЛЭП позволяет осуществить:The use of URA in ultra-long power lines allows you to:

- передачу энергии по линии без промежуточных устройств компенсации реактивной мощности;- transmission of energy through the line without intermediate reactive power compensation devices;

- успешное внедрение ЛЭП повышенной натуральной мощности ввиду более эффективного способа компенсации избыточной емкостной мощности линии;- successful implementation of power lines with increased natural power due to a more efficient way to compensate for excess line capacitive power;

- снижение затрат на сооружение ЛЭП;- lower costs for the construction of power lines;

- более надежное функционирование сверхдальней электропередачи.- More reliable operation of ultra-long power lines.

Claims (3)

1. Управляемый реактор-автотрансформатор, содержащий магнитопровод с ярмами и основным стержнем, вокруг которого расположены основная обмотка, состоящая из двух частей со средним выводом, начальный вывод первой части которой подключен к шинам концевых подстанций линии электропередач, а средний вывод - к линии электропередачи, компенсационная и управляющая обмотки, управляемые тиристорные блоки со встречно-параллельно включенными тиристорами, отличающийся тем, что управляющая обмотка охватывает первую часть основной обмотки, расположена между первой и второй ее частями и состоит из последовательно соединенных и равных по высоте первой части основной обмотки секций, параллельно которым подключены управляемые тиристорные блоки, начальный и средний вывод основной обмотки подключены к входному зажиму управляемого реактор-автотрансформатора через коммутационные аппараты.1. A controlled autotransformer reactor containing a magnetic circuit with yokes and a main rod, around which the main winding is located, consisting of two parts with an average terminal, the initial terminal of the first part of which is connected to the busbars of the terminal substations of the power line, and the middle terminal is to the power line, compensation and control windings, controlled thyristor blocks with on-parallel connected thyristors, characterized in that the control winding covers the first part of the main winding, located on the first and second portions thereof and consists of series-connected and are equal in height of the first portion of the main winding sections, which are connected in parallel driven thyristor units, the initial and average output of the main winding are connected to the input terminal managed reactor autotransformer via switching devices. 2. Управляемый реактор-автотрансформатор по п.1, отличающийся тем, что он снабжен расположенной между первой частью основной обмотки и основным стержнем магнитопровода второй управляющей обмоткой, состоящей из последовательно соединенных и равных по высоте первой части основной обмотки секций, параллельно которым подключены управляемые тиристорные блоки.2. The controlled autotransformer reactor according to claim 1, characterized in that it is provided with a second control winding located between the first part of the main winding and the main core of the magnetic circuit, consisting of sections connected in series and equal in height to the first part of the main winding, parallel to which controlled thyristor blocks. 3. Управляемый реактор-автотрансформатор по п.1 или 2, отличающийся тем, что последовательно с управляемым тиристорным блоком включен токоограничивающий дроссель.3. The controlled autotransformer reactor according to claim 1 or 2, characterized in that a current-limiting reactor is connected in series with the controlled thyristor unit.
RU2002105975/09A 2002-03-11 2002-03-11 Controlled reactor-autotransformer RU2263991C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002105975/09A RU2263991C2 (en) 2002-03-11 2002-03-11 Controlled reactor-autotransformer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2002105975/09A RU2263991C2 (en) 2002-03-11 2002-03-11 Controlled reactor-autotransformer

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2002105975A RU2002105975A (en) 2003-10-27
RU2263991C2 true RU2263991C2 (en) 2005-11-10

Family

ID=35865577

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2002105975/09A RU2263991C2 (en) 2002-03-11 2002-03-11 Controlled reactor-autotransformer

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2263991C2 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545511C2 (en) * 2013-05-21 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") Controlled shunting reactor-autotransformer
RU2797569C1 (en) * 2022-11-24 2023-06-07 Евгений Александрович Клочихин Autotransformer

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Электротехника. №2, 1991, с.41-48, рис.2, 4. *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2545511C2 (en) * 2013-05-21 2015-04-10 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "ВЯТСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ" (ФГБОУ ВПО "ВятГУ") Controlled shunting reactor-autotransformer
RU2797569C1 (en) * 2022-11-24 2023-06-07 Евгений Александрович Клочихин Autotransformer

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2384876C2 (en) Multi-level active filter
RU2297062C2 (en) Control shutting reactor-autotransformer
EP1565975B1 (en) A device and a method for control of power flow in a transmission line
RU2111632C1 (en) Controlled power supply
US20110242855A1 (en) Power Converter
RU2360316C2 (en) Controllable shunting reactor transformer
KR101297080B1 (en) Half bridges multi-module converter using series compensation
CN114586267B (en) Transformer apparatus
RU2352010C2 (en) Adjustable autotransformation reactor
JP2022538320A (en) Arc furnace power supply with converter circuit
RU2263991C2 (en) Controlled reactor-autotransformer
Iwata et al. Simulation study of a hybrid HVDC system composed of a self-commutated converter and a line-commutated converter
CN106057452A (en) Transformer capable of increasing impedance
WO1997020374A1 (en) Polyphase static var compensator arrangement
RU2308779C2 (en) Controlled reactor-autotransformer
Mohan et al. A novel, high-frequency, per-phase static var compensator
RU2115212C1 (en) Ac voltage regulator
RU2688882C1 (en) Controlled shunt reactor-autotransformer
SU1136275A1 (en) Pulse d.c.voltage regulator
RU2273909C1 (en) Electroinductive device
SU935896A1 (en) Device for adjusting three-phase voltage
JP3198790B2 (en) Three-phase to multi-phase conversion transformer
Nakamura et al. Application of orthogonal-core transformer to series compensation for power system
Bothe Resonant excitation of synchrotron magnets
JPH04289731A (en) Device for coping with power supply failure

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20070312