Шунтирующий реактор-компенсатор (варианты)
SHUNT REACTOR-COMPENSATOR (OPTIONS)

Предложение относится к электротехнике и используется в электросистемах.
Широко известная и применяемая схема /1/, шунтирующего реактора содержит силовые входы, обмотки подмагничивания, присоединенные к тиристорному выпрямителю. Недостаток такого устройства состоит в ограниченных функциональных возможностях - он не способен работать в области генерации реактивной мощности.
Прототипом предложения ко всем вариантам является шунтирующий реактор-компенсатор (далее ШРК) 121, содержащий управляемый реактор с подключенной к нему конденсаторной батареей отбора, вторыми выводами соединённую с входом мостового выпрямителя, полюса которого через дроссели подключены к входам управления реактора. Недостаток такого устройства состоит в сравнительно больших потерях энергии, происходящих из-за того, что оба источники реактивной мощность (конденсаторы и реактор) работают одновременно.
Техническая задача, решаемая данным изобретением, состоит в снижении потерь энергии.
Поставленная задача решается в 1-ом варианте за счет того, что параллельно входам реактора включен ключ. Поставленная задача решается во 2-ом варианте за счет того, что ШРК снажен тремя тиристорами, которые одноименными электродами соединены с входом выпрямителя, а другими электродами подключены к входу управления реактора, который через дроссель связан с инверсным полюсным выводам выпрямителя.
Поставленная задача решается в 3-ем варианте за счет того, что ШРК снабжен вторым выпрямительным мостом, объединенным входами с первым мостом, а полюса второго моста инверсно присоединены к управляющему входу реактора.
Дополнительно задача решается за счет того, что ШРК снабжен вторым ключом, контакты которого включены параллельно конденсаторной батарее.
На фиг. 1-4 приведены схемы ШРК, соответственно пунктам формулы. Он содержит; 1 - реактор, управляемый подмагничиванием, 2 - конденсаторная батарея, 3 - управляемый мостовой выпрямитель, 4, 5 - дроссели сглаживающие, 6 - контакт ключа, 7 - катодная (или возможна анодная) группа из трех дополнительных тиристоров, 8 - дополнительный (второй) выпрямительный мост, 9 - три контакта ключа (инверсные по отношению к контакту 6 этого же ключа).
ШРК работает следующим образом. В режиме потребления реактивной мощности он является плавно регулируемой трехфазной индуктивностью и подключается к высоковольтным линиям электропередач и сетям. Изменяя постоянный ток подмагничивания, подаваемый выпрямителем 3 в обмотки реактора 1, известным образом изменяют индуктивность реактора 1, а, следовательно, и реактивную мощность, потребляемую его обмотками из сети. При этом выпрямитель 3 питается от самого реактора известным образом, например - от дополнительной (компенсационной) обмотки или от отпаек основной обмотки. Используется конденсаторная батарея 2 отбора, мощность которой в таком режиме незначительна. В режиме генерации реактивной мощности замыкается ключ 6 и ток подмагничивания в реактор 1 не подается. Выпрямительный мост 3, будучи замкнут по полюсам (через дроссели 4 и 5) работает как регулятор переменного тока конденсаторной батареи 2, а реактор 1 работает как трансформатор или автотрансформатор. Аналогичный режим обеспечивается схемой на фиг.2 (2-ой вариант) - в работе находятся тиристоры 7 (в режиме потребления они были выключены), образующие катодную группу и анодная группа моста 3 (его катодная группа закрыта).
На фиг. 3 работают оба моста 3 и 8 в режиме генерации реактивной мощности, а в режиме потребления только один. В дополнительном варианте используются контакты 9, ключа, которые замыкают батарею 2 в режиме потребления.
Таким образом в обоих режимах работает (на полную или регулируемую мощность) только один реактивный элемент: реактор 1 или батарея 2, в то время как другой работает в режиме незначительной нагрузки реактивной мощностью: конденсатор 2 или реактор 1 (трансформаторный режим или авто). Благодаря этому исключаются перетоки реактивной мощности внутри ШРК, а, следовательно, снижаются потери электроэнергии и нагрев элементов. Последнее ведет также к повышению надежности.
Источники информации:
1. Патент на полезную модель РФ №136919, кл. H01F 29/14, Н02Р 13/00,, 17.07.2013.
2. Патент на изобретение РФ №2451353, кл. Н01Р 29/14, 27/26, 21.10.2010.