Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі (варіанти)

Реферат: Винахід належить до електротехнічних пристроїв і зокрема до високовольтних регульованих електротехнічних комплексів, і може використовуватися у високовольтних електричних мережах напругою 110…750 кВ для компенсації реактивної потужності та стабілізації напруги. Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі містить керований реактор, мережна обмотка якого підключена до мережі високої напруги, пристрої виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, силовий блок керування індуктивністю реактора, конденсаторну батарею, що містить принаймні дві секції конденсаторів, і електронну систему керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора та перемикачем секцій конденсаторної батареї. Технічним результатом, що досягається даним винаходом, є розширення діапазону регулювання генерації та зниження аварійних струмів і напруг в обмотках керованого реактора при комутаціях секцій конденсаторної батареї, поліпшення його експлуатаційних характеристик таких, як плавність регулювання і надійність, розширення функціональних можливостей пристрою, зниження вартості його виготовлення та експлуатації. UA 109619 C2 (12) UA 109619 C2 UA 109619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до області електротехніки, зокрема до високовольтних регульованих електротехнічних комплексів, і може використовуватися у високовольтних електричних мережах напругою 110…750 кВ для компенсації реактивної потужності та стабілізації напруги. Відомий пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі - статичний тиристорний компенсатор (СТК) (див. "Статические тиристорные компенсаторы для энергосистем и сетей электроснабжения". Бортник И.М. и др., Электричество, 1985, № 2), що містить реакторну групу - трифазну силову індуктивність, яка регулюється послідовно підключеними тиристорними ключами, і підключену паралельно їй конденсаторну батарею, що містить не менше двох секцій конденсаторів. У СТК регулювання споживання реактивною потужністю з мережі здійснюється шляхом включення або відключення окремих некерованих реакторів, що утворюють реакторну групу трифазну силову індуктивність, а регулювання видачі в мережу реактивної енергії. здійснюють підключенням або відключенням окремих секцій конденсаторної батареї. Число вимикачів тиристорних ключів, дорівнює числу груп реакторів і числу груп секцій конденсаторної батареї. У зв'язку з необхідністю зміни реактивної потужності невеликими частинами, потужність і напруга кожного реактора, що відключається, і конденсаторної батареї вибираються невеликими. При цьому число їх відповідає повній потужності групи. Відомий пристрій не може бути підключений безпосередньо до мережі з напругою 110-750 кВ. У цьому випадку потрібне підключення статичного тиристорного компенсатора до додаткового проміжного трансформатора на повну потужність або до додаткової третинної обмотки встановлених на підстанції автотрансформаторів, що можливо в існуючих мережах далеко не завжди. Крім того, високою є вартість устаткування, монтажу й експлуатації, тому що статичний тиристорний компенсатор займає велику площу підстанції, має потребу в охолодженні, закритому приміщенні і спеціальному обслуговуванні, оскільки засобом регулювання в ньому є високовольтні (до 35 кВ) тиристорні ключі на номінальну потужність, що не допускає неминучих в експлуатації короткочасних і аварійних перевантажень. Таким чином, недоліками відомого статичного тиристорного компенсатора є те, що він має обмежені функціональні можливості, недостатню надійність пристрою та високу вартість при виготовленні і експлуатації. Найбільш близьким за технічною суттю і результатом, що досягається, до обох варіантів технічного рішення, що заявляються, є пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі (див. п. РФ на винахід № 2282912 за заявкою № 2004121712 від 16.07.2004 р., опублікований 27.08.2006 р., МПК H01F 29/14, H02J 3/18), що містить керований реактор, мережна обмотка якого підключена до мережі високої напруги, пристрої виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, силовий блок керування індуктивністю реактора, конденсаторну батарею, що містить принаймні дві секції конденсаторів, і електронну систему керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора та перемикачем секцій конденсаторної батареї. У відомому пристрої регулювання реактивної потужності електричної мережі здійснюють зміною індуктивності мережних обмоток трифазного керованого реактора шляхом підмагнічування стрижнів реактора за допомогою обмоток керування і силового блока, а також комутацією секцій конденсаторної батареї. При цьому конденсаторна батарея підключена або до мережі, або до лінійних кінців обмотки, з'єднаної за схемою "трикутник" і встановленої в баці керованого реактора для компенсації струмів вищих гармонік у мережі. Керований реактор у відомому пристрої може бути підключений безпосередньо до мережі на напрузі 110-750 кВ і регулювати споживання реактивної потужності, а безпосереднє підключення до мережі конденсаторної батареї при високих напругах мережі неможливо. Конденсатори в конденсаторних батареях не випускаються на напругу більше 35 кВ, що приводить до необхідності виготовлення батарей з послідовно-паралельним їх з'єднанням. Приєднання конденсаторних батарей у відомому пристрої безпосередньо до мережі навіть у випадку, коли це можливо за значенням напруги мережі, викликає при комутаціях перенапруги і кидки струмів. Тому до кожної конденсаторної батареї на підстанції приєднують відповідно включеної ємності додатковий дугогасний реактор, що обумовлює велику вартість встановленого на підстанції устаткування. Пристрій займає велику площу підстанції, має потребу в спеціальному обслуговуванні. Приєднання конденсаторних батарей до лінійних кінців компенсаційної обмотки трифазного керованого реактора також не завжди можливо. По-перше, у ряді конструкцій керованих реакторів немає компенсаційних обмоток, а, по-друге, приєднання конденсаторних батарей до обмоток керування, які є в керованих реакторах, неможливо через негативний вплив комутацій 1 UA 109619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 секцій конденсаторів на вторинні ланцюги, як то силовий блок і систему автоматичного керування. Керування реактивною потужністю відомим пристроєм здійснюють по мінімальних і максимальних обмеженнях на діючі значення струмів і напруг, виміряні в точці підключення керованого реактора до мережі, що не дозволяє забезпечити високу точність і надійність керування при наявності вимог стабілізації реактивної потужності та завданні обмежень на її мінімальне і максимальне значення. При цьому не забезпечується ефективність регулювання реактивної потужності на стороні високої напруги. Перемикачі конденсаторних батарей займають багато місця на підстанції, а керування ними вимагає чіткої синхронізації роботи одночасно декількох різних пристроїв, що ускладнює систему керування і конструкції перемикачів. Це підвищує вартість устаткування та не дозволяє забезпечити необхідну надійність керування. Керування реактивною потужністю відомим пристроєм здійснюється підмагнічуванням магнітної системи керованого реактора з використанням силового блока керування у вигляді напівпровідникового випрямляча, розташованого на підстанції, де для нього потрібне додаткове місце і спеціальні додаткові трансформатори для його живлення. Таким чином, недоліками відомого пристрою регулювання реактивної потужності електричної мережі є те, що він має обмежені функціональні можливості, недостатню надійність пристрою і високу вартість при виготовленні й експлуатації. В основу винаходу поставлена задача удосконалення пристрою регулювання реактивної потужності електричної мережі, у якому шляхом введення нових елементів, нових зв'язків між ними та новим виконанням елементів забезпечується генерація реактивної потужності пристрою для мереж 110-750 кВ із одночасним розширенням діапазону регулювання генерації та зниженням аварійних струмів і напруг в обмотках керованого реактора при комутаціях секцій конденсаторної батареї, завдяки чому досягається поліпшення таких його експлуатаційних характеристик, як плавність регулювання і надійність, особливо, при наявності вимог стабілізації реактивної потужності і завданні обмежень на її мінімальне й максимальне значення, також розширюються функціональні можливості пристрою, знижується вартість його виготовлення та експлуатації. Поставлена задача по першому варіанту вирішується тим, що у відомому пристрої регулювання реактивної потужності електричної мережі, що містить керований реактор, мережна обмотка якого підключена до мережі високої напруги, пристрої виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, силовий блок керування індуктивністю реактора, конденсаторну батарею, що містить принаймні дві секції конденсаторів, і електронну систему керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора та перемикачем секцій конденсаторної батареї, новим є те, що мережна обмотка реактора містить принаймні один відвід, що через принаймні один перемикач приєднаний до секцій конденсаторної батареї. Поставлена задача по другому варіанту вирішується тим, що у відомому пристрої регулювання реактивної потужності електричної мережі, що містить керований реактор, мережна обмотка якого підключена до мережі високої напруги, пристрої виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, силовий блок керування індуктивністю реактора, конденсаторну батарею, що містить принаймні дві секції конденсаторів, і електронну систему керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора та перемикачем секцій конденсаторної батареї, новим є те, що керований реактор споряджений додатковою обмоткою, принаймні з одним відводом, нейтральний кінець якої заземлений, лінійний кінець ізольований, а відвід через принаймні один перемикач приєднаний до секцій конденсаторної батареї. Новим є також те, що перемикач, приєднаний до секцій конденсаторної батареї, принаймні одним відводом, виконаний у вигляді механічного або електронного перемикального пристрою та установлений у баці або на баці керованого реактора. Новим є також те, що силовий блок керування індуктивністю реактора виконаний у вигляді додаткового механічного або електронного перемикального пристрою, установленого в баці або на баці керованого реактора. Новим є також те, що пристрій містить додатковий блок виміру реактивної потужності, входи якого з'єднані з виходами пристроїв виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, а вихід з'єднаний із входом електронної системи керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора і перемикачем секцій конденсаторної батареї. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак пристрою по першому варіанту і технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі, який заявляється, а саме те, що мережна обмотка реактора 2 UA 109619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 містить принаймні один відвід, що через принаймні один перемикач приєднаний до секцій конденсаторної батареї, у сукупності з відомими ознаками дозволяє здійснювати генерацію реактивної потужності пристрою для мереж 110 кВ - 750 кВ із одночасним розширенням діапазону регулювання генерації та зниженням аварійних струмів і напруг в обмотках керованого реактора при комутаціях секцій конденсаторної батареї, завдяки чому досягається поліпшення таких його експлуатаційних характеристик, як плавність регулювання і надійність, особливо, при наявності вимог стабілізації реактивної потужності і завданні обмежень на її мінімальне й максимальне значення, також розширюються функціональні можливості пристрою, знижується вартість його виготовлення та експлуатації. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак пристрою по другому варіанту і технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі, який заявляється, а саме те, що керований реактор споряджений додатковою обмоткою принаймні з одним відводом, нейтральний кінець якої заземлений, а лінійний кінець ізольований, а відвід через принаймні один перемикач приєднаний до секцій конденсаторної батареї, у сукупності з відомими ознаками дозволяє здійснювати генерацію реактивної потужності пристрою для мереж 110 кВ - 750 кВ із одночасним розширенням діапазону регулювання генерації та зниженням аварійних струмів і напруг в обмотках керованого реактора при комутаціях секцій конденсаторної батареї, завдяки чому досягається поліпшення таких його експлуатаційних характеристик, як плавність регулювання і надійність, особливо, при наявності вимог стабілізації реактивної потужності і завданні обмежень на її мінімальне й максимальне значення, також розширюються функціональні можливості пристрою, знижується вартість його виготовлення та експлуатації. Крім того, те, що пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі, який заявляється, а саме те, що: - перемикач, приєднаний до секцій конденсаторної батареї принаймні одним відводом, виконаний у вигляді механічного або електронного перемикального пристрою й установлений у баці або на баці керованого реактора; - силовий блок керування індуктивністю реактора виконаний у вигляді додаткового механічного або електронного перемикального пристрою, установленого в баці або на баці керованого реактора; - пристрій містить додатковий блок виміру реактивної потужності, входи якого з'єднані з виходами пристроїв виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, а вихід з'єднаний із входом електронної системи керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора й перемикачем секцій конденсаторної батареї, також дозволяють здійснювати генерацію реактивної потужності пристрою для мереж 110750 кВ із одночасним розширенням діапазону регулювання генерації та зниженням аварійних струмів і напруг в обмотках керованого реактора при комутаціях секцій конденсаторної батареї, завдяки чому досягається поліпшення таких його експлуатаційних характеристик, як плавність регулювання і надійність, особливо, при наявності вимог стабілізації реактивної потужності і завданні обмежень на її мінімальне й максимальне значення, також розширюються функціональні можливості пристрою, знижується вартість його виготовлення та експлуатації. Це пояснюється таким. Те, що мережна обмотка реактора містить принаймні один відвід, що через принаймні один перемикач приєднаний до секцій конденсаторної батареї, дозволяє використати батарею конденсаторів як джерело реактивної потужності для мереж 110, 220, 330, 750 кВ без проміжних трансформаторів. Батареї конденсаторів не випускаються на напругу більше 35 кВ, тому підключити їх прямо до мережі (як це виконано в прототипі) можна тільки для мереж 35 кВ, а в інших випадках потрібний додатковий понижуючий трансформатор (наприклад з 500 кВ до 35 кВ) або наявність (як це виконано в прототипі) у керованому реакторі компенсаційної обмотки напругою 35 кВ. У пристрої регулювання реактивної потужності, що заявляється, для живлення конденсаторної батареї використовується частина витків мережної обмотки керованого реактора. При цьому тут може бути використаний керований реактор будь-якої конструкції, у тому числі і без вторинної компенсаційної обмотки. Частина мережної обмотки між відводом, що підключають до перемикача конденсаторної батареї, і заземленим кінцем мережної обмотки працює як заземлюючий реактор, що сприяє зменшенню аварійних струмів і перенапруг при комутаціях конденсаторної батареї і підвищує надійність пристрою. При цьому співвідношення індуктивностей частин реактора до та після відводу, підключеного до секцій конденсаторної батареї, може регулюватися, наприклад, може встановлюватися мінімальним. Перехід у режим 3 UA 109619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 мінімального співвідношення індуктивностей здійснюється за допомогою силового блоку керування індуктивністю і електронною системою автоматичного керування. Те, що керований реактор споряджений додатковою обмоткою принаймні з одним відводом, нейтральний кінець якої заземлений, а лінійний кінець ізольований, а відвід через принаймні один перемикач приєднаний до секцій конденсаторної батареї, також дозволяє використовувати батарею конденсаторів, як джерело реактивної потужності для мереж 110, 220, 330, 750 кВ без проміжних трансформаторів. При відключеній конденсаторній батареї по цій додатковій обмотці не тече струм, тому що один її кінець заземлений, а інший - ізольований (перебуває на холостому ходу). У цьому режимі вона не впливає на роботу керованого реактора по компенсації реактивної потужності. При включеному положенні перемикача секції конденсаторів конденсаторної батареї по цій обмотці тече ємнісний струм, що трансформується через мережну обмотку, тобто відбувається генерація реактивної потужності в мережу. Частина витків додаткової обмотки між відводом, що підключають до перемикача конденсаторної батареї, і заземленим кінцем у цьому режимі також працює як заземлюючий реактор і перешкоджає виникненню великих аварійних струмів і напруг при комутаціях конденсаторних батарей. Те, що керований реактор оснащений перемикачем, приєднаним до секцій конденсаторної батареї та принаймні до одного відводу обмотки реактора і виконаний у вигляді механічного або електронного перемикального пристрою, установленого в баці або на баці керованого реактора, дозволяє зменшити площу, необхідну для розміщення окремих вимикачів конденсаторних батарей на підстанції, підвищити надійність перемикань. Це забезпечується за рахунок застосування сучасних надійних механічних масляних перемикачів з вакуумними камерами або швидкодіючих електронних перемикальних пристроїв, охолоджуваних трансформаторним маслом. Секції конденсаторних батарей можуть бути з'єднані між собою послідовно або паралельно. Тому перемикальні пристрої секцій конденсаторної батареї можна з'єднувати з різними відводами мережної або додаткової обмотки, змінюючи не тільки ємність, що підключають, тобто число секцій конденсаторної батареї, що підключають, але й регулювати напруги на них, тобто додатково регулювати величину реактивної потужності, яку генерують у мережу. Величина реактивної потужності, що генерують секції конденсаторної батареї, пропорційна ємності, помноженої на квадрат напруги. Можливість підключення секцій конденсаторної батареї до різних відводів на мережній обмотці та відводах на додатковій обмотці дозволяє змінювати в зазначеному добутку не тільки величину ємності (як у прототипі), але й величину напруги, що приводить до розширення функціональних можливостей і підвищення надійності регулювання реактивної потужності в мережі. Те, що силовий блок керування індуктивністю реактора, виконаний у вигляді додаткового механічного або електронного перемикального пристрою, установленого в баці або на баці керованого реактора, дозволяє не тільки зменшити площу для розміщення устаткування на підстанції, але і використовувати для регулювання індуктивністю керовані реактори різних конструкцій, а не однієї певної, як у найближчому аналогу. Керовані реактори з застосуванням механічних вакуумних перемикачів мають меншу вартість, але і меншу швидкодію. У випадку застосування електронних перемикачів вони мають більшу швидкодію, але й більшу вартість. Оптимальний вибір конструкції того або іншого реактора залежить від конкретного мережного завдання, при цьому заявлений пристрій забезпечує розширення функціональних можливостей, підвищує надійність і знижує вартість виготовлення й експлуатації устаткування. Те, що пристрій містить додатковий блок виміру реактивної потужності, входи якого з'єднані з виходами пристроїв виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, а вихід з'єднаний із входом електронної системи автоматичного керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора й перемикачем секцій конденсаторної батареї, дозволяє здійснювати генерацію реактивної потужності пристрою для мереж 110 кВ - 750 кВ із одночасним розширенням діапазону регулювання генерації й зниженням аварійних струмів і напруг в обмотках керованого реактора при комутаціях секцій конденсаторних батарей. Забезпечується це тим, що створюється можливість підвищити точність керування при необхідності стабілізації реактивної потужності в межах заданих мінімального й максимального значень. У прототипі ж зазначене керування здійснювалося з недостатньою точністю й надійністю по обмірюваних діючих значеннях струмів і напруг у точці підключення, але без обліку обмірюваних значень кута зрушення фаз між ними. Таким чином, технічний результат пристроїв, що заявляються, полягає у забезпеченні генерації реактивної потужності пристрою для мереж 110 кВ - 750 кВ із оптимізацією витрат, розширенні діапазону регулювання генерації та зниженні аварійних струмів і напруг в обмотках 4 UA 109619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 керованого реактора при комутаціях секцій конденсаторних батарей, уточненні роботи системи автоматичного керування при стабілізації реактивної потужності в мережі. Пристрої, що заявляються, представлено кресленнями, де зображені: - на фіг. 1 - блок-схема пристрою у трифазному виконанні з додатковими відводами в мережних обмотках фаз, силовим блоком регулювання індуктивностей і перемикачами конденсаторних батарей зовнішньої установки; - на фіг. 2 - блок-схема пристрою у однофазному виконанні з додатковим відводом у мережній обмотці, силовим блоком регулювання індуктивності й перемикачами конденсаторних батарей зовнішньої установки; - на фіг. 3 - блок-схема пристрою з однофазним виконанням з відводами в додатковій обмотці, силовим блоком регулювання індуктивності й перемикачами конденсаторних батарей зовнішньої установки; - на фіг. 4 - блок-схема пристрою з однофазним виконанням з додатковими відводами в мережній обмотці для регулювання індуктивності й підключення секцій конденсаторних батарей, силовим блоком регулювання індуктивності у вигляді убудованого перемикача, і перемикачем конденсаторних батарей внутрішньої установки; - на фіг. 5 - блок-схема пристрою з однофазним виконанням з відводами в мережній та у додатковій обмотці, силовим блоком регулювання індуктивності у вигляді вбудованого в бак реактора перемикача, і перемикачем конденсаторних батарей внутрішньої установки; - на фіг. 6 - блок-схема пристрою з однофазним виконанням з відводами в мережній та у додатковій обмотці, силовим блоком регулювання індуктивності зовнішньої установки і двох перемикачів конденсаторних батарей внутрішньої установки при послідовному та паралельному з'єднанні секцій конденсаторних батарей. Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі по першому варіанту містить керований реактор 1, мережна обмотка 2 якого підключена до мережі високої напруги, пристрій 3 виміру струму в точці підключення до мережі, пристрій 4 виміру напруги в точці підключення до мережі, силовий блок 5 керування індуктивністю реактора 1, конденсаторну батарею 6, що містить принаймні дві секції 7 конденсаторів, і електронну систему 8 автоматичного керування силовим блоком 5 регулювання індуктивністю реактора 1 і зовнішнім перемикачем 9 секцій 7 конденсаторної батареї 6. Мережна обмотка 2 реактора 1 містить принаймні один відвід 10, що через принаймні один перемикач 9 приєднаний до секцій 7 конденсаторної батареї 6. Трифазне виконання пристрою показане на фіг. 1. Однофазне виконання показане на фіг. 2. Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі по другому варіанту містить керований реактор 1, мережна обмотка 2 якого підключена до мережі високої напруги, пристрій 3 виміру струму в точці підключення до мережі, пристрій 4 виміру напруги в точці підключення до мережі, силовий блок 5 керування індуктивністю реактора 1, конденсаторну батарею 6, що містить принаймні дві секції 7 конденсаторів, і електронну систему 8 автоматичного керування силовим блоком 5 регулювання індуктивністю реактора 1 і зовнішнім перемикачем 9 секцій 7 конденсаторної батареї 6. Керований реактор 1 оснащений додатковою обмоткою 11 з щонайменше одним відводом 12, нейтральний кінець обмотки 11 заземлений, лінійний кінець ізольований, а відвід 12 від витків додаткової обмотки 11 через, принаймні, один перемикач 9 приєднаний до секцій 7 конденсаторної батареї 6 (див. фіг. 3). Перемикач 13, з'єднаний із секціями 7 конденсаторної батареї 6, і принаймні з одним відводом 10 або 12, може бути виконаний у вигляді механічного або електронного перемикального пристрою і установлений у баці або на баці керованого реактора 1. У випадку, коли секції 7 конденсаторної батареї 6 з'єднані послідовно-паралельно, перемикач 13, або кілька перемикачів 13 (див. фіг. 6) може з'єднувати відводи 10 або 12 від обмоток 2 або 11, відповідно, і секцій 7 конденсаторної батареї 6 так, що одночасно змінюється і величина ємності конденсаторної батареї 6, що підключається, і величина напруги на ній, тобто розширюються можливості генерування реактивної потужності. Силовий блок 5 керування індуктивністю реактора 1, може бути виконаний у вигляді додаткового механічного або електронного перемикаючого пристрою 14, що установлений в баці або на баці керованого реактора 1 і має електричне з'єднання 15 з мережною обмоткою 2 (див. фіг. 4, 5, 6). Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі містить блок 16 виміру реактивної потужності, входи якого з'єднані з виходом пристрою 3 виміру струму і виходом пристрою 4 виміру напруги в точці підключення до мережі, а вихід з'єднаний із входом електронної системи 8 автоматичного керування силовим блоком 5 (або перемикачем 14) 5 UA 109619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 регулювання індуктивністю реактора 1 і перемикачем 9 (або перемикачем 13) секцій 7 конденсаторної батареї 6. Пристрої регулювання реактивної потужності електричної мережі, що заявляються, працюють таким чином. Пристрій по першому варіанту працює так. При підключенні до мережі керованого реактора 1 по мережній обмотці 2 протікає струм, вимірюваний пристроєм 3, наприклад, трансформатором струму, установленим на лінійному вводі реактора 1. При цьому уздовж витків мережної обмотки 2 розподіляється напруга, що змінюється від значення напруги в точці підключення до мережі до нуля, тому що нейтральний кінець керованого реактора 1 заземлений. Ця напруга виміряється пристроєм 4 виміру напруги в точці підключення до мережі, що може бути, наприклад, установленим на станції вимірювальним трансформатором напруги. Обмірювані миттєві значення струму та напруги синхронізовано надходять у блок 16 виміру реактивної потужності. При вимірі реактивної потужності враховуються не тільки амплітудні значення струмів і напруг, але й кут зрушення фаз між ними. Фактичне значення величини реактивної потужності передається в електронну систему 8 автоматичного керування, де воно порівнюється із заданими граничними значеннями, після чого електронна система 8 автоматичного керування формує сигнали керування для зміни споживання або зміни генерації реактивної потужності. При зміні споживання реактивної потужності, електронна система 8 автоматичного керування через перемикачі 9 або 13 секцій 7 конденсаторної батареї 6, установлених на підстанції, або усередині, або на баці керованого реактора 1, відключає секції 7 конденсаторної батареї 6 і переходить у режим стабілізації напруги в точці підключення до мережі за допомогою регулювання індуктивності мережної обмотки 2 керованого реактора 1. Регулювання індуктивністю мережної обмотки 2 здійснюється за допомогою силового блока 5 регулювання індуктивністю керованого реактора 1. Регулювання індуктивністю мережної обмотки 2 може здійснюватися різними методами підмагнічування ділянок магнітної системи керованого реактора 1 - поздовжнім, як у прототипі, або поперечним підмагнічуванням, або за допомогою убудованих у бак реактора 1 механічного або електронного перемикаючого пристрою 14, що змінює число включених витків у мережній обмотці 2. При цьому, наявність компенсаційної обмотки керованого реактора 1, призначеної для зменшення вищих гармонік струму мережної обмотки 2 (як у найближчому аналогу) не обов'язково. Для зменшення вищих гармонік цього струму можливе застосування інших методів. Наприклад, виконання стрижня магнітопроводу (на кресленні не показаний) керованого реактора 1 з повітряними зазорами, як у реакторах з поперечним підмагнічуванням, або із застосуванням фільтрів вищих гармонік струму, установлених на станції у вигляді окремих пристроїв. При зміні генерації реактивної потужності, електронна система 8 автоматичного керування переводить силовий блок 5 або перемикач 14 регулювання індуктивністю реактора в положення мінімальної індуктивності всієї мережної обмотки 2 або її частини між лінійним кінцем і відводом 10, з'єднаним через перемикач 9 або 13 із секціями 7 конденсаторної батареї 6. Потім, за допомогою перемикачів 9 або 13 здійснюється включення секцій 7 конденсаторної батареї 6 та ємнісний струм тече по відводах 10 мережної обмотки. При з'єднанні відводу 10 з мережною обмоткою 2 ємнісний струм попадає в мережу по електричному зв'язку, тобто відбувається генерація реактивної потужності в мережу. Частина витків мережної обмотки 2 між відводом 10, що підключають до перемикача 9 секцій 7 конденсаторної батареї 6, і заземленим кінцем, у цьому режимі працює як заземлюючий реактор і перешкоджає виникненню великих аварійних струмів і напруг при перемиканні конденсаторної батареї 6 і заземленим нейтральним кінцем мережної обмотки 2. Таким чином, пристрій за п. 1., формули працює у випадку наявності електричного зв'язку витків мережної обмотки 2 з секціями 7 конденсаторних батарей 6 і протікання ємнісного струму безпосередньо по витках мережної обмотки 2. Пристрій по другому варіанту працює так. При підключенні до мережі керованого реактора 1 по мережній обмотці 2 протікає струм, вимірюваний пристроєм 3, наприклад, трансформатором струму, установленим на лінійному вводі реактора 1. При цьому уздовж витків мережної обмотки 2 розподіляється напруга, що змінюється від значення напруги в точці підключення до мережі до нуля, тому що нейтральний кінець керованого реактора 1 заземлений. Ця напруга виміряється пристроєм 4 виміру напруги в точці підключення до мережі, що може бути, наприклад, установленим на станції вимірювальним трансформатором напруги. Обмірювані миттєві значення струму та напруги синхронізовано надходять у блок 16 виміру реактивної потужності. При вимірі реактивної потужності враховуються не тільки амплітудні значення струмів і напруг, але й кут зрушення фаз між ними. Фактичне значення величини реактивної 6 UA 109619 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 потужності передається в електронну систему 8 автоматичного керування, де воно порівнюється із заданими граничними значеннями, після чого електронна система 8 автоматичного керування формує сигнали керування для зміни споживання або зміни генерації реактивної потужності. При зміні споживання реактивної потужності, електронна система 8 автоматичного керування через перемикачі 9 або 13 секцій 7 конденсаторної батареї 6, установлених на підстанції, або усередині, або на баці керованого реактора 1, відключає секції 7 конденсаторної батареї 6 і переходить у режим стабілізації напруги в точці підключення до мережі за допомогою регулювання індуктивності мережної обмотки 2 керованого реактора 1. Регулювання індуктивністю мережної обмотки 2 здійснюється за допомогою силового блока 5 регулювання індуктивністю керованого реактора 1. Регулювання індуктивністю мережної обмотки 2 може здійснюватися різними методами підмагнічування ділянок магнітної системи керованого реактора 1 - поздовжнім, як у прототипі, або поперечним підмагнічуванням, або за допомогою убудованих у бак реактора 1 механічного або електронного перемикального пристрою 14, що змінює число включених витків у мережній обмотці 2. При цьому наявність компенсаційної обмотки керованого реактора 1, призначеної для зменшення вищих гармонік струму мережної обмотки 2 (як у найближчому аналогу) не обов'язково. Для зменшення вищих гармонік цього струму можливе застосування інших методів. Наприклад, виконання стрижня магнітопроводу (на кресленні не показаний) керованого реактора 1 з повітряними зазорами, як у реакторах з поперечним підмагнічуванням, або із застосуванням фільтрів вищих гармонік струму, установлених на станції у вигляді окремих пристроїв. При зміні генерації реактивної потужності, електронна система 8 автоматичного керування переводить силовий блок 5 або перемикач 14 регулювання індуктивністю реактора в положення мінімальної індуктивності всієї мережної обмотки 2. Потім, за допомогою перемикачів 9 або 13 здійснюється включення секцій 7 конденсаторної батареї 6 та ємнісний струм тече по відводах 12 додаткової обмотки 11. При з'єднанні відводу 12 з витками додаткової обмотки 11 він трансформується через мережну обмотку 2, тобто відбувається генерація реактивної потужності в мережу. Частина витків додаткової обмотки 11 між відводом 12, що підключають до перемикача 9 або 13 секцій 7 конденсаторної батареї 6, і заземленим кінцем, у цьому режимі працює як заземлюючий реактор і перешкоджає виникненню великих аварійних струмів і напруг при перемиканні конденсаторної батареї 6. Пристрій регулювання реактивною потужністю, що заявляється, може бути виготовлено з розміщенням відводів в середині чи на краях мережної обмотки, або в окремому концентрі мережної обмотки, що знаходиться на одному, або на різних стрижнях з основними витками мережної обмотки. Пристрої регулювання реактивною потужністю, що заявляються, можуть бути виготовлені в трифазному або однофазному виконанні з пофазним або одночасно трифазним регулюванням на існуючому устаткуванні з використанням відомих матеріалів і засобів, що підтверджує промислову застосовність об'єктів. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 45 50 55 60 1. Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі, що містить керований реактор, мережна обмотка якого підключена до мережі високої напруги, пристрої виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, силовий блок керування індуктивністю реактора, конденсаторну батарею, що містить принаймні дві секції конденсаторів, і електронну систему керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора та перемикачем секцій конденсаторної батареї, який відрізняється тим, що мережна обмотка реактора містить щонайменше один відвід, що через щонайменше один перемикач приєднаний до секцій конденсаторної батареї. 2. Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі, що містить керований реактор, мережна обмотка якого підключена до мережі високої напруги, пристрої виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, силовий блок керування індуктивністю реактора, конденсаторну батарею, що містить принаймні дві секції конденсаторів, і електронну систему керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора та перемикачем секцій конденсаторної батареї, який відрізняється тим, що керований реактор споряджений додатковою обмоткою щонайменше з одним відводом, нейтральний кінець якої заземлений, лінійний кінець ізольований, а відвід через щонайменше один перемикач приєднаний до секцій конденсаторної батареї. 7 UA 109619 C2 5 10 3. Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що перемикач, приєднаний до секцій конденсаторної батареї принаймні одним відводом, виконаний у вигляді механічного або електронного перемикального пристрою і установлений у баці або на баці керованого реактора. 4. Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що силовий блок керування індуктивністю реактора виконаний у вигляді додаткового механічного або електронного перемикального пристрою, установленого в баці або на баці керованого реактора. 5. Пристрій регулювання реактивної потужності електричної мережі за п. 1 або п. 2, який відрізняється тим, що він містить додатковий блок виміру реактивної потужності, входи якого з'єднані з виходами пристроїв виміру струму і напруги в точці підключення до мережі, а вихід з'єднаний із входом електронної системи керування силовим блоком регулювання індуктивністю реактора і перемикачем секцій конденсаторної батареї. 8 UA 109619 C2 9 UA 109619 C2 10 UA 109619 C2 Комп’ютерна верстка М. Шамоніна Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 11