РОССИЙСКАЯ ФЕДЕРАЦИЯ ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ, ПАТЕНТАМ И ТОВАРНЫМ ЗНАКАМ |
(19)
RU
(11)
(13)
C1
|
|||||
|
||||||
| Статус: | прекратил действие, но может быть восстановлен (последнее изменение статуса: 24.03.2023) |
| Пошлина: | учтена за 18 год с 14.07.2021 по 13.07.2022. Срок подачи ходатайства о восстановлении срока действия патента до 13.01.2026. |
|
(21)(22) Заявка: 2004121196/09, 13.07.2004 (24) Дата начала отсчета срока действия патента: (45) Опубликовано: 27.01.2006 Бюл. № 3 (56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: Управляемые подмагничиванием электрические реакторы: Сборник статей/Под ред. д.т.н., проф. А.М.Брянцева. М.: Знак, 2004. SU 1164795 А, 30.06.1985. RU 2132581 C1, 27.06.1999. SU 1721646 A1, 23.03.1992. SU 1756955 A1, 23.08.1992. SU 989597 A, 15.01.1983. SU 1803934 A1, 23.03.1993. ЕР 0106371 A3, 25.04.1984. Адрес для переписки: |
(72) Автор(ы):
(73) Патентообладатель(и):
|
(54) ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ РЕАКТОР С ПОДМАГНИЧИВАНИЕМ
(57) Реферат:
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для электрических управляемых подмагничиванием реакторов, устанавливаемых, например, в качестве дугогасящих реакторов в сетях с изолированной нейтралью, для компенсации реактивной мощности и др. Сущность изобретения состоит в следующем. Электрический реактор с подмагничиванием содержит шихтованную из листов электротехнической стали магнитную систему с верхним, нижним, средним и двумя боковыми ярмами, соосными верхним и нижним стержнями. На стержнях расположены верхняя и нижняя обмотки, каждая из которых состоит из двух частей, причем начала двух обмоток подключены к одному вводу реактора, а концы - к второму вводу. Реактор снабжен системой управления. Согласно изобретению, между боковыми ярмами и средним ярмом выполнены немагнитные зазоры, в реактор введены два полупроводниковых диода, при этом первый диод анодом подключен к концу одной части первой обмотки, а катодом - к началу второй части первой обмотки, второй диод катодом подключен к концу одной части второй обмотки, а анодом - к началу второй части второй обмотки. Система управления реактора подключена к анодам и катодам обоих диодов. Технический результат от использования данного изобретения состоит в том, что предложенный реактор позволяет расширить технические возможности за счет быстрого перехода к режиму максимальной мощности управляемого реактора, увеличить надежность работы за счет повышения электродинамической стойкости при коротких замыканиях и за счет применения вместо тиристоров со сложной системой управления диодов с простой системой управления, а также уменьшить потери и расход стали. 1 з.п. ф-лы, 7 ил.
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для управляемых подмагничиванием реакторов, устанавливаемых, например, в электрической сети в качестве дугогасящих реакторов в сетях с изолированной нейтралью, для компенсации реактивной мощности и др.
Известен электрический реактор с подмагничиванием [1]. В этом устройстве-аналоге имеется магнитная система со стержнями и ярмами, имеются две обмотки, охватывающие два соседних стержня, система управления. Недостатками аналога являются увеличенная материалоемкость и увеличенные потери мощности. Устройство обладает повышенными потерями на вихревые токи, возникающие в элементах конструкции из-за магнитного поля рассеяния.
Частично недостатки реактора [1] устранены в известном устройстве, являющемся наиболее близким по технической сущности к предполагаемому изобретению - управляемом подмагничиванием дугогасящем реакторе типа РУОМ [2]. В известном реакторе имеется бронестержневая совмещенная («двухэтажная») магнитная система с верхним, нижним, средним и двумя боковыми ярмами, соосными верхним и нижним стержнями. На стержнях расположены обмотки, состоящие из двух частей, имеется система управления. Недостатками прототипа является сниженная надежность из-за наличия в обмотке регулировочной части, при коротком замыкании которой возникают большие электродинамические силы в обмотках, а также увеличенные потери в стали и расход стали в ярмах.
Целью изобретения является расширение функциональных возможностей реактора за счет увеличения быстродействия перехода к режиму максимальной мощности управляемого реактора, повышение надежности за счет повышения электродинамической стойкости при коротких замыканиях, а также снижение добавочных потерь и уменьшение расхода стали в ярмах магнитной системы в мощных реакторах за счет применения магнитных шунтов в виде замкнутых прямоугольных рам.
Поставленная цель достигается тем, что в электрическом реакторе с подмагничиванием, содержащем шихтованную из листов электротехнической стали магнитную систему с верхним, нижним, средним и двумя боковыми ярмами, соосными верхним и нижним стержнями, расположенными на стержнях верхней и нижней обмотками, каждая из которых состоит из двух частей, причем начала двух обмоток подключены к одному вводу реактора, а концы - к второму вводу, и систему управления, между боковыми ярмами и средним ярмом выполнены немагнитные зазоры, в реактор введены два полупроводниковых диода, при этом первый диод анодом подключен к концу одной части первой обмотки, а катодом - к началу второй части первой обмотки, второй диод катодом подключен к концу одной части второй обмотки, а анодом - к началу второй части второй обмотки. При этом упомянутая система управления подключена к анодам и катодам обоих диодов.
В электрическом реакторе могут быть установлены четыре магнитных шунта в виде прямоугольных рам с горизонтальными и вертикальными частями, причем горизонтальные части шунтов расположены на торцах обмоток вдоль верхнего, среднего и нижнего ярем, а замыкающие их вертикальные части расположены вдоль боковых ярем.
Предлагаемый электрический реактор с подмагничиванием поясняется чертежами. На фиг.1 показана конструкция магнитной системы реактора с обмотками в сечении по главной оси, на фиг.2 - вид реактора сбоку, на фиг.3 - вид реактора в плане. На фиг.4 приведена электрическая схема реактора с системой управления. На фиг.5 дан простейший вариант схемы системы управления. На фиг.6 дан вариант выполнения немагнитного зазора. На фиг.7 показан реактор с магнитными шунтами в виде рам.
Магнитная система реактора, шихтованная из пластин электротехнической стали, содержит два соосных стержня - верхний 1 и нижний 2, два горизонтальных ярма - верхнее 3 и нижнее 4, два боковых ярма - левое 5 и правое 6, среднее ярмо 7. Между средним ярмом 7 и боковым ярмом 5 имеется немагнитный зазор 8. Между средним ярмом 7 и боковым ярмом 6 имеется немагнитный зазор 9. На верхнем стержне 1 размещены две части верхней обмотки 10 и 11. На нижнем стержне 2 размещены две части нижней обмотки 12 и 13. Начала первых частей 10 и 12 верхней и нижней обмоток подсоединены к вводу реактора А (начало обмотки и ее части обозначено звездочкой). Концы частей обмоток 11 и 13 подключены ко второму вводу реактора 0. К концу части верхней обмотки 10 подключен анод полупроводникового диода 14, катод этого диода подключен к началу верхней части обмотки 11. К концу части нижней обмотки 12 подключен катод полупроводникового диода 15, анод этого диода подключен к началу верхней части обмотки 13. К двум анодам и двум катодам обоих диодов 14 и 15 подключена система управления реактора 16. В частном случае, например, при ручном управлении реактора система управления 16 состоит из двух переменных включенных перекрестно резисторов 17, имеющих регулируемое сопротивление R. В общем случае для автоматического управления мощностью реактора система управления 16 представляет более сложное электронное устройство.
В дугогасящих реакторах кроме обмоток 10-13 на стержнях может размещаться дополнительная маломощная сигнальная обмотка.
Рассмотрим работу реактора на примере использования простейшей системы управления (фиг.5).
При подключении к вводам реактора к сети переменного напряжения и положении резисторов 17 на минимальной величине сопротивления R (в пределе - при закорачивании резисторов 17, R=0) реактор превращается в два параллельно включенных трансформатора на холостом ходу (так как вторичные обмотки отсутствуют). Таким образом, в этом случае возникает режим минимальной мощности реактора.
При другом крайнем положении переменных резисторов 17 на максимуме сопротивления R (в пределе - при отключении резисторов) в частях обмоток реактора 10, 11, 12 и 13 в обмотках возникает пульсирующий, выпрямленный диодами 14 и 15 ток. В этом токе содержится постоянная составляющая и все гармонические составляющие, включающие основную первую гармонику, четные и нечетные гармоники. Постоянная составляющая тока насыщает стержни 1 и 2 магнитной системы реактора, при этом индуктивность обмоток резко снижается. Ток реактора, выходящий в сеть, является алгебраической суммой токов двух обмоток. Так как диоды 14 и 15 направлены в противоположные стороны, в токе реактора суммируются нечетные гармоники, а постоянная составляющая и четные гармоники вычитаются. Эти четные гармоники и постоянная составляющая замыкаются в контуре обмоток (во внутреннем контуре реактора). Таким образом, при отключении резисторов 17 реактор работает в режиме максимальной мощности.
То, что при плановом или аварийном отключении системы управления реактора он практически мгновенно переходит в режим максимальной мощности, является расширением функциональных возможностей и увеличением быстродействия по сравнению с прототипом, который при аналогичных обстоятельствах переходит в режим минимальной мощности (холостого хода).
При установке резисторов 17 в промежуточных положениях (вручную или автоматически по определенной программе в зависимости от использования реактора) мощность реактора варьируется в диапазоне от минимальной до максимальной.
Роль немагнитных зазоров 8 и 9 состоит в увеличении максимальной мощности реактора в 1,3-2 раза (в зависимости от конкретных параметров реактора) по сравнению со случаем, когда зазоры отсутствуют. Такое увеличение мощности подтверждено расчетами на математической модели и результатами испытаний макета реактора. При необходимости результаты этих исследований могут быть предоставлены дополнительно.
Немагнитные зазоры 8 и 9 могут быть осуществлены путем использования при шихтовке укороченных пластин среднего ярма (фиг.6). В этом случае в таких шихтованных стыках среднего ярма 7 с боковыми ярмами 5 и 6 магнитный поток проходит не по сплошному немагнитному зазору (фиг.1), а по сложному эквивалентному немагнитному зазору, образованному как зазорами между укороченными пластинами среднего ярма 18 и пластинами боковых ярем 19, так и немагнитными зазорами, образованными изоляцией пластин электротехнической стали 20 (фиг.6).
По сравнению с прототипом предлагаемый реактор имеет повышенную надежность, так как при коротких замыканиях в нем возникают существенно меньшие электродинамические силы из-за электромагнитной симметрии частей обмоток, в то время как в прототипе в обмотках имеются несимметрично расположенные регулировочные отпайки.
Повышение надежности предлагаемого реактора при одновременном снижении его стоимости по сравнению с прототипом достигается также за счет применения в нем более надежных и дешевых элементов - полупроводниковых диодов (в прототипе используются тиристоры).
В мощных реакторах увеличенной мощности становятся заметными потери мощности из-за вихревых токов в элементах конструкции, вызываемые магнитным полем рассеяния. Для снижения этих потерь в мощном реакторе применены четыре магнитных шунта из пакетов полос электротехнической стали в виде замкнутых прямоугольных рам (фиг.7). Горизонтальные части шунтов 21 расположены на торцах обмоток 10-13 вдоль верхнего 3, среднего 7 и нижнего 4 ярем, они собирают магнитный поток рассеяния. Вертикальные части шунтов 22, расположенные вдоль боковых ярем 5 и 6, служат для замыкания магнитного потока. Шунты в виде рам фактически берут на себя часть рабочего потока (в реакторах поток рассеяния не является паразитным потоком, он - часть рабочего потока). Это значит, что в реакторе достигается не только снижение потерь мощности, но и уменьшение расхода стали в ярмах 5 и 6 магнитной системы (за счет снижения сечения стали ярем). В реакторах небольшой мощности потребность в шунтах может отсутствовать.
Работоспособность предлагаемого управляемого подмагничиванием электрического реактора и его высокие технико-экономические показатели подтверждены расчетами, физическим моделированием, результатами испытаний макета. По сравнению с аналогом и прототипом предлагаемое изобретение обладает преимуществами - расширением функциональных возможностей, увеличением быстродействия, увеличением надежности работы, а также уменьшением потерь и расхода стали.
Литература
1. Электромагнитное устройство. Авторское свидетельство СССР №1164795. Н 01 F 29/14. Бюллетень изобретений №24, 1985 г.
2. Управляемые подмагничиванием электрические реакторы. Сб. статей. Под ред. доктора техн. наук. проф. А.М.Брянцева. - М.: «Знак», 2004. 264 с.
Формула изобретения
1. Электрический реактор с подмагничиванием, содержащий шихтованную из листов электротехнической стали магнитную систему с верхним, нижним, средним и двумя боковыми ярмами, соосными верхним и нижним стержнями, расположенными на стержнях верхней и нижней обмотками, каждая из которых состоит из двух частей, причем начала двух обмоток подключены к одному вводу реактора, а концы - к второму вводу, и систему управления, отличающийся тем, что между боковыми ярмами и средним ярмом выполнены немагнитные зазоры, в реактор введены два полупроводниковых диода, при этом первый диод анодом подключен к концу одной части первой обмотки, а катодом - к началу второй части первой обмотки, второй диод катодом подключен к концу одной части второй обмотки, а анодом - к началу второй части второй обмотки, причем упомянутая система управления подключена к анодам и катодам обоих диодов.
2. Электрический реактор по п.1, отличающийся тем, что в реактор дополнительно введены четыре магнитных шунта в виде прямоугольных рам с горизонтальными и вертикальными частями, причем горизонтальные части шунтов расположены на торцах обмоток вдоль верхнего, среднего и нижнего ярем, а замыкающие их вертикальные части расположены вдоль боковых ярем.
ИЗВЕЩЕНИЯ
QB4A - Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Дата и номер государственной регистрации предоставления права использования по договору:
26.12.2006
(21) Регистрационный номер заявки: 2004121196
Лицензиар(ы): Брянцев Александр Михайлович
Вид лицензии*:
Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые компенсаторы"
Договор №
Извещение опубликовано: 10.02.2007БИ: 04/2007
ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия
QB4A - Регистрация лицензионного договора на использование изобретения
Дата и номер государственной регистрации предоставления права использования по договору:
10.11.2010
(21) Регистрационный номер заявки: 2004121196
Лицензиар(ы): Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые Компенсаторы"
Вид лицензии*:
Лицензиат(ы): Общество с ограниченной ответственностью "Сетевые Компенсаторы Реактивной Мощности"
Договор №
Извещение опубликовано: 20.12.2010БИ: 35/2010
ИЛ - исключительная лицензия НИЛ - неисключительная лицензия
QZ4A Государственная регистрация изменений в зарегистрированный договор
Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения:
26.12.2006
Дата и номер государственной регистрации изменений, внесенных в зарегистрированный договор:
26.07.2011
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Брянцев Александр Михайлович (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые компенсаторы" (RU)
Изменения:
Вид договора: лицензионный
Дата публикации: 10.09.2011
QC4A Государственная регистрация расторжения зарегистрированного договора
Дата и номер государственной регистрации расторгаемого договора:
10.11.2010
Дата и номер государственной регистрации расторжения договора: 06.03.2012
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые Компенсаторы" (RU)
Лицо, приобретающее право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Сетевые Компенсаторы Реактивной Мощности" (RU)
Вид договора: сублицензионный
Дата публикации: 20.04.2012
QB4A Государственная регистрация договора о распоряжении исключительным правом
Дата и номер государственной регистрации предоставления права использования по договору:
30.10.2013
Условия договора:
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые компенсаторы" (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "КЛЕВЕР РЕАКТОР" (LV)
Вид договора: сублицензионный
Дата внесения записи в Государственный реестр: 30.10.2013
Дата публикации: 10.12.2013
QB4A Государственная регистрация договора о распоряжении исключительным правом
Дата и номер государственной регистрации предоставления права использования по договору:
31.03.2014
Условия договора:
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Брянцев Александр Михайлович (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "КЛЕВЕР РЕАКТОР" (LV)
Вид договора: лицензионный
Дата внесения записи в Государственный реестр: 31.03.2014
Дата публикации: 20.04.2014
QC4A Расторжение зарегистрированного договора
Дата и номер государственной регистрации расторгаемого договора:
30.10.2013
Дата и номер государственной регистрации расторжения договора: 19.06.2014
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые компенсаторы" (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "КЛЕВЕР РЕАКТОР" (LV)
Вид договора: сублицензионный
Дата внесения записи в Государственный реестр: 19.06.2014
Дата публикации: 10.07.2014
QZ4A Внесение изменений в зарегистрированный договор
Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения:
31.03.2014
Дата и номер государственной регистрации изменений, внесенных в зарегистрированный договор:
02.03.2015
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Брянцев Александр Михайлович (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "КЛЕВЕР РЕАКТОР" (LV)
Изменения:
Вид договора: лицензионный
Дата внесения записи в Государственный реестр: 02.03.2015
Дата публикации: 20.03.2015
QC4A Расторжение зарегистрированного договора
Дата и номер государственной регистрации расторгаемого договора:
26.12.2006
Дата и номер государственной регистрации расторжения договора: 10.03.2015
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Брянцев Александр Михайлович (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые компенсаторы" (RU)
Вид договора: лицензионный
Дата внесения записи в Государственный реестр: 10.03.2015
Дата публикации: 27.03.2015
QB4A Государственная регистрация договора о распоряжении исключительным правом
Дата и номер государственной регистрации предоставления права использования по договору:
24.01.2017
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Брянцев Александр Михайлович (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственная компания "ЛЕНПРОМАВТОМАТИКА" (RU)
Вид договора: лицензионный
Условия договора:
Дата внесения записи в Государственный реестр: 24.01.2017
Дата публикации: 24.01.2017
QB4A Государственная регистрация договора о распоряжении исключительным правом
Дата и номер государственной регистрации предоставления права использования по договору:
07.05.2018
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Брянцев Александр Михайлович (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые компенсаторы (RU)
Вид договора: лицензионный
Условия договора:
Дата внесения записи в Государственный реестр: 07.05.2018
Дата публикации и номер бюллетеня: 07.05.2018 Бюл. №13
QZ4A Внесение изменений в зарегистрированный договор
Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения:
31.03.2014
Дата и номер государственной регистрации изменений, внесенных в зарегистрированный договор:
13.03.2019
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Брянцев Александр Михайлович (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "КЛЕВЕР РЕАКТОР" (LV)
Изменения:
Вид договора: лицензионный
Дата внесения записи в Государственный реестр: 13.03.2019
Дата публикации и номер бюллетеня: 13.03.2019 Бюл. №8
QZ4A Внесение изменений в зарегистрированный договор
Дата и номер государственной регистрации договора, в который внесены изменения:
07.05.2018
Дата и номер государственной регистрации изменений, внесенных в зарегистрированный договор:
29.03.2019
Лицо(а), предоставляющее(ие) право использования: Брянцев Александр Михайлович (RU)
Лицо, которому предоставлено право использования: Общество с ограниченной ответственностью "Электросетевые компенсаторы (RU)
Изменения:
Вид договора: лицензионный
Дата внесения записи в Государственный реестр: 29.03.2019
Дата публикации и номер бюллетеня: 29.03.2019 Бюл. №10
MM4A Досрочное прекращение действия патента из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе
Дата прекращения действия патента: 14.07.2022
Дата внесения записи в Государственный реестр: 23.03.2023
Дата публикации и номер бюллетеня: 23.03.2023 Бюл. №9