ТРЕХФАЗНОЕ ФИЛЬТРОСИММЕТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 2012 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры.

Известна электрическая трехфазная сеть с нулевой фазой, содержащая подключенные к фазным проводам сети преобразователей трехфазной системы напряжения без нулевого провода в трехфазную систему с искусственной нулевой фазой. Недостаток и сложность - большая установленная мощность (1).

Известен трехфазный стабилизатор переменного напряжения, содержащий трехфазный симметрирующий трансформатор (2).

Недостаток - сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазное симметрирующее устройство, содержащее входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, к которым подключен трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого соеденены в «зигзаг» или «звезду», но имеющего при соединении первичных обмоток трехфазного трансформатора в «звезду» вторичные обмотки, соединенные в «треугольник» (3). Недостаток - дополнительные потери при работе на смешанную нагрузку линейного и нелинейного характера и наличие взаимовлияния нагрузок друг на друга.

Цель изобретения - снижение потерь электрической энергии, повышение качества электрической энергии и надежности.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, к которым подключен трехфазный симметрирующий трансформатор, имеющий первичные обмотки, включенные встречно-последовательно в «зигзаг», разделены пути протекания токов нулевой последовательности для нелинейных нагрузок, являющихся источниками высших гармоник и линейных нагрузок, не создающих высших гармоник, путем введения второй группы первичных обмоток, включенных встречно в «зигзаг», параллельно первой группе первичных обмоток.

На прилагаемом чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит симметрирующий трансформатор 1, имеющий первую группу первичных обмоток 2, 3, включенных в «зигзаг», и вторую группу первичных обмоток 4, 5, включенных в «зигзаг». Свободные выводы первичных обмоток 2, 3 и 4, 5 подключены на выходные зажимы фаз А2, В2, С2 соответственно. Между входными и выходными зажимами включен трехфазный автоматический выключатель 6.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на трехфазное симметрирующее устройство нулевым выводом для подключения фазных нагрузок нелинейного характера, являющихся источником третьей и кратной ей высших гармоник, например, нагрузка типа «компьютер» или «современные системы освещения», служит нулевой вывод встречно-включенных в «зигзаг» первичных обмоток 2, 3 трехфазного трансформатора 1, соединенный с нулевым проводом питающей сети, а нулевым выводом для подключения нагрузок, не являющихся источником высших гармоник, (электродвигатели, лампы накаливания и др.) служит нулевой вывод включенных в «зигзаг» первичных обмоток 4, 5. При таком включении первичных обмоток 2, 3 и 4, 5 трехфазный трансформатор 1 имеет большое сопротивление для токов прямой и обратной последовательности и малое сопротивление для токов нулевой последовательности, т.е. обеспечивает создание устойчивости нулевой точки и симметрирование фазных напряжений для однофазных нагрузок, являющихся источником высших гармоник и нагрузок, не являющихся таковыми.

Такое выполнение трехфазного симметрирующего устройства обеспечивает создание устойчивой нулевой точки в трехфазной сети с нулевым проводом, устраняя перекосы фазных напряжений при несимметрии токов нагрузки до 100% от номинальной, а также значительно снижает сопротивление нулевой последовательности, обеспечивая симметрирование фазных напряжений исходной питающей сети с нулевым проводом и обеспечивая снижение потерь и повышение качества электрической энергии.

Технико-экономическая эффективность при использовании устройства достигается благодаря разделению путей протекания токов нулевой последовательности для нелинейных нагрузок (электроприемников) являющихся источниками высших гармоник и для линейных нагрузок, не являющихся таковыми, исключая влияние третьей и кратных ей высших гармоник нелинейных нагрузок на линейные нагрузки при уменьшение числа коммутирующих элементов (автоматических выключателей), а также обеспечивает надежную работу симметрирующего устройства в аварийных режимах работы при обрыве одной фазы, благодаря соединению нулевого провода питающей сети с нулевым выводом (нейтралью) первичных обмоток 2, 3 симметрирующего устройства, так и при создании собственной нулевой точки.

Источники информации

1. Патент СССР 1304121, М. Кл. Н02J 3/36, 1987.

1. А.с. СССР №1310787, М. Кл. G05F 1/30, 1985.

2. Патент Россия 2314620, М. Кл. H2J 3/26, 2003.

Использование: в области электротехники. Технический результат состоит в снижении потерь электрической энергии и повышении ее качества путем разделения путей протекания токов нулевой последовательности для этих нагрузок. Трехфазное фильтросимметрирующее устройство содержит входные и выходные зажимы, к которым подключен трансформатор, имеющий две группы первичных обмоток, включенных встречно-последовательно в «зигзаг». Нейтраль первой группы первичных обмоток соединена с нулевым проводом питающей сети и нелинейными фазными нагрузками. Нейтраль второй группы первичных обмоток является искусственной нейтралью для линейных фазных нагрузок. 1 ил.

Трехфазное фильтросимметрирующее устройство, содержащее входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы для подключения нагрузки, между входными и выходными зажимами включен трехфазный автоматический выключатель, к выходным зажимам которого подключен трехфазный симметрирующий трансформатор, первичные обмотки которого включены в «зигзаг», при этом нулевым выводом для подключения фазных нагрузок служит нулевой вывод включенных встречно в «зигзаг» первичных обмоток, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь электрической энергиии и повышения качества электрической энергии путем разделения путей протекания токов нулевой последовательности для электроприемников, создающих высшие гармоники «нелинейные нагрузки», и электроприемников, не создающих высших гармоник, трехфазный трансформатор снабжен еще одним комплектом первичных обмоток, включенных встречно в «зигзаг» параллельно первым первичным обмоткам, а нулевой вывод этих обмоток соединен с нулевым выводом питающей сети и нулевым выводом фазных нелинейных нагрузок, а нулевой вывод первой группы первичных обмоток соединен с нулевым выводом линейных фазных нагрузок, не создающих высших гармоник.