Устройство для компенсации токов обратной и нулевой последовательностей в трехфазных четырехпроводных сетях Советский патент 1983 года по МПК H02J3/26 

00

ел

Изобретение относится к электроехнике и.может быть использовано в рехфазных электрических сетях с нуевым проводом для симметрирования вух равных однофазных нагрузок.

Известны симметрирующие устройства, оторые используются в электрических етях для симметрирования нагрузок Ci -ГЗ.

Эти устройства либо не позволяют существлять совместную компенсацию Ю оков обратной и нулевой последоваельностей, либо позволяют, но имеют ри этом большую установленную мощность .

Наиболее близким к предлагаемому 15 является устройство для компенсации токов обратной и нулевой последовательностей в трехфазных электропроводных сетях при подключении к ним однофазных нагрузок, содержащее уп- 70 равляемый дроссель, управляемую кон-денсаторную батарею, сопротивления которых в 3 YJ раз больше сопротивления одной нагрузки, автотрансформатор с соотношением числа витков об- je моток 1:2 и конденсаторные батареи для подключения параллельно нагрузкам, причем первые выводы дросселя, конденсаторной батареи и большей обмотки автотрансформатора подклю- . чены к зажиму для подключения нулевой фазы сети f 4.

Однако это устройство не может симметрировать две однофазнне нагрузки. Чтобы произвести симметрирова.ние двух однофазных нагрузок необхо- 35 |димо использовать два устройства, что экономически не выгодно, так как тановленная мощность и стоимость уст-. }ройства увеличивается вдвое.

Цель изобретения - повышение ка- 40 чества электрической энергии путем компенсации (симметрирования) токов обратной и нулевой последовательное-, хей при подключении к трехфазной четырехпроводной сети двух равных 45 однофазных нагрузок на фазное напряжение.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве для компенсации токов обратной и нулевой последова- ел тельностей в трехфазн х чеаырехпроводных сетях при подключении к ним однофазных нагрузок, содержащем управляемый дроссель, управляемую конденсаторную батарею, сопротивления которых в 3 -Vs раз больше сопротив- - ления одной нагрузки, автотрансформатор с соотношением числа витков обмоток 1:2 и конденсаторные батареи для подключения параллельно нагрузкгь, причем первые выводы дросселя 60 к нденсаторной батареи и большей обмотки автотрансформатора подключены к зажиму для - подключения нулевой фазы сети, вторые выводы обмотки автотрансформатора, конденсаторной 65

батареи и дросселя подключены к зажимам для подключения к трем фазам сети в порядке чередования фаз соответственно, причем второй вывод обмотки автотрансформатора подключен к зажиму для подключения к фазе.сети не соединенной с однофазными нагрузками.

На фиг. 1 представлена принципи;альная схема устройства; на фиг. 2 |векторная диаграмма токов и напряжеНИИ устройства.

Устройство содержит конденсаторную- батарею 1, дроссель 2, автотрансформатор 3, общую точку 4 первых выводов дросселя, конденсаторной батареи и большей обмотки автотрансформатора, соединенных в 3-лучевую звезду,равные однофазные нагрузки 5 и б, д&полнительные конденсаторные батареи 7 и 8.

На фиг. 2 приняты следующие обозначения:. А, В, С, О, - фазы сети; ЙАВ йс линейные напряжения; оА ОВ ос фазные напряжения; Й4О - напряжение на обмотке автотрансформатора с большим числом витков; - напряжение на конденсаторной батарее 1; Й - напряжение на дрос селе 2.

Условия работы устройства

и N4o/Woд-,i

где X. ИХ - реактивные сопротивления дросселя 2 и конденсаторной батареи 1 соответственно; RJ, - сопротивление однофазной нагрузки;

W д - числа витков большей 04 0 . и меньшей обмоток автотрансформатора соответственно, (Tak как числ витков обмоток авто- . трансформатора относятся как 1:2, то

...

UOA

Напряжение на дросселе

ЧсЧо с- ОА ос-- И P O-t-U р 0--/5; ОА ,

Сопротивление дросселя 2 .равно

z,j.,e5«o°RH.

Отсюда ток, обусловленный дросселем в фазе С питающей цепи,равен

Г -- -dlUoAe UQA -Збо 2СС) avSfi w ---|- е .

Ток в фазе С, обусловленный фазно нагрузкой, равен

i - Uoc,

R(C) R,- RH Суммарный ток в фазе С ,,-, -i -L-yQAgiflo /у) с гос) fi-co г RM Ток в фазе В, вызванный подключе нием конденсаторной батареи, равен: I .. , .Угиоде -.о ... JL Цеде jeo 1{в) z B-y R e-iw- - э. RH TOR в фазе В, обусловленный фазной нагрузкой, равен I - - -Maii: Яц- R-- Суммарный ток в фазе В -, j .2 UOA по -1(e)R(B) . Определим ток в обмотке с боль шим числом витков автотрансформатор согласно закону Кирхгофа для узла 4 4г- . 40 ) ia)i() Ток в фазе А. ;j,.v..j.3) йдражения (1} - (Затоков 6 фазах показывают, что они равны по величи не и сдвинуты на угол в порядк чередования фаз.„ Ток в нулевом.проводе равен Г 0 RCc)4tb) Выражение (4 f свидетельствует о отсутствии токов нулевой последовательности, а выражения С17 - ( 3)об отсутствии токов обратной последова тельности . При симметрировании нагрузки, из меряющейся по величине, закон управ ления конденсаторной батареи и дрос селем должен обеспечить величину их реактивного сопротивления в 3 тЗ раз, большую сопротивления нагрузки. При этом можно использовать секциони рований конденсаторной батареи и дроссеЛя в соответствии с изменением нагрузки включать или выключать сек ции, Закон управления дополнительными конденсаторными батареями должен обеспечивать полную компенсацию индуктивного сопротивления каждой из нагрузок. Данное устройство позволяет улучч, шить качество электрической энергии путем компенсации токов обратной и нулевой последовательностей при установленной мощности, вдвое меньшей мощности прототипа. Определим уста новленную мощность реактивных элементов и автотрансформатора данного устройства при активном характере наг- ; рузки ( --f ). Мощность конденсаторной батареи равна; Utft 1-Y3U0) U| (5) Хс -iYaRn -вЯи где Иф Идо - фйзное напряжение. Мощность дросселя Q. A-.(-)jji- (6) Xi. .ЗЯи Мощность автотрансформатора равна (Ги,)- (7) Установленная мощность Q,j. реактивных элементов устройства равна пЧ- UUS ., U| J /Д) i ; Z гРн--1Г%Я„ irr-iPS Устаневленная мощность автотрансформатора устройства , .ОАГ.А--.. ЦФ.2 , AT ар,- R.H- RV, Установленная мощность реактивных элементово и автотрансформатора Q устройства-прототипа I W п г /) и«. О AT 4I Q Qi- GaA-Q Чт О., ifs AT х; рц р„ Сравненье установленных мощностей реактивных элементов и автотрансформатора данного устройства и прототипа показывают, что первое устройство имеет вдвое меньшую установленную мощность. Устройство .может быть использовано для сикв-1етрирования напряжений и токов в четырехпроводных электрических сетях при подклю чении к ним однофазных нагрузок, например два контактных провода тяговой сети, подключенные к одному тяговому трансформатору электрофицированных железных дорог, некоторые технологические двухплечие нагрузки (магнито-динамические насосы и др.).

%

АЬ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТОКОВ ОБРАТНОЙ И НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВА-: ТЕЛЬНОСТЕЙ В ТРЕХФАЗНЫХ ЧЕТЫРЕХПРО- : водных СЕТЯХ при подключении к ним однофазных нагрузок, содержащее управляемлй дроссель, управляемую конденсаторную батарею, сопротивления которых в 3 -/3 раз больше сопротивления одной нагрузки, автотрансформа:тор с соотношением исла витков обмоток 1:2 и конденсаторные батареи :дпя подключения параллельно нагрузкам, приуем первою выводы дросселя, конденсаторной батареи и большей обмотки автотрансформатора подключены к з.ажиму для подключения нулевой фазы сети, отличающее ся тем, -что, с целью повыиения качества электрической энергии когшенсацйи токов обратной и :1яулерой последовательностей при подключении двух )авных однофазных нагрузок на фазное напряжение, выводы обмотки автотрансформатора, конденсаторной батареии дфосселя подключены к зажимам для подключения к трем фазам сети в порядке чередования фаз соответственно, причем второй вывод обмотки автотрансформатора подключен к зажиму для подключения к фазе сети,не соединенной с однофазными нагрузками.