Устройство для регулирования и симметрирования напряжений в трехфазной сети с нулевым проводом Советский патент 1983 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электротехнике и может выть использовано для повышения качества напряжения. питания в трехфазных распределитель .ных сетях с нулевым проводом, наЪример, гс одских и сельских распре делительных сетях.. Известно устройство, предназначенное для регулирования перемен-. ного напряжения, содержгвдее вольтодобавочный трансформатор (ВДТ), в котором выходное напряжение пред- ставляет геометрическую сумму напря жения сети и втрричной о(4отки ВДТ, а регулирование осу1цествляется путем подключения первич(Юй обмотки ВДТ к различным фазным и линейным напряжениям питающей сети 1. Недостаток такого устройства отсутствие симметрирования фазных напряжений. И 3 ве с тно устройству для ав томатического симметрирования напр яжени на погруженном асинхроннсм двигател |позволяю цее симметрировать напряжение на зажимах потребителя за сче увеличения сопротивления цепи питания отдельных фаз С 23. Данное устройство имеет сложную конструкцию, низкий КПД, к тсжу же оно не позволяет регулировать выходное напряжение в сторону его повышения. Наиболее близким по тёхнгической сущности к Изобретению является устройство для регулирование и симметрирования напряяеннй трехфазной сети с нулевьм проводом, содержащее электромагнитный аппарат - вбльтодо бавочный трансформатор (вДТ) с первичной обмоткой, соединенной по схе ме встречный зигзаг и вторичнште вольтодобавочнвми обмотками, вклк ченными в рассечку каждого фаэногр провода; группы биполярных тиристор ных кoммyтaтopoв одни полюсы котоptsx соединены между co6oft и подключены к соответствующему фазному выводу первичной обмотки, другие полюсы биполярных коммутаторов каждой группы подключены к фазным про водам сети t3l. Известное устройство позволяет регулировать выходное иапряжеяке ка в сторону повышения, так понижения, и од1иоврёменнО:его симмбтриррвать, однг1ко протекания по вторич- ным обмрткам ВДТ токов нвсимв4еtpmi. эффективность регулированяя и сямметрщювания выходнохо напряЕж ениЯ снижается, одновременно вОэрас ают энергии и saaiitiitaetcfl габарит ная Мсяциость ВДТ.. целью изобретения яйляе ся по- вышение э ффективностЯ {жгут рованяя и симметрирования напряжений, умень шение потерь энергия я сияявняе еабаритной мощности вольтодобавочного Трансформатора. Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования и симметрирования напряжений в трехфазной сети с нулевьм проводом , содержащим вольтодобавочный трансформатор (ВДТ) с первичными обмотками., соединенными по схеме встречный зигзаг и вторичньлми вольтодобавочными обмотками, включенными в рассечку каждого фазного провода; группы биполярных тиристорных коммутаторов, одни полюсы котоциах соединены между собой и подключены к соответствунщему фазному выводу первичной ойротки, другие полюсы биполярных коммутаторов каждой группы подключены к трем фазным проводам сети, первичные обмотки через соответствуницие биполярные коммутаторы соедин ены с выходными зажимами ВТОРИЧНЫХ обмоток вольтодобавочного трансформатора. На фиг., 2 и 3 показаны схемы замещения прототипа и данного устройства. Устройство содержит вторичные обмотки 1, 2 и 3. вольтодобавочного трансформатора; первичные обмотки 4-9, несимметричные сопротивления нагрузок 10, 11 и 12, группы биполярных тиристорных коммутаторов 1315, входные зажимы 16-19 устройства; блок управления 20. В схемах замещения прототипа и данного устройства приняты следующие обозначения: Lj - индуктивность первичных обмоток ВДТ; Lg - индуктивность вторичных обмоток ВДТ; 2д, g с - несимметричные сопротивления нагрузок; ZQ - сопротивление нулевой последовательности сети. Для схемы замещения устройства прототипа (фиг.2) справедливы следующие уравнения , связываквдие напряжения на зажимах потребителей (U|), сети (V), вторичной обмотки ВДТ (О) и тОка нулевой последовательности устройства dov) 5 м( )LK V-Oc- oe -fMffto. r: - ко фициент трансфорДе n Г мации вольтодобавочного Трансфо1 1атора. Таким образом, напряжение на зажимах Нагрузки определяется геометрической суммой трех слагаемых:напряжение питакщей сети (V, , V. сЫ$ственнО напряжения вольтодобавочнОй обмотки, которые на данной ступени работы, устройства сос.тавляют . ;-Vfue :-4 f t падение напряжения на вольтодобавоч ных обмотках от протекания по ним токов нулевой последовательности (- 2 jwb- - i,, -uUos). . Последняя составляющая, одинакрвая по модулю и фазе для всех трех фаз А, В и С, отрицательно влияет на симметрию напряжений на зажимах потребителей, вызывая как амплитудную, так и фазовую несимметрию напр жений на зажимах потребителей. Замыкание токов нулевой последователь ности через устройство обусловлено исключительно мальал сопротивление нулев ой последователь нос тидан него устройства (схема встречный зигза т.е. , сети, а поэтому практически равно Jj,, а IQ весьма мало. При реальных сопротивлениях линий, обмоток ВДТ, уровнях настане рии нагруз9к, например, ig 1,0; 1 0,8; i t 0,6, ток нулевой последовательности составляет ЕО ,346, при этом весьма заIjj,,.-, метной становится и величина AU(j« порядка 10%. В данном устройству токи нулево замыкаются последовательности через ВДТ, минуя вторичные обмотки трансформатора (фиг.З). При этом на них не происходит дополнительных падений напряжения &U(,y (в уравнениях системы в правой части отсутствует третье слагаемое), в свя 1зи с чем заметно возрастает эффекти ность регулирования и симметрирова выходного напряжения устройства. Так как данное устройство имеет весьма малое сопротивление на высших гармонических кратных трем, то при работе устройства на нелинейную нагрузку, все токи высших гармонических срставлянвдих кратные трем замыкаются устройство, ,в связи с чем исключение из цепи их протекания вторичных обмоток ВДТ вносит эффект, аналогичный рассмотренному случаю с несимметричной нагрузкой. Вторым важным достоинством устройства является снижение потерь энергии вторичных обмотках ВДТ, обусловленное уменьшением величины про- текаемогр по ним тока, в котором отсутствуют составляющие нулевой последовательности и высших гармонических кратных трем. Данное обстоятельство позволяет уменьшить сечение вторичной обмотки, а значит и , снизить габаритную мощность вольтодобавочного трансформатора. Предлагаемое устройство имеет следующие технико-экономические эффекты повышается эффективность регулирования и симметрирования выходного напряжения устройства; снижаются потери активной и реактивной мощности в устройстве; появляется возможности уменьшить габаритную мощность вольтодрбавочного трансфоЕ латора устройства. . П1редлагаемое устройство конструк-. тивно выполняется из элементов, серийно выпускаемых отечественной прошлшленностью.

,«

,П

f5

/г

CJ

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И СИГОШТРИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С НУЛЕВЬ.ПРОВОДОМ, содержащее вольтодобавочный трансформатор (ВДТ) с первичньвди обмотками, соединенньми по схеме встречный эигЭаг, и вторичными вольтодобавочными обмотками, включеннЕ ш в рассечку каждого фазного прбвода; группы биполярных тиристорных коммутаторов, одни полюсы которых сое-, динёны между собой и подключены к соответствующему фазному выводу первичной обмотки, другие полюсы биполярных ко1Ф1утаторов каждой группы подключены к трем фазным проводам сети, отличающее с я тем, что, с целью повышения эффективности регулирования и симметрирования напряжений, уменьаюния потерь энергии и снижения габаритной мощности ВДТ, его первичные обмотки через соответствуквдие биполярнь е коммутав торы соединены с выходными зажимами вторичных обмоток вольтодобавочного трансформатора.

-fi-u

lij

LO

t

IS

1021524

. Ltt

.

S

фиг.2

in

2A