Трехфазная электрическая сеть Советский патент 1991 года по МПК H02J3/26 

о

ЬО

со

СО ю

через фильтры 25-27 соединены с компараторами 28-30. Последние совместно со схемами НЕ 31 и 32 и И 33 и 34 образуют блоки выбора минимального сигнала. В схеме имеются также фазосдвигающие на 120° блоки 20 и 21, формирователи 35, 36, 39, схемы задержки 41-43, кольцевой распределитель 40, схема ИЛИ 37. Усилители 44-46 подключены к управляющим входам симисторов 14- 16, подключающим нагрузку 10 к той фазе се- ти, при подключении к которой будет минимальной асимметрия нагрузки. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике. Цель изобретения - повышение точности симметрирования сети и расширение области использования. Нагрузки 1-3 и выделенная однофазная нагрузка соединены с сетью. Имеются датчики тока, составленные из трансформаторов тока 4, 5, 6, 11 и резисто- рдв 7, 8, 9, 12 Сумматоры сигналов 17-19 соединены с выпрямителями 22-24, которые

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических сетях.

Цель изобретения - повышение точности симметрирования сети и расширение области использования устройства.

На чертеже приведена схема устройства.

Электрическая сеть содержит три однофазные переменные нагрузки 1-3, последовательно с которыми включены датчики тока, состоящие из трансформаторов 4-6 и нагрузочных резисторов 7-8. Выделенная однофазная нагрузка 10 также снабжена датчиком тока, составленным из трансформатора 11 и резистора 12. Нагрузка 10 подключена к симисторам 14-16. Выходы датчиков тока нагрузок 4-6 соединены с сумматорами 17-19. Входы последних связаны выходом датчика тока нагрузки 10 соответственно через первый 20 и второй 21 фазосдвигающие блоки. Выходы сумматоров 17-19 соединены с выпрямителями 22-24, которые выходами подключены к сглаживающим фильтрам 25-27. Фильтры 25-27 выходом соединены с входами блока выбора минимального сигнала, состоящего из компараторов 28- 30, логических элементов НЕ 31 и 32, И 33 и 34. Выходы блока выбора минимального сигнала связаны с входами блока коммутации, состоящего из двух формирователей 35 и 36 импульсов, логического элемента ИЛИ-37, одновибратора 38, третьего формирователя 39 и кольцевого распределителя 40. Выходы последнего соединены с входами трехканального блока управления симистораг ми 14-16. Этот блок управления в каждом из трех каналов состоит из блоков 41-43 задержки и усилителей 44, 45 и 13.

Трехфазная электрическая сеть работает следующим образом.

Нагрузки 1-3 однофазного типа питаются от трех фаз сети (А, В, С). Нагрузки - однофазные и переменные (например, жилищно-коммунальные) . Нагрузка 4 такого же типа и выделена для компенсации несимметрии сети путем подключения ее с помощью симисторов 14-16 к наименее нагруженной фазе сети. С этой целью токовые сигналы нагрузок 1-3, получаемые с помощью трансформаторов 4-6 тока, суммируются на входах сумматоров 17-19, выполненных на базе опера ционных усилителей. К указанным величинам в одном сумматоре 17 прибавляется

токовой сигнал выделенной нагрузки 10, получаемый с выхода трансформатора 11 тока. В другом усилителе 18 к указанной сумме

токов фаз прибавляется сигнал выделенной нагрузки 10, в предположении подключения ее к другой фазе, отстающей на 120° по отношению к той, к которой подключена в данный момент нагрузка 10. Это достигается благодаря задержке (сдвигу) на 120° сигна0 ла фазосдвигателем 20. Аналогично, благодаря фазосдвигателю 21, дающему сдвиг 120°, обеспечивается задержка сигнала на входе сумматора 19 на 240°, т.е. определяется ток нагрузки 10 в случае подключения к

5 третьей фазе сети.

Сигналы, пропорциональные току в нулевом проводе, преобразуются выпрямителями 22-24 в сигналы постоянного тока, которые фильтруются фильтрами 25-27. После этого сигналы попарно поступают на входы

0 компараторов 28-30, где сравниваются между собой по величине. С помощью логических элементов И 33 и 34 и НЕ 31 и 32 выявляется минимальный сигнал, т.е. та фаза, при подключении к которой ток в нулевом проводе трехфазной сети будет минимален. Если на

5 выходах логических элементов И 33 и 34 имеются нулевые сигналы, то нагрузка 10 присоединена с помощью одного из симисторов 14-16 к нужной фазе. Если на выходе схемы И 33 появляется сигнал, то это означа0 ет, что нагрузку 10 следует переключить на фазу, отстающую на 120°. По переднему фронту сигнала на выходе элемента И-33 формирователь 35 создает импульс, который через логический элемент ИЛИ 37 поступает на вход кольцевого распределителя 40, вызы5 вая переключение в другое положение. В указанном положении с выхода одного счетчика снимается сигнал, а на другом выходе появляется сигнал.

При появлении сигнала на выходе элемента И-34 необходимо переключение нагруз0 ки 10 на фазу, отстающую на 240°. По переднему фронту сигнала на выходе элемента И-34 формирователь 36 создает импульс, который через элемент ИЛИ-37 переключает на один шаг распределитель 40. Этот же импульс запускает одновибратор 38, который

5 формирует импульс по длительности, превышающий сумму длительности его первичного импульса и минимального допустимого периода повторение импульсов распределителя. По

заднему фронту импульса на выходе одно- вибратора 38 формирователь 39 создает второй импульс, который через элемент ИЛИ-37 вызывает переключение распределителя 40 еще на один шаг. Таким образом положение счетчика изменяется на два такта.

При изменении положения счетчика 40 на входе и выходе одного из блоков 41-43 задержки мгновенно снимается сигнал, что вызывает снятие сигнала на выходе усилителей 44, 45 и 13. Снятие управляющего сигнала с си мистеров вызывает его отключение с запаздыванием, колеблющимся от 0 до 0,5 Т, здесь Т - период напряжения сети. Блоки 41-43 задержки имеют задержку на появление сигнала более 0,5 T-f-t, где t - время выключения симистора. С указанной задержкой включится другой симистор, подключающий нагрузку 10 к фазе сети для получения минимального тока в нулевом проводе.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает быстрое переключение нагрузки в положение, при котором потери в сети минимальны. Сокращение времени работы при подключении к неоптимальной фазе снижает потери. Исключение поисковых шагов повышает надежность электроснабжения потребителей и уменьшает потери энергии от пусковых токов.

Формула изобретения

Трехфазная электрическая сеть, содержащая однофазные потребители, распределенные между фазами, выделенную однофазную нагрузку, соединенную с фазами сети через три симистора с блоками управления, три компаратора, датчики токов фаз и выделенной однофазной нагрузки, блок выбора минимального сигнала, блок коммутации, причем блок выбора минимального сигнала содержит логические элементы И, а выходы

0

5

0

5

0

5

блока коммутации подключены к входам блока управления симисторами, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности симметрирования сети и расширения области использования устройства, она снабжена двумя фазосдвигающими блоками, тремя сумматорами, тремя выпрямителями, тремя сглаживающими фильтрами, блок выбора минимального сигнала дополнен двумя логическими элементами НЕ, блок коммутации содержит три формирователя импульсов, одновибратор, логический элемент ИЛИ и кольцевой распределитель на выходе, причем выходы датчиков токов фаз подключены к трем входам каждого из сумматоров, к четвертому входу первого сумматора подключен выход датчика тока выделенной нагрузки непосредственно, а к четвертым входам второго и третьего сумматоров - через фазо- сдвигающие блоки, выход каждого из сумматоров подключен через выпрямитель и сглаживающий фильтр к прямому входу соответствующего компаратора и к инверсному входу другого компаратора, выходы компараторов соединены с входами блока коммутации, причем выходы двух компараторов соединены с входами разных логических элементов И, к вторым входам которых подключены выходы логических элементов НЕ, которые входами соответственно соединены с выходом второго и третьего компараторов, а выход первого логического элемента И связан с входом логического элемента ИЛИ блока коммутации через первый формирователь импульса, а выход второго - через второй формирователь импульса, выход которого через последовательно соединенные одно- вибратор и третий формирователь импульса связан с третьим входом логического элемента ИЛИ, который выходом соединен с входом кольцевого распределителя, выходы которого являются выходами блока коммутации.