Устройство для симметрирования трехфазных сетей Советский патент 1992 года по МПК H02J3/26 

Используя условие уравновешивания фазных напряжений (U 0) и симметрирования токов (ij - 0), из соотношений (1) и (2) имеем:

Y 2 - Y 2o + У 2н - 0;

Y I - Y IO + Y IH - 3Yic - 0. - Отсюда находим

Y 2C -Y 2н

Учитывая свойство матриц S, описываемое равенством S 3S. находим решение уравнений (5) и (6):

30

(8)

1

Yic -YiH + (YiH + Yic).

Из формул (7) и (8) запишем выражения

Как известно, для компенсации реак- для одной из проводимостей элементов тивной мощности в сети необходимо выпол- 35 симметризатора 1, соединенных в звезду и нение условий:в треугольник, например b А и Ьсвс.

YoC -YOH:YoC -Y

он,

или для реактивных проводимостей симмет-40 b вс т (Y2H + Y 2H-3Y 1H + . (10) ризатора 1 b Ос. b-ос и нагрузок 2,3 b он, b он:

и,Проводимости остальных элементов

b ос + 3b oC e ЧЬ он + ЗЬ он) lm(Y oH + 3Y он). симметризатора 1 получают циклической

перестановкой индексов А, В, С.

Соотношения для проводимостей сим-45 Преобразуя выражения (9) и (10), нахо- метризатора 1 примут наиболее простой дим вид, если положить:..с. 1

t1т

Ь оС ™ Ь он ImY он, Ь оС Ь он ImY он,

b A (g с - д в) - b А; Ьсв- (дА-д с)-ь в: Ьсс- (дв-д -ь с;

(11)

b A (g с - д в) - b А; Ьсв- (дА-д с)-ь в: Ьсс- (дв-д -ь с;

что соответствует естественному техническому решению: звезда симметризатора 1 компенсирует звезду нагрузки 2. а треугольник симметризатора 1 - треугольник ьсдв . JL | ( - д А) + дВ(ВС + gA.CAj: нагрузки 3.55vo J

Примем также во внимание, что, по- ьсвс « Х | ( - д в) + + дв. (12) скольку проводимости имметризатора 1vo j

чисто реактивные, то Y IC -Y 2с - Y 2н и ьссд 1 j 2 (д-д д с) + дд ДВ + дс дс Y 2с -Y 1C, где - знак комплексногоVd °

сопряжения. С учетом этого получаем две

DCA-U(2Y 2H + Y «,H);

(9)

Преобразуя выражения (9) и (10), нахо- дим ..с. 1

b A (g с - д в) - b А; Ьсв- (дА-д с)-ь в: Ьсс- (дв-д -ь с;

(11)

ьсдв . JL | ( - д А) + дВ(ВС + gA.CAj: vo J

где g A, g в, g с и b A, b в, Ь с - активные и реактивные фазные проводимости нагрузки, соединенной в звезду;

дв.вс; QA.CA; дс.сл; дв.дв; дд.дв; дс.вс - активные межфазные проводимости, где в индексе указаны линейный ток и линейное напряжение нагрузки 3, соединенной в треугольник.

Указанные проводимости могут быть определены по соответствующим токам и и напряжениям или мощностям и напряжениям, например:

JBXBC РВ.ВС

UA и А

где I AX, I AY - синфазная и квадратурная составляющие фазного тока ГА относительно фазного напряжения UA нагрузки 2, сое- диненной.в звезду;

Р A, Q А - активная и реактивная мощности фазы А нагрузки 2, соединенной в звезду;

IBXBC -„синфазная составляющая линейного тока I в нагрузки 3, соединенной в треугольник, относительно линейного напряжения

UBC;

РВ.ВС - активная межфазная мощность, определяемая линейным током i в и линейным напряжением UBC нагрузки 3, соединенной в треугольник;

1)л - действующее значение линейного напряжения.

Выражения (11), (12) для двух групп элементов симметризатора 1, соединенных в звезду и в треугольник,, описывают сущность предлагаемого устройства и положены в основу его работы.

Токовые цепи датчиков 5 и 8, 6 и 9, 7 и 10 активных и реактивных фазных проводи- мостей включены попарно последовательно в фазы, а их цепи напряжения подключены к фазным напряжениям нагрузки 2, соединенной в звезду. Постоянные напряжения с выходов датчиков 5-7, пропорциональные активным проводимостям g д. g в, дс фаз нагрузки 2, подаются соответственно на первый, второй и третий входы, а постоянные напряжения с выходов датчиков 8-10, пропорциональные реактивным проводимостям b A, b в, b с фаз нагрузки 2, на четвертый, пятый и шестой входы формирователя 17 управляющих сигналов.

Токовые цепи датчиков 11 и 14, 12 и 15,

13 и 16 активных межфазных проводимо стей включены попарно последовательно в

линии нагрузки 3, соединенной в треуголь0

5

0

5

0

5

0

ник, Цепи напряжения этих датчиков подключены соответственно на линейные напряжения UCA, DAB, UAB, UBC, UCA, UBC. Постоянные напряжения с выходов датчиков 11-16, пропорциональные активным межфазным проводимостям, подаются соответственно на седьмой, восьмой, девятый, десятый, одиннадцатый и двенадцатые входы формирователя 17 управляющих сигналов.

В формирователе 17 управляющих сигналов по входным напряжениям, поступающим с датчиков , образуются постоянные напряжения, пропорциональные реактивным проводимостям b А, Ьсв, Ьсс и Ь°АВ, Ьсвс, ЬССА симметризатора 1. Для формирования первой группы из трех напряжений служат трехвходовые операционные блоки 18-20, а для формирования второй группы из трех напряжений - четы- рехвходовые операционные блоки 21-23. На вхЬды операционных блоков 18-20 входные напряжения поступают в соответствии с выражениями (11), а на входы операционных блоков 21-23 - в соответствии с выражениями (12). С выходов операционных блоков 18,19,20 и 21,22,23 постоянные на- пропорциональные проводимо- ЬСв, Ьсс и ЬСАВ, ЬСвс, ЬССА. подаются по шести выходам формирователя 17 управляющих сигналов через блок 4 из шести линейных усилителей на входы шести- элементного симметризатора 1, подключенного к трехфазной сети. В симметризаторе 1 производится соответствующая перестройка параметров реактивных элементов согласно выражениям (11) и (12). справедливым для любой трехфазной сети с изменяющейся во времени нагрузкой. При этом осуществляются автоматическое симметрирование токов, уравновешивание фазных напряжений и компенсация реактивной мощности.

пряжения,

СТЯМ ЬСД,

Формула изобретения Устройство для симметрирования трехфазных сетей, содержащее последовательно соединенные формирователь управляющих сигналов, блок линейных усилителей и шес- тиэлементный симметризатор, подключен- ный к источнику трехфазного напряжения, три датчика активных и три датчика реактивных фазных проводимостей, включенных попарно в каждую фазу нагрузки, соединенной в звезду, а также три датчика межфаз- ных проводимостей, токовые цепи которых включены в соответствующую линию нагрузки, соединенной в треугольник, причем выходы шести датчиков фазных проводимостей и трех датчиков межфазных проводимостей подключенных к девяти входам

формирователя управляющих сигналов, о т- личающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет автоматической компенсации реактивной мощности сети, в нем указанные три датчика межфазных проводимостей выполнены активными и дополнительно введены три других датчика активных межфазных проводимостей, токовые цепи которых включены последовательно с токовыми цепями датчиков активных межфазных проводимостей первой группы, цепи напряжения каждой пары датчиков активных межфазных проводимостей подключены к линейным напряжениям между данной фазой и двумя другими фазами, а выходы введенных датчиков активных межфазных проводимостей соединены с десятым, одиннадцатым и двенадцатым входами упомянутого форми

рователя управляющих сигналов, который содержит три трехвходовых и три четырех- входовых операционных блока, выходы которых являются выходами формирователя управляющих сигналов, причем три входа первого операционного блока соединены соответственно с третьим, вторым и четвертым входами, три входа второго операционного блока - с первым, третьим и пятым входами, три входа третьего операционного блока - с вторым, первым и шестым входами, четыре входа операционного блока - с-вторым, первым, одиннадцатым и седьмым входами, четыре входа пятого операционного блока - с третьим, вторым, девятым и восьмым входами, четыре входа шестого операционного блока - с первым, третьим, десятым и двенадцатым входами формирователя управляющих сигналов.