Устройство для симметрирования режимаТРЕХфАзНОй СЕТи Советский патент 1981 года по МПК H02J3/26 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ РЕЖИМА ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для симметрирования режима трехфазной сети при подключении к ней неограниченного числа однофазных нагрузок произвольного характера. Известно симметрирующее устройство, состЬящее из двух однофазных автотрансформаторов и емкости fl. Это устройство имеет узкую област применения, так как может быть использовано для симметрирования только активной однофазной нагрузки, которая должна подключаться определенным образом относительно симметрирую щего, устройства. Применение этого устройства для снкнлетрирования нескольких однофазны нагрузок ведет к увеличению суммарной установленной мощности симметрирукедих устройств( число которых долж но соответствовать числу активных од нофазных нагрузок, включенных на раз ные напряжения. Мощность каждого СУ, должна быть не ниже установленной мо щности однофазных нагрузок,включенных на напряжение. Так как однофазная нагрузка носит как правило,изменяющийся характер, то существенно усложняется схема управления всей системой симметрирования и снижа ется ее надежность. Известно устройство для симметрирования однофазных нагрузок произвольного характера, подключенных к трехфазной сети, содержащее однофаз-. вые трансформаторы, электромагнитный делитель напряжения и симметрирующий элемент 2} . Оно предназначено для симметрирования двух однофазных нагрузок, подключенных определенным образом к этому устройству. Приэтом, если первая нагрузка больше второй, то в качестве симметрирующего элемента должна быть индуктивность, а,если вторая нагрузка больше первой - емкость.Чтобы обеспечить симметрирование однофазных нагрузок, изменяющихся по модулю и фазе с помощью этого устройства, симметрирующий элемент необходимо выполнять регулируемым, а в делителе напряжения и вторичных обмотках трансформаторов предусмотреть отпайки. Таким образом, имея ограниченную область применения (симметрирование только двух однофазных нагрузок при определенном их подключении).это устройство требует поочередного использования различных по характеру регулируемых симметрирукнцих элементо а также наличие регулируемых двух однофазных трансформаторо 1 и регулируемого электромагнитного делителя напряжения. Из-за наличия четырех ре гулируемых элементов схема управления таким симметрирующим устройством весьма усложняется и будет иметь невысокую надежность,Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является уст ройство для передачи электроэнергии содержащее симметрирующее устройство, выполненное на основе двух одно фазных трансформаторов, первичные обмотки которых включены на линейные напряжения разных фаз, а вторичные обмотки соединены последовательно, ,и симметрирующий элемент З . Недостатком известного устройства является узкая область его применения (только в сетях с изолированной нейтралью). Цель изобретения - расширение области его применения и использование его для трехфазной сети с однофазными нагрузками произвольного характера, уменьшение установленной мощности устройства относительно мощности однофазных нагрузок и повы шение надежности его работы. Указанная цель достигается тем, что в устройстве для симметрирования режима трехфазной сети, содержащем однофазные трансформаторы, первичные обмотки которых включены на линейные напряжения разных фаз, э в вторичные обмотки соединены последовательно, и симметрирующий элемент, трансформаторы выполнены броневой конструкции с пазами с внутренней стороны ярма и с подвижным сердечником с пазами, первичные обмотки ука занных трансформаторов выполнены из двух встречно-включенных полуобмоток, причем указанные полуобмотки размещены в пазах ярма, а вторичные обмотки размещены в пазах подвижного сердечника и между их выводами включен симметрирующий элемент,который в про цессе симметрирования остается постоянным. На фиг. 1 показана схема устройст BaJ на фиг. 2 - векторная диаграмма пульсирующих мощностей. Симметрирукядее устройство состоит из двух однофазных трансформаторов 1 и 2, первичные обмотки которых выполнены из двух полуобмоток 3 и 4, 5 и 6, соответственно и размещены в двух внутренних углублениях ярма трансформатора броневой конструкции а вторичные обмотки 7 и 8 расположены на средних стержнях, соединены последовательно между собой и включе ны на симметрирующий элемент 9. Несимметричные нагрузки 10-12 под ключены на линейные напряжения трехфазнок с-ети. Магнитные потоки в трансформаторах 1 и 2, создаваемые первичными обмотками, смещены по высоте сердечника друг относительно друга, противоположно направлены и замыкаются через средний стержень. При осевом перемещении вторичных обмоток 7 и 8 относительно своих первичных обмоток напряжение на вторичных обмотках будет плавно изменяться от и2(дц) ДО-и2(дв)И и2(рв)до ) соответственно за счет встречного включения намагничивающих сил полуобмоток 3 и 4, 5 и б. А так как первичные обмотки включены на напряжения, сдвинутые под углом 120, то напряжения вторичных обмоток также образуют угол 120° и 60° в зависимости от того, одинаковые или разные знаки имеют напряжения на обмотках 7 и 8. Напряжение на симметрирующем элементе 9 представляет собой геометрическую сумму напряжений последовательно включенных обмоток 7 и 8. Изменяя напряжения вторичных обмоток 7 и 8 ПС модулю, можно плавно изменять модуль и фазу напряжения на симметрирующем элементе 9 в пределах внутреннего угла, образованного векторами напряжений обмоток 7 и 8, а при изменении одним из слагаемых напряжений и знака, напряжение на симметрирующем элементе 9 можно пЛавно изменять по модулю и фазе на 180°. При плавном повороте вектора напряжения на симметрирующем элементе 9 на 180° вектор пульсирующей мощности симметрирующего устройства будет плавно поворачиваться на 360°. Таким образом, предлагаемое симметрирующее устройство позволяет изменять фазу или модуль и фазу пульсирующей мощности в диапазоне 360°. Условием симметрирования трехфазной сети с изолированной нейтралью является равенство нулю геометрической суммы пульсирующих мощностей однофазных нагрузок и пульсирующей мощности симметрирующего устройства 1 N,- + Nc4, О, где N - пульсирующая мощность i-ой однофазной нагрузки, су пульсирующая мощность симметрирующего устройства. Если однофазные нагрузки 6-8 носят соответственно активный, индуктивный и емкостной характеры, то результирующая пульсирукицая мощность нагрузки определяется по выражению NH I N Nf,a+ N50 + NAC, где . - . , j(2 vi-- «i) N,- u,-l, u,.I,e Для активной нагрузки пульсирующая мощно9ть .(2.00-0°) . .-to NAB дб м fi Для индуктивной.нагрузки Мд,еК.-15оо-90) ,el2.°

Для емкостной нагрузки

jt()0))0°}-JV

NAB . MBB

Результирующий вектор N, пульсирующей мощности в зависимости от величины и характера однофазных нагрузок может изменяться по модулю и фазе в диапазоне 360 (фиг, 2).

Для компенсации результирующей мощности нагрузки NH предлагаемое симметрирующее устройство обеспечивает получение вектора пульсирующей мощности N) , который равен по модулю и противоположен по фазе вектору N(j.

Предлагаемое устройство позволяет симметрировать неограниченное число однофазных нагрузок произвольного характера, включенных на линейные напряжения трехфазной сети. Для симметрирования однофазных нагрузок используется только один нерегулируемый симметрирующий элемент. Регулирование плавное.

Применение предлагаемого устройства на предприятиях с несимметричной нагрузкой позволит повысить качество электроэнергии и производительность механизмов, исключить потери электроэнергии в сетях, обусловленные несимметричной нагрузкой.

Формула изобретения

Устройство для симметрирования режима трехфазной сети, содержащее однофазные трансформаторы, первичные обмотки которых включены на линейные напряжения разных фаз, а вторичные обмотки соединены последовательно, и симметрирующий элемент, отличающееся тем, что, с целью осуществления симметрирования трехфазной сети с однофазными нагрузками произвольного характера и повышения надежности работы, трансформаторы выполнены броневой конструкции с

0 пазами с внутренней стороны ярма и с подвижным сердечником с пазами, первичные обмотки указанных трансформаторов выполнены из двух встречновключенных полуобмоток, причем указанные полуобмотки размещены в пазах ярма, а вторичные обмотки размещены в пазах подвижного сердечника и меж-. ду их выводами включен симметрирующий элемент.

20

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

J S

V е

-1