Симметрирующее устройство для трехфазной четырехпроводной электрической сети Советский патент 1981 года по МПК H02J3/26 

i

Изобретение относится к области элек«тротехники, в частности, для компенсации токов обратной и нулевой последовательностей и снижения несимметрии токов и напряжений в трехфазных четырехпроводных электрических сетях с неравномерной | нагрузкой.

Известны симметрирующие устройства (СУ), которые используются в трехфаз-, ных электрических сетях, выполненные на основе реактивных элементов с электри,ческими и электромагнитными связами i,

Недостатком этих устройств является то, что они применяются только в трехфазных трехпроводных сетях и не могут j быть использованы в трехфазных чотырехпроводных электрических сетях.

Наиболее близким по технической сущности является устройство 12, предназначенное для симметрирования токов и JQ напряжений трехфазных четырехпроводных .электрических сетей с неравномерной нагрузкой фаз, содержащее дроссель, подключаемый между двумя фазами, и конденсаторы, включаемые между вьюодами дросселя и нулевым проводом, причем значение сопротивления конденсаторов равно |- сопротивления нагрузки, а сопротивления дросселя равно тГ5/2 сопротивления нагрузки.

Недостатками этого устройства являются ограниченная область его использования и большая установленная мощность.

Устройство обеспечивает симметрию токов и напряжений только при одном фиксированном значении коэффициента мощности нагрузки, а его установленная мощность в семь раз превышает установленную мощность эквивалентной однофазной нагрузки (несимметричную нагрузку сети можно представить в виде эквивалентных симметричной и однофазной).

Большая установленная мощность устройства объясняется тем, что его элементы подключаются на напряжения сети с жестко заданными фазами. При таком подключении компенсация токов нулевой последовательности сопровождается увеличе3- g нвем ГОКОВ обратной последовагельносги и ОЛЯ компенсации последних требуюгся дополнительные элементы, поцключаёмые на линейные напряжения сети (в данном случае цроссель). Целью изобретения является снижение мощности и расширение диапазона симметрирования. .Для этого в симметрирующем устройстве, содержащем дроссель и конденсатор, введен трансформатор, первичная обмотка которого подключена к двум фазам сети, средний вьтод вторичной регулируемой обмотки подключен к третьей фазе, первые выводы конденсатора и дросселя подключены к разным выводам вторичной обмотки трансформатора, а вторые выводы конденсаторй и дросселя соединены друг с другом и подсоединены к нулевому проводу сети. На чертеже представлена принципиальная-электрическая -схема симметрирующего устройства. Устройство содержит конденсатор 1, дроссель 2, трансформатор 3, который имеет две обмотки: первичную обмотку 4, вторичную, регулируемую обмотку 5. Между двумя фазами (например В и С), рассматриваемьшЕи как наименее загруженные, включена первичная обмотка 4 трансформатора 3, а третья фаза сети (например А, рассматриваемая как наиболее загруженная) подключена к среднему выводу вторичной обмо.тки 5 трансформатора 3. Реактивные элементы 1 и 2 своими выводами включены между крайними регулируемыми выводами вторичной обмотки 5 трансформатора 3 и нулевым про вод1Юу1 сети (в данном примере О). За счет введения трансформатора с регулируемой вторичной обмоткой обеспечивается изменение фаз напряжений на ре- активных элементах (устраняется жест.кость фаз напряжений), что позволяет снизить установленную мощность устройства и осуществлять симметрирование токе и напряжений в трехфазной четырех- проводной сети при любом характере нагрузки. При регулировании на вторичной обмот ке трансформатора 3 обеспечиваются фазы , и Чд напряжений Оц и Од реак тивных элементов 1 и 2 такими, йри которых векторы пульсирующих мощностей .-. NK Т - элементов создают ре зультирутащий вектор NCV находящийся в противофазе с вектором пульсирующей мощности нагрузкиНн- Компенсация токов нулевой последовательности обеспечивается при компенсации тока нагрузки 1 током i-cit который равен векторной сумме токов Т ц и I л реактивных элементов 1 .и 2, Проводимости элементов симметрирующего устройства определяются из следующих уравнений:... .. .JU -;v,i.o-,A-or+e S1V1 счА-ато ; iL Jfe4t,o) ) Ж(Чд-270оГ При практически возможном диапазоне фазового угла нагрузки - . ЭО диапазоны изменения фаз напряжений на конденсаторе и дросселе следующие: , При изменении фазного угла нагрузки по абсолютной величине от f, 0 до н 90 установленная мощность СУ изменяется от 1,925 5ц до 1,0 SH (где 5ц установленная мощность однофазной эквивалентной нагрузки), что значительно меньше по сравнению с установленной мощностью известных устройств. Таким образом, рассматриваемая схема симметрирующего устройства обеспе- .чивает симметрирование во всем возможном диапазоне фазовых углов нагрузки при малой .мощности самого устройства. Формула и 3 о б р е т е .н и я Симметрирующее устройство для трехфазной четырехпроводной электрической сети, содержащее дроссель и конденсатор, отличающееся тем, что, с целью снижения мощности и расширения диапазона симметрирования, в него введен трансформатор, первичная обмотка которого подключена к двум фазам сети, средний вьшоц вторичной регулируемой обмотки подключен .к третьел фазе, первые вы- воды конденсатора и дросселя подключены к разным выводам вторичной обмотки трансформатора, а вторые выводы конденсатора и цросселя соединены друг с другом и подсоединены к нулевому проводу сети Источники информации принятые во внимание при экспертизе 1. Милях А. Н., Шидловский А, К. и Кузнецов В. Г. Схемы симметрирования однофазных нагрузок в трехфазных цепях. Киев, Наукова аумкаГ, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 585526, кл. Н О2 J 3/26, 1976.