Устройство для симметрирования режима работы трехфазных сетей Советский патент 1982 года по МПК H02J3/26 

фазной нагрузке с изменяющнмися во времени параметрами, содержащее подключенный к сети фильтр токов обратной последовательности, фазочувствительные выпрямители по числу фаз, один из которых подсоединен к фильтру обратной последовательности, и линейные усилители, вьгеоды которых подсоединены к исполнительному органу, снабжено датчиком действующего значения напр)1жения, двумя фазовращательными блоками и тремя блоками измерения отношения напряжений, причем первые входы второго и третьего фазочувствительных выпрямителей подключены через фазовращательные блоки к фильтру токов обратной последовательности, а вторые . входы всех трех фазочувствительных вьшрямителей соединены между собой и подключены к одной из фаз сети, причем к этой же фазе подсоединен вход датчика действующего значения напряжения, каждый из блоков измерения отношения напряжений подсоединен одним входом к выходу соответствующего фазочувствительного вьшрямителя, вто{Я 1е входы блоков измерения отношения напряжет объединены между собой и подсоединены к выходу датчика действующего значения напряжения, а выходы блоков измерения отношения напряжений подсоединены к линейному усилителю.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

К трехфазному источнику 1 питания подключена трехфазная переменная нагрузка 2 через фильтр 3 токов обратной последовательности, входящей в состав устройства для симметрирования режима работы трехфазных сетей, которое включает также датчик 4 действующего значения напряжения, фазовращвтели S и 6 на +120 и -120 соответственно, фазочувствительные выпрямители 7, измерители 8 отношения двух напряжений, линейные усилители 9 и. исполнительный орган 10, состоящий из трех реактивных злементов, включенных в треугольник. Значения реактивных проводимостей регулируются взаимно независимо, а выполнены они таким образом, что могут принимать как индуктивиый, так и емкостной характер.

Фильтр 3 токов обратнсж последовательиости подключен к симметрируемой трехфазной сети. На датчик 4 действующего значения напряжения подано одно из линейных или фазных напряжений, напртмер фазы симметрируемой цепи. Выход фильтра 3 токов обратной последовательности родключеи к первым входам трех фазочувствительных выпрямителей 7, причем к первому из них - непосредственно, ко второму - через фазовращатель 5 на 120 и к третьему - через фазовращатель 6 на -120°. Вторые входы

фазочувствительных выпрямителей 7 oбъeJШнe иы между собой и подключены к фазе Л, а выходы их связаны с первыми входами соответствующих измерителей 8 отношения двух иапряжений, stopbie входы которых подключеиы к выходу датчика 4 действующего значения напряжения. Выходы измерителей 8 через усилители 9 соеданеиы с соответствующими реактивными злементами исполнительного органа 10.

Устройство работает следующнм образом.

Вначале получим соотношения, положенные в основу его работы.

Условие компенсации токов обратной последовательности можно записать в виде

I

-3UYj

(1)

а)

и

- действующее зна%ние фазного напряжения сети;

1а - комплекс обратной последовательности лвтейных токов на грузки;

Та - комплекс тока обратной последовательности ишолнительного органа (снмметризатора);

Yj - комплекс проводимости, связанный с параметрами симметризатора Уд|}, , Y,jg , YQ.(X соотношением

) , (2)

- оператор поворота на

- параметры несимметричной частн симметртзатора.

ь - YO,

где YO проводимость симметричной части симметризатора, равная

1

(Уль

Yftu + Х,д).

i Решение уравнения (1) с учетом условня (2) упретцается, если проводить его в симметричнш форме. Выполнив операцию комплексного сопряжения в уравнении (1) и воспользовавшись условием (2), получим симмет1Я1чиую систему уравнений для величин Yfcc , ДХ-А . :

ДУЬС + eAYcA + aAYftfe 1 AYec -ь + - y

(3) Yftc + ДУсд + AY 0 59 Решая систему уравнений (3), находим зи WciJ IJVH,; 1« Получеиные соотношения (4) позволяют определить приращения ДЬ/, ДЬ( и параметров реактивных элементов исполнител ,ного органа по измеренным действующему значению фазного напряжения, значениям тока обратное последовательности и сдвигу фаз yjj этого тока по отнощеиню к опорному напряжению, в качестве которого выбираем, напри мер, напряжение фазы А. Если записать Ii Ije , то из соотиошеиия (4) по лучим ДЬйй - i2sinv j; 3 ijsmC j - 120°); ДЬАь - J i2sin(,j + 120°). Выражения (5) и положены в основу работы предлагаемого устройства. Составляющая тока обратной последовательности с выхода фильтра 3 поступает иа первые входы трех фазочувствительных выпрямителей 7, причем на второй и третий фазочувствительные выпрямители со сдвигом по фазе +120 и -120°, осуществляемым фазовращателями S и 6 соответственно. На дру гие входы фазочувствительных выпрямителей 7 подается одно из фазных или линейных напряжений, в данном случае напряжения фазы А (жмметрируемой цепи. На выходе каждого из фазочувствительных вьшрямителей 7 формируется напряжение, пропорциональное ооответственио величинам tjsiivpi; bsin(.pj - 120) i,sin(.j + 120°) Это напряжение поступает иа первые вхо ды изме жтелей 8 отношения двух напряжеНИИ, на другие входы которых подается напряжение, пропорциоиальное действующему значе1шю фазного напряжения. На выходах измерителей образуются напряжения, пропорциоиальиые приращениям параметров ДЬ, ДЬед и симметризаторов. Знак этих напряжений определяет характер приращения индуктивный или емкостной. Напряжения с выходе измерителей 8 усиливаются линейными усилителями 9 и подаются иа исполнительный орган 10, в котором производится соответствующее измененне параметров реактивиых элементов. Причем, как следует из выражений (5), эти приращения однозначно связаны с током обратном последовательности и. фазным наяряжение. Таким образом, обеспечивается повышение быстродействия, так как знак и величина приращения параметра каждого реактивного элемента исполнительного органа 10 точно известны, и повышение точностн за счет уменьшения динамической погрешности.. Формула изобрете ни я Устройство для симметрирования режима работы трехфазных сетей при несимметричной трехфазнсж нагрузке с изменяющимися во времени параметрами, содержащее подключенный к сети фильтр токов обратной последовательности, фазочувствительные вьшрямители по числу фаз, один из которых подсоединен к фильтру обратной последовательности, и линейные усилители, выводы которых подсоединены к исполнительному органу, о тличающееся тем, что, с целью повышения точности и быстродействия, оно сиабжено датчиком действующего значения напряжения, двумя фазовращательными блоками и тремя блоками измере1шя отношеиня напряжений, причем первые входы второго и третьего фазочувствительных вьшрямителей подключены через фазовращательные блоки к фильтру токов обратной последовательности, а вторые входы всех трех фазочувствительных выпрямителей соединены между собой и подключены к одной из фаз сети, причем к этой же фазе подсоединен вход датчика действующего зиачеиия напряжения, каждый из блоков измерения отношения напряжений подсоединен одним входом к выходу соответствующего фазочувствительного выпрямите ля, вторые входы блоков измерения отиошения напряжений объединены между собом и подсоединены к выходу датчика действующего значени(т напряжения, а выходы блоков измерения отношения иапряжеиий подсоединены к линейиому усилителю. Источники ииформаиии, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР М 243055, кл. И 01 J 3/26, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР N 244495, л. Н 02 J 3/26, 1969. 3. Авторское свидетельство СССР N 243701, rioi. Н 02 J 3/26, 1969.