Устройство продольной емкостной компенсации Советский патент 1982 года по МПК H02J3/18 

Изобретение относится к технике, а именно к устройствам компенсации реактивной мощности в сетях с изолированной нейтралью.

Известны устройства продолы ой компенсации трехфазной сети, содержащие компенсирующие сопротивления, например конденсаторы, включенные в рассечку каждого из трех проводов сети 1.

Однако в сетях низкого напряжения, например, питающих плавильные электропечи, включение конденсаторов непосредственно в рассечку проводов практически неосуществимо, поскольку конденсаторные батареи на большой ток и малое напряжение имели бы гигантские размеры.

Известно также устройство продольной емкостной компенсации трехфазной сети переменного тока с изолированной нейтралью, содержащее трансформаторы, первичные обмотки которых включены в рассечку фаз сети.

а ко вторичным обмоткам присоединены конденсаторы. Такое включение позволяет согласовать параметры сети и конденсаторных батарей Г2.

Однако каждая конденсаторная батарея комплектуется защитной, коммутационной и другой вспомогательной аппаратурой. Наличие трех таких комплектов снижает эффективность и надежность устройства в целом и в ряде случае не позволяет использовать дешевое типовое оборудование.

Цель изобретения - удешевление устройства последовательной компенсации за счет сокращения количества основной и вспомогательной аппаратуры - силовых трансформаторов, выключателей, разрядников, реле, измерительных трансформаторов.

Указанная цель достигается тем, что в устройстве продольной емкостной компенсации трехфазной сети переменного тока с изолированной нейтральюг содержащем трансформаторы, 3, первичные обмотки которых включены в рассечку фаз сети, а ко вторичным обмоткам присоединены конденсаторы одни концы вторичных обмоток трансформаторов двух фаз соединены друг с другом, а конденсаторы соединены в треугольник и подключены к соединенным концам вторичных обмоток трансформаторов и к их двум другим концам. На чертеже изображена схема пред лагаемого устройства. Она включает два трансформатора i1 и 2, первичные обмотки 3 и 4 Которых включены в рассечку двух фаз сети 5- Одни концы вторичных обмоток 6 и 7 электрически соединен между собой и к ним и к другим конц вторичных обмоток 6 и 7 подключены конденсаторы 8, соединенные в треугольник и имеющие сопротивление Z, Z,2. . 3-. о Для пояснения принципа действия устройства составляют контурные ура нения цепи, пренебрегая сопротивлением короткого замыкания и намагн чивающим током трансформаторов 1 и K-40o f 3n- ( IlT a-i 0 lJ.)3 где К - отношение-числа витков вто ричных обмоток 6 и 7 трансформаторо 1 и 2 к первичным 3 и t ( коэффицие трансформации). Выражая из третьего уравнения с темы И )J и подставляя его в пер вое и второе, получим; Д дО 1 VV4 ViTi .г В случае симметричной схемы кон денсаторов 8 в уравнения (2) сл I,::Zo 1 дует подставить да , При симметричной нагрузке 3. о гггмО система 3 ) приобретает Таким образом, представленная схема с тремя конденсаторами Z квивалента цепи с сопротивлениями . 1/ к /3-16- 50° в фазе а и1/К Уз-2г в фазе Ъ сети 5. Эта цепь отвечает известному условию симметрии напряжения трехфазной системы так как - -J30° 1 . J30«d1 IO Из условий Ct) определяется значение сопротивления Z конденсаторов 8, необходимое для получения заданного компенсирующего падения напряжения Д| при токе симметричной нагрузки J, .гЛи в частности, емкость одной фазы Ь-реугольника конденсаторов 8 (7) ( где ш- угловая частота тока, с Трансформаторы 1 и 2 должны выбираться из расчета, чтобы номинальное напряжение первичной обмотки 3 и i превышало величину максимального падения напряжения в 1,52 раза. Это необходимо для предотвращения явления опрокидывания, которое наблюдается вследствие нелинейности цепи с ферромагнитным сердечником при достаточно большом токе. Индуктивное сопротивление трансформаторов 1 и 2 становится меньше емкостного, подключенного параллельно, и результирующее сопротивление из емкостного становится индуктивным, соответственно на 180 изменяется фаза падения напряжения. При этом расчет параметров устройства производят из заданного расчетного режима максимальной нагрузки по формулам (.6) Д7) в которых в качестве У5и выступает необходимая 5 расчетная прибавка линейного напряжения, а в качестве J - реактивная составляющая тока указанного ра четного режима. Предлагаемое устройство позволяе увеличить пропускную способность трехфазных распределительных сетей низкого напряжения без увеличения мощности понизительных трансформато ров и сечений проводов. Кроме того оно обеспечивает автоматическое безынерционное регулирование реактивной мощности и напряжения без помощи какой-либо дополнительной аппаратуры управления, а в сетях с распределенными силовыми потребителями устройство за счет встречного регулирования напряжения обеспечивает снижение потерь энергии в сетях и приемниках на 15-30. Фо|)мула изобретения Устройство продольной емкостной компенсации трехфазной сети пере2.4 менного тока с изолированной нейтралью, содержащее трансформаторы, первичные обмотки которых включемы в рассечку фаз сети, а ко вторичным обмоткам присоединены конденсаторы, отличающееся тем, что, с целью удешевления, одни концы вторичных обмоток трансформаторов двух фаз соединены друг с другом, а конденсаторы соединены в треугольник и подключены к соединенным концам вторичных обмоток транс форматоров и к их двум другим концам. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Техника высоких напряжений. Под ред. Д.В.Розевига, М-Л., ig, с. 27, рис. fia-la, 2.Данцис Я.Б., Жилов Г.М. Искусственная компенсацию реактивной мощности электропечей. Л., 1971,