Устройство для симметрирования токов в четырехпроводной сети Советский патент 1982 года по МПК H02J3/26 

1

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазных электрических сетях с нулевым проводом /иш симметрирования однофазных нагрузок.

Известны симметрирующие устройства , которые используются в электрических сетях для симметрирования нагрузок, выполненные на основе автотрансформаторов с емкостными индуктивными симметрирующими элементами 1.

Однако эти устройства либо не позволяют осуществлять совместную компенсацию токов обратной и нулевой последовательностей, либо позволяют, но имеют при этом больщук) установленную мощность.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для симметрирования токов в трехфазной электрической сети с нулевым проводом, которое содержит два реактивных элемента и два фазосдвигающих автотрансформатора с отпайками причем к одной фазе сети подключена одним концом общая точка соединения выводов однофазной нагрузки и автотрансформаторов, два другие вывода автотрансформаторов подключены к двум оставшимся фазам сети, при этом реактивные элементы одними выводами подключены к. отпайкам автотрансформаторов, а свободные выводы реактивных .элементов и нагрузки подключены к нулевому проводу сети 2.

Однако наличие в устройстве двух автотрансформаторов, которые, к тому же, для полностью управляемого устройства должны быть выполнены с максимально возможным числом отпаек, что значительно усложняет технологию их изготовления и увеличивает стоимость. Устройство имеет сложную систему управления, так как при изменении параметров нагрузки нужно обеспечить необходимые фазы напряжения на данных элементах. Для этого нужно четыре группы силовых коммутаторов, число которых в группе определяется количеством ступеней управления.

Целью изобретения является упрощение устройства.

Поставленная цель достигается благодаря тому, что устройство для симметрирования токов в четырехпроводной сети с однофазной нагрузкой, подключенной между одним из фазных и нулевым проводом, содержащее симмет рирующие элементы, два вывода которых соединены в общую точку, ,и автотрансформатор, один из выводов которого подсоединен к той из фаз сети, к которой подсоединен вывод нагрузки, снабжено дополнительной регулируемой ковдснсаторной батареей, в качестве симметрирующих элементов применены регулируемый дроссель и регулируемая конденсаторная батарея, второй вывод автотрансформатора подсоединен к общей точке симмет рирующих элементов, промежуточный отвод автотрансформатора подсоединен к нулевому проводу, а дополнительная конденсаторная батарея подсоединена к промежуточному отводу автотрансформатора и к его выводу, подключенному к фазе сети, причем сопротивления симметрирующих элементов равны между собо и в 3 i раэа больше сопротивления нагрузки На фиг. 1 представлена принципиальная схе ма устройства; на фиг. 2 - векторная диаграмма токов и напряжений устройства. Устройство содержит фазы цепи А, В, С, О, конденсаторную батарею 1, дроссель 2, автотрансформатор 3, общую точку 4 конденсаторной батареи и дросселя, подключенную к выво ду второй обмотки автотрансформатора, нагрузку 5, дополнительную конденсаторную баратею 6. Кроме того, векторная диаграмма токов и напряжений устройства включает фазы сети А, В, С, О, ток нагрузки IH, ток, протекающий по второй обмотке автотрансформатора , токи А- Cv с в фазах А, В, С, линейные напряжен Ц;Л АЪ- иц5;,напряжение конденсаторной батарее 1, напряжение Ue, дросселе 2, напряжениеU Qна второй обмотке. Работает устройство следующим образом. При подключении устройства к сети по кон денсаторной батарее под действием напряжения 04 епротекает ток %е .±. по дроссел -d90° 3 зУъг.е 2 под действием напряжения иф е протекает ток VBu. Ф --- D e j900- - H зУЭ2це где , - токи, протекающие соответстве но по конденсаторной батарее и дросселю; и ф - ф.азное напряжение сети; Z - полное сопротивление нагрузки Токи конденсаторной батареи и дросселя определяют соответственно токи в фазах ( и По второй обмотке автотрансформатора 3 протекает суммарный ток дросселя и KQFraenсаторной батареи, который равен l,(e,) i,,. Так как коэффициент трансформации автотранс форматора равен 2, то по первой его обмотке (А-0) протекает удвоенный ток по отношению к току во второй обмотке |AO 2 Цо 3 IH где 1дд- ток, протекающий по первой обмотке автотрансформатора. Ток в фазе А представляет собой разность тока нагрузки (1 5) и тока первой обмотки автот)а 1сформатора (1до) Л н зи зи Таким образом получаем симметричную систему токов. При симметрировании нагрузки, измеияюП1ейся по величине, закон управления конденсаторной батареей и дросселем должен обеспечить величину их реактивного сопротивлении равную 3 f3 сопротивления нагрузки. П.ри этом можно использовать секциопйровапие конденсаторной батареи и дросселя в соответствии с изменением нагрузки включать или выключать секции. Можно секционировать только конденсаторную батарею и включать отдельные секции конденсаторной батареи параллельно дросселю. Закон управления дополнительной кондепсаторной батареи должен обеспечивать полную компенса1шю индуктивного сопротивления нагрузки. Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного, так как содержит только один автотрансформатор с одной отпайкой (в известном два автотрансформатора с больщим количеством отпаек), содержит три группы силовых коммутаторов (в известном 4) и более простую систему управления, так как достаточно обеспечить зависимости . . где Гц - активное сопротивление нагрузки; XH- индуктивное сопротивление нагрузки; X, - индуктивное сопротивление дросселя; Xj - емкостное сопротивление конденсаторной батареи; САОП бмкостное сопротивление дополнительной конденсаторной батареи. Кроме того, устройство позволяет использовать без завышения установленной мощности серийно выпускаемые конденсаторы, так как они включены на линейное и фазное напряжение (в известном конденсаторы находятся под на тряжением меньше фазного).