Фильтро-симметрирующее устройство Советский патент 1982 года по МПК H02J3/26 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для комплексного повышения качества электроэнергии в сетях с несимлютрнчныгот и нелинейными нагрузками многих отраслей народного хозяйства: металлургии, в электрических системах с тяговыми нагрузками и т.д.

По основному авт. св. № 549857 известен индуктивный элемент с двумя магнитосвязанными, соединенными последовательно обмотками, выводы которых присоединены к двум дополнительтщ индуктивным элементам,-каждый из которых подключен к двум фазам сети, а общая точка магнитосвязанных обмоток через конденсатор подсоеди нена к третьей фазе сети fl.

Недостатком известногб устройства является его несимметричная частотная характеристика, при этом фильтрация высшей гармоники тока происходит только частично.

Кроме того, коэффициент мощности На входе недостаточно большой./

Цель изобретения - обеспечение фильтрации V й гармоники тока относительно всех зажимов устройства и :Обеспечение заданного коэффициента мощности на входе устройства.

Указалная цель достигается тем, что к известной схеме фильтро-симметрируювдего устройства, содержащей индуктивный элемент с двумя магнитосвязанвнлми соединенными последовательно обмотками, выводы которых присоединены к двум дополнительным индуктивным элементам, каждый из которых подключен к двум фазам сети, а общая

10 точка магнитосвязанных обмоток через конденсатор подсоединена к третьей фазе сети, подключается дополнительный конденсатор, который включен меж ду точками соединения магнитосвязан15ных овмоток и дополнительных индуктивностей.

На чертеже представлена электри;ческая схема устройства.

Устройство содержит зажимы 1-3, дополнительные индуктивные элементы 4 и 5, магнитосвязанные обмотки 6 и 7, дополнительную конденсаторную батарею 8, конденсаторную батарею 9 и индуктивный элемент 10.

Фильтро-симметрирующее устройство работает следующим образом.

Пульсирую1цг я мощность, создаваемая устройством, компенсирует пульсирующую мощность несимметричной

Нагрузки, а сопротивления реактивных элементов выбраны таким образом, что обеспечивают фильтрацию V-й гармоники относительно всех зажимов устройства. Для получения соотношения, позволякяцего выбрать сопротивления реактивных элементов для фильтрации у-и гармоники, данную схему необходимо преобразовать в эквивалентнуп звезду с сопротивлениями Zjjy, Zjv Условие полной фильтрации У-й гармоники в трехфазной цепи с помощью предлагаемой схемы будет при

« Zavpeb tvpeb avpea

-ivpea Z2.vpei- -2bvpej HI

-7 V()(XLi.Xm).( XarXm XevXxi.-i./v /,)

IOVrv. j-V.. /./I2V XL2 X«,)-Xc,/V

C учетом ( 3 ) резонансная частота фильтруемой гармоники будет для

0

Vpeb

Так как данная схема симметрична относительно зажимов 1-3 и 2-3 и Zav Zy , то условие фильтрации (1 примет следующий вид:

2.уре4 Zivpe, или

(3)

2 avpes °

Выразим эквивалентные сопротивлг|Ния звезды через параметры предлагаемой схемы

. : (x,XmVxL.-x.-i6..tL.i (4)

2V()-XcVY

vf-/l r5S f«

/ 1 Дхс111 г1 «511 П ( - f

V V / Xuw j. N, OXuiC CL7.- XmVXe,-V Vpe 2 ( TU i7x Xf,, сопротивление дополни-.

тельной конденсаторной батареи на основной частоте

X / - сопротивление дополннтель ной индуктивности на. основной частотеX, - сопротивление основной 2. индуктивности На основной

частотеJ X - сопротивление основной

2 конденсаторной батареи

на основной частоте- сопротивление -взаимоиндук

X

Hi тивности на основной частоте .

Из выражения (5) выбираются соотношения сопротивлений реактивных элементов схемы,. обеспечивающие фильтрацию V-й гармоники.

Для сравнения условий фильтрации данной схемы и прототипа запшием параметры последнего для эквивалентной эвезды:

(XL,-. 5;

25v -jfvx,nt-Xc2/v/) (io;

JjXu L-Xul()CL.t-XnT Г

J f7J

(2 XciCXLj+XmV - ml

Исходя из условий (2 мы видим, что фильтрация высших гармоник тока будет только частичная, так как условие 1уре,+ О выполнимо, а условие 27уре5 О невыполнимо при , любых значениях V, ввиду того что2,у состоит из элементов одного типа (индуктивностей), т. е. с увеличением частоты сопротивление Zv будет также увеличиваться. Таким образом, схемапрототип обладает фильтрующими свойствами только со стороны двух пар 3 ажимов.

Исходя из этого мы видим, что подключение конденсаторной батареи 8, дает возможность фильтровать У-ю высшую гармонику относительно всех устройства и тем значительно (улучшает фильтрующие свойства схемы.

Условие симметрирования устройст вом при подключении несимметричной нагрузки будет при

11

Mj,+N 0

N,

где V и М -. пульсирующие мощности соответственно несимметричной нагруз 65 (СИ и устройства. С учетом условия -.L-A °4-V- m ) Ifi) СахсгСЧг хп.) , Xrv,)V симметрирования параметры предлагаембго устройства, представленного четырехполюсником, связаны с параметрами нагрузки следующим образом. 4у ., 1- -g-taj 1 co9(2S9«fi,) И2 -VI 4.tqe 5f 12- -2ч -i(;,2tg.j,tga-t«f«) 2 ci - -ДХйг(,Хт-Щй.)(е. И4) - 2(.. 2(,bXe, f -, CXt.t tmX2XuXm -gxai) - Xe/i(X|.,Xu , -J ULj4-x;,)-Xc.,(15V Совместное решение уравнений (, 412) и(13; с учетом Л14) и (15) дает возможность определить параметры пре слагаемого ФСУ из условия симметрирования однофазной нагрузки, фильтра ции V- гармоиики и трехфазнр цепи и обеспечение заданного .коэффицие та реактивной моввности (tO) на входе устройства, Предлагаемое устройство дает возможность обеспечить фильтрацию V -и гармоники тока относительно всех зажимов устройства и обеспечить заданный коэффициент мо&щости на входе устройства. Формула изобретения Фильтро-сик 1етрирую11 е устройство по авт. св. 549857, отличающееся тем, что, с цель обеспечения фяльтргщии V-й гармони;ки тока относительно всех-зажимов устройства и Обеспечения аа/анного коэффициента мощности на входе устройства, оно снабжено дополнительным конденсатором, который включен между точками соединения магнитосвязакных :66моток и дополнительных индук|тивностей. Источники информации, принятые во внимгшие при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 549857, кл. В 02 J 3/26, 19-75.