Устройство для компенсации токов обратной и нулевой последовательностей в трехфазных четырехпроводных сетях
УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТОКОВ ОБРАТНОЙ И НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВА-: ТЕЛЬНОСТЕЙ В ТРЕХФАЗНЫХ ЧЕТЫРЕХПРО- : водных СЕТЯХ при подключении к ним однофазных нагрузок, содержащее управляемлй дроссель, управляемую конденсаторную батарею, сопротивления которых в 3 -/3 раз больше сопротивления одной нагрузки, автотрансформа:тор с соотношением исла витков обмоток 1:2 и конденсаторные батареи :дпя подключения параллельно нагрузкам , приуем первою выводы дросселя, конденсаторной батареи и большей обмотки автотрансформатора подключены к з.ажиму для подключения нулевой фазы сети, отличающее ся тем, -что, с целью повыиения качества электрической энергии когшенсацйи токов обратной и :1яулерой последовательностей при подключении двух )авных однофазных нагрузок на фазное напряжение, выводы обмотки автотрансформатора, конденсаторной батареии дфосселя подключены к зажимам для подключения к трем фазам сети в порядке чередования фаз соответственно , причем второй вывод обмотки автотрансформатора подключен к зажиму для подключения к фазе сети,не соединенной с однофазными нагрузками.
аю (И) CCNO3 СОВЕТСНИХ ваав
РЕСПУБЛИК
Э{Я) Н 02 J 3 26
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТИРЫТИЙ 1
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИГГ с
- . I . „" (в:свтасснамт ссиастеъствт
1(21) 3371847/24-07
;(.22) 09.12. 81 (46) 15.05.83. Бюл. Р 18 72) О.Г. Денисенко, A.Ï. Трофименко, В.В. Алексеенко, Ю.A.. Музыченко и A.Â. Самков. (71) Институт электродинамики AH Украинской ССР
53 621. 316. 3 (088. 8) (56). 1 ° Аввакумов В.A. Уравновешива:ние электрической нагрузки в трехфазной четырехпроводной системе;—
"Известия ВУ"ов. Энергетика", 1970, Р 5.
2.. Милях A.Н., Шидловский А-К., Кузнецов В .Г. Схееи си1иметрирования однофазньх нагрузок в трехфаэных цепях. Киев, "Наукова думка", 1973.
3. Авторское свидетельство
9 801187, кл. Н 02 J 3/26, 1979.
4; Авторское свидетеЛьство СССР по заявке В 3241578/24-07, кл. Н 02 Ю 3/26, 1981. (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ .
ТОКОВ ОБРАТ НОЙ И НУЛЕВОЙ ПОСЛЕ ДОВАс".
ТЕЛЬНОСТЕЙ В ТРЕХФАЗНЫХ ЧЕТЫРЕХПРО-; ВОДНЫХ СЕТЯХ при подключении к ним
4 однофаэных нагрузок, содержащее управляееый дроссель, управляемую конденсаторную батарею, сопротивления которых в 3. /3 раэ больше сопротив ления одной нагрузки, автотрансформа:тор с соотношением Числа витков обмоток 1:2 и конденсаторные батареи
:для подключения параллельно sarpysкам, причем первые выводы дросселя, конденсаторной батареи и большей o6" мотки автотрансформатора подключены
:к зажиму для подключения нулевой фазысети, отличающее ся тем, что,. с целью повыаения качества электрической энергии путем компен- . сации токов обратной и .нулевой. последовательностей при подключении двух Е равных однофаэных нагрузок на фаэ-ное напряжение, вторые выводы обмотки автотрансфбрматора, конденсатор". ной батареи ти дросселя подключены к 4„ зажимам для подключения к трем фазам сети в порядке чередования фаз соо- B тветственно, причем второй вывод об.мотки автотрансформатора подключен к
- зажиму для подключения к фазе сети,не соединенной соднофазными нагрузками. °
1018185
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазных электрических сетях с нулевым проводом, для симметрирования двух равных однофазных нагрузок.
Известны симметрирующие устройства, которые используются в электрических сетях для симметрирования нагрузок ! Ц - 3).
Эти устройства либо не позволяют осуществлять совместную компенсацию токов обратной и нулевой последовательностей, либо позволяют, но имеют при этом большую установлеиную мощность.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для компенсации токов обратной и нулевой последовательностей в трехфазных электропро" водных сетях при подключении к ним однофазных нагрузок, содержащее уп- gg равляемый дроссель, управляемую кон денсаторную батарею, сопротивления которых в 3 ГЗ раз больше сопротив" ления одной нагрузки, автотрансформатор с соотношением числа витков обмоток 1:2 и конденсаторные батареи для подключения параллельно нагрузкам, причем первые выводы дросселя, конденсаторной батареи и большей обмотки автотрансформатора подключены к зажиму для подключения нулевой Фазы сети (4 ).
Однако это устройство не может симметрировать две однофаэние нагруэ. ки. Чтобы произвести симметрирование двух однофазных нагрузок необхо димо испольэовать два устройства, что экономически не выгодно, так как ус" тановленная мощность и стоимость устI
;ройства увеличивается вдвое.
Цель изобретения — повышение ка- 4О чества электрической энергии путем компенсации (симметрирования) токов обратной и нулевой последовательнос-. тей при подключении к трехфаэной четырехпроводной сети двух равных 45 однофазных нагрузок на фазное напряжение.
Указанная цель достигается тем, что в устройстве для компенсации токов обратной и нулевой последовательностей в трехфазных четырехпроводных сетях при подключении к ним однофаэных нагрузок, содержащем управляемый дроссель, управляемую конденсаторную батарею, сопротивления которых в 3 !ГЗ раз больше сопротивления одной нагрузки, автотрансформатор с соотношением числа витков обмоток 1:2 и конденсаторные батареи для подключения параллельно нагрузке-к, причем первые выводы дросселя к. нденсаторной батареи и большей обмотки автотрансформатора подключены к зажиму для-подключения нулевой фазы сети, вторые выводы обмотки автотрансформатора, конденсаторной батареи и дросселя подключены к зажимам для подключения к трем фазам сети в порядке чередования фаз соответственно, причем второй вывод обмотки автотрансформатора подключен к зажиму для подключения к фазе. сети, не соединенной с однофазными нагрузками °
На фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2векторная диаграмма токов и напряже- ний устройства.
Устройство содержит конденсаторную. батарею 1, дроссель 2, автотрансформатор 3, общую точку 4 первых выводов дросселя, конденсаторной батареи и большей обмотки автотрансформатора, соединенных в 3-лучевую звезду, равные однофазные нагрузки
5 и б, дополнительные конденсаторные батареи 7 и 8.
На фиг. 2 приняты следующие обозначения:,А, В, С, О, — фазы сети;
Hд8, i! ЙОА, Й08, Йое.. — Фазные напряжения; Й4о — напряжение на обмотке автотрансформатора с большим числом витков; И48 — напряжение на конденсаторной батарее 1; И4Π— напряжение на дрос селе 2. Условия работы устройства с н !! 4О 0А где Х„ И Х - реактивные сопротивления дросселя 2 и конденсаторной батареи 1 соответственно; Рн — сопротивление однофазной нагрузки; 4/ 4l — числа витков большей и меньшей обмоток автоОА трансформатора соответственно, (таМ как числа витков обмоток авто- . трансформатора отйосят ся как 1:2, то I, "= = "4О "OA uOA Напряжение на дросселе 4G- 040 Ос" ООА+ О о = (! e )0+ О e ß"ß Î-„ßU е з зо ОА OA OA Сопротивиение дросселя 2 .равно 2 ЪЛеj oo Ри. Отсюда ток, обусловленный дросселем в фазе С питающей цепи, равен о 4с !Г ООА6 Uд 60 2(е> ; ея Ж е-.- е е е Ток в фазе С, обусловленный фаэной нагрузкой, равен = «оа UOAe jn0o k(c>. К,= RH, 1018185 Суммарный ток в фазе С + < 2 ОДА )ФХО . с 2<с) R(c) 3 Ток в фазе В, вызванный подключе-нием конденсаторной батареи, равен: "®) 1 3"Лйнб=> o Ъ Ток в фазе.В, обусловленный фаэ- 0 ной нагрузкой, равен ио <<оФ " О <Н и Суммарный ток в фазе В ()ооа & <() RO» 3 а . Определим ток в обмотке с большим числом витков автстрансформатора согласно закону Кирхгофа для узла 4 20 40 1(4) 2(4) (Ь) 2(C ) 3 Ток в фазе A. 4 +4o . 2 () 25 =2 i„= 14 (3) )< б " "О > Выражения (1) - t 3)токов в фазах показывают, что они равны по величи-. не и сдвинуты на угол 120< в порядке З( чередования фаз. Ток в нулевом проводе равен (о (с) )k(s) <А 40 ) (4,< Выражение (4 ) свидетельствует об 35 отсутствии токов нулевой последовательности, а выражения (1) — (3)об отсутствии токов обратной последовательности. При симметрировании нагрузки, измеряющейся по величине, закон управления конденсаторной батареи и дросселем должен обеспечить величину их реактивного сопротивления В 3 1ГЗ 45 раз. большую сопротивления нагрузки. При этом можно использовать секционированиФ конденсаторной батареи и дроссеЛя в соответствии с изменением нагрузки включать или выключать сек ции, Закон управления дополнительными конденсаторными батареями должен обеспечивать полную компенсацию индуктивного сопротивления каждой иэ нагрузок. Данное устройство позволяет улуч<. шить качество электрической энергии путем компенсации токов обратной и нулевой последовательностей.при установленной мощности, вдвое меньшей мощности прототипа. Определим установленную мощность реактивных элементов и автотрансформатора.данного устройства при активном характере нагрузки (со9 <"н = м ). мощность конденсаторной батареи равна: Я 0 Р uo <. )(ъ.Я к „W>Rqq где Иф = И - фйзное напряжение. Мощность дросселя Я (f% u@ u pe ан RRH Мощность автотрансформатора равна 2 At (40 <1(в)+ <2(с)) ) g ц (7) установленная мощность я, реактив-. ных элементов устройства равна Э,.а a u О, < < -Рн и н Устаневленная мощность автотрансформатора устройства ял„ . к„= ь Установленная мощность реактивных элементовQ и автотрансформатора Q+и устройства-прототипа . eoп, @ т o Pí МЪ .Ат Рн Сравненье установленных мощностей реактивных элементов и автотрансформатора данного устройства и прототипа показывают, что первое устройство имеет вдвое меньшую установленную мощность. Устройство, может быть использовано для симчетрирования напряжений и токов в четырехпроводных электрических сетях при подключении к ним однофаэных нагрузок, например два контактных провода тяговой сети, подклю ченные к одному тяговому трансформатору электрофицированных железных дорог, некоторые технологические двухплечие нагрузки (магнито-динамические насосы и др.). 1018185 Составитель И. Иирааников °, Редактор Т, Веселова Техред A,Aw- корректор 9. Макаренко ю ай Закаэ 3556/51 . Тираж 617 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР но делам иэобретений и открытий 113035,. Иосква, Ж-35, Рауыская наб., д. 4/5 Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, УЛ. Проектная, 4
