Фильтро-компенсирующее устройство
ФИЛЫРО-КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ устройство, содержащее три соединенные звездой из последовательно включенных конденсаторов и реактора, три дополнительных цепи из последовательно включенных конденсатора и реактора и три дополнительных конденсатора, при этом реакторы основных и дополнительных цепей и дополнительные конденсаторы подключены к соответствующим фазам питающей сети, отличающееся тем, что, с целью упрощения к каждой точке соединения конденсатора и реактора основной цепи -подключены дополнительная цепь реактор-конденсатор и дополнительный конденсатор, которые другими концами, подключены соответственно к двум фазам питающей сети, неодноименными фазе подключения реактора основной цепи.
„,;ЯМ„„1050036 A
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК з(51) Н 02 J 3/18
Ч Ф °
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
8
I
ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3461023 24-07 (22) 25.06.82 (46) 23.10.83. Бюл. № 39 (72) В. С. Иванов, А. П. Цаллагов, В. В. Тропин и А. А. Яценко (71) Всесоюзный ордена Трудового Красного Знамени научно-исследовательский институт «Тяжпромэлектропроект» им. Ф. Б. Якубовского и Всесоюзный электротехнический институт им. В. И. Ленина (53) 621.316.761.2 (088.8) (56) 1. Жежеленко И. В. Высшие гармоники в системах электроснабжения промпредприятий. N., «Энергия», 1974.
2. Авторское свидетельство СССР № 251662, кл. 21 d 12/03, 1969 (прототи (54) (57) ФИЛЬТРО-КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее три соединенные звездой цепи из последовательно включенных конденсаторов и реактора, три дополнительных цепи из последовательно включенных конденсатора и реактора и три дополнительных конденсатора, при этом реакторы основных и дополнительных цепей и дополнительные конденсаторы подключены к соответствующим фазам BHTBloIIIPH сети, отличающееся тем, что, с целью упрощения к каждой точке соединения конденсатора и реактора основной цепи подключены дополнительная цепь реактор-конденсатор и дополнительный конденсатор, которые другими концами. подключены соответственно к двум фазам питающей сети, неодноименными фазе подключения реактора основной Я
1050036
1О
Изобретение относится к электротехнике и в частности к устройствам повышения качества электрической энергии в системах электроснабжения промпредприятий, а именно к устройствам подавления высших гармоник тока и генерации реактивной мощности, необходимой для компенсации нагрузки индуктивного характера, в трехфазных трехпроводных электрических сетях.
Известно фильтро-компенсирующее устройство, содержащее последовательные цепи из конденсаторов и реакторов, соединенные звездой (1).
Характерной особенностью этого устройства является жесткая связь между числом единиц конденсаторного и реакторного оборудования с одной стороны и числом подавляемых гармоник тока нагрузки с другой.
Действительно, для подавления двух высших гармоник и высокочастотных составляющих спектра тока нагрузки используются по
3 3 =9 линейных реакторов и конденсаторов, а для подавления шести гармоник и высокочастотных составляющих спектра тока нагрузки, соответственно .37 21 единиц каждого вида оборудования.
Наиболее близким по технической сущности К предлагаемому является фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее три цепи, последовательно из конденсаторов и реакторов соединенных звездой таким образом, что. к каждой шине трехфазной питающей сети подключен вывод реактора соответствующей цепи (2).
Недостатками известных устройств являются избыточность числа единиц реакторного оборудования, значительные погрешности в настройке одной резонансной частоты одновременно у трех цепей, что снижает эффективность фильтрации гармоник, а также уменьшение надежности работы оборудования в связи с большим числом контактных соединений.
Целью изобретения является упрощение.
Поставленная цель достигается тем, что в фильтро — компенсирующем устройстве, содержащем три соединенные звездой основные цепи из последовательно включенных конденсаторов и реактора, три дополнительных цепи из последовательно включенных конденсатора и реактора и три дополнительных конденсатора, при этом реакторы основных и дополнительных цепей и дополнительные конденсаторы подключены к соответствующим фазам питающей сети, к каждой точке соединения конденсатора основной цепи подключены дополнительная цепь реактор-конденсатор, дополнительный конденсатор, которые другими концами подключены к двум фазам питающеи сети, неодноименными фазе, к которой подключен реактор данной основной цепи.
На чертеже приведена принципиальная электрическая схема фильтро-компенсирующего устройства.
ЗО
З5
4о
2
Фильтро-компенсирующее устройство содержит основные последовательные цепи
1,2 и 3, включенные звездой, содержащие линейные реакторы 4-6 и конденсаторы 7-9, соответственно; три дополнительные цепи, состоящие из линейных реакторов 10-12 и конденсаторов 13-15 соответственно и три дополнительных конденсатора 16-18. Дополнительные цепи 10,13; 11,14; 12,15 и дополнительные конденсаторы 16-18 включены между общими точками реакторов 4-6 и конденсаторов 7-9, соответственно, основных цепей 1-3 и тремя шинами питающей сети А,В,С,при этом к общей точке конденсаторов 7-9 и линейных реакторов 4-6, соответственно каждой основной цепи, 1-3, соответственно, присоединены один дополнительный конденсатор и одна дополнительная цепь.
В рассечку общей точки 19 соединения основных цепей 1-3 в необходимых случаях могут быть подключены резисторы 20-22, включенные по схеме треугольника (звезды) .
Устройство работает следующим образом.
Каждая основная цепь, например 1, и подключенные к ее средней точке дополнительные конденсатор 16 и цепь 10, 13 выполняют три основные функции: — подавление двух высших гармоник тока в трехфазной сети, т.е. создание нулевых сопротивлений между тремя фазами сети на заранее выбранных двух частотах; — подавление высокочастотных составляющих сплошного спектра тока нагрузки, т..е создание практически нулевых сопротивлений между фазами сети и широкой полосе частот за счет емкостей конденсаторов 7,16;
8, 7; 9, 18 соответственно, — генерация несимметричной реактивной мощности, в основном, за счет емкостей конденсаторов 13, 16; 14, 17; 15, 18 соответственно .(поскольку емкость конденсаторов 7-9 может выбираться сравнительно малой, необходимой только для фильтраций высших составляющих спектра тока).
Следует отметить, что хотя в отдельности каждая основная цепь 1-3 и подключенные к ней дополнительные цепи 10,13 и 15 и конденсаторы 16-18 генерируют несимметричную реактивную мощность, в целом устрбйством генерируется симметричная реактивная мощность, поскольку между каждыми двумя фазами питающей сети А,В,С включены параллельно два конденсатора равной мощности, а конденсаторы 7-9 генерируют симметричную раективную мощность ввиду .симметричного подключения к шинам. При этом, влияние реакторов 4,10; 5,11;
6,12 на генерацию реактивной мощности, т.е. на генерацию реактивного тока на основной частоте сети, можно практически пренебречь, 1050036
Составитель К. Хоециан
Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор М. Шароши
Заказ 8445/52 Тираж 61? Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5
Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4 как ввиду их малого сопротивления на основ ной частоте сети, так и ввиду определенной степени симметрии относительно фаз питающей сети по величине потребляемого реактивного тока. Действительно, если реакторы 4-6, подключенные к разным фазам сети, будут определять резонанс напряжений на частотах 2-ой, З-ей, 4-ой гармоник, соответственно, а реакторы 10, 11 и 12 — соответственно на 11-ой, 7 — ой. и 5-ой, то по потребляемому реактивному. току все три 10 звена будут практически в равных условиях.
Преобразуем четырехлучевую звезду, включенную между шинами А,В,С сети и гочкой 19 устройства (т.е. одно из звеньев устройства) в эквивалентный шестиуголь- 15 ник. Получим следующие величины комплексных сопротивлений, где С1,,СЗ,„С4 —, величины емкостей конденсаторов 13,7 и 16, соответственно; L1J q — величины индуктивной реакторов 10,4, соответственно;Ы вЂ” круговая частота (314 рад/с) 10
1-М k -3VC(L,C SC ,) сд Ci 1- g СД.а+С L (Сз (-г) 4) L C ÈCç С4). ь ф -25 i сд С4 (1- > 1,,C,) Z $-(Дх(Сg -тКД. +(Сз+С 11.г3+ Ш ьъС1 - (СзК ) - J«4()-И 1,,«)(C31, И ) 1- О) ьс11 2 С11 1<С C4)La)+ 4 41-?.С(ЫСз С4 30 В - j C (L,Ñ4 М } 1-Ъ (С,1- +С,1.,+(С +С )L,) Я41.,С, (С, С -3ю с3(1- W 1.,с1) Как видно, из этих величин, сопротивления обращаются в нуль на двух фиксированных частотах, определяемых вещественными корнями уравнений четвертой степени, составляющих числители функций сопротивлений. Это указывают на описанные функции звеньев устройства. Следует также отметить, что при величинах емкостей конденсаторов 7-9 равных нулю (разрыв) можно получить трехфазное фильтро-компенсирующее устройство, подавляющее шесть фиксированных высших гармоник тока сети и генерирующее симметричную реактивную мощность. Если же при этом дополнительно взять нулевые значения индуктивностей реакторов 10-12 (закоротка), то можно получить фильтрокомпенсирующее устройство, подавляющее три фиксированных гармоник тока сети, высокочастотные составляющие сплошного спектра тока нагрузки и генерирующее симметричную реактивную мощность. Данные обстоятельства указывают на широкие функциональные возможности устройства. Использование устройства позволит сократить число единиц реакторного оборудования фильтро-компенсирующего устройства, повысить его эффективность по подавлению высших гармонИк тока в сети, повысить надежность, снизить капитальные и эксплуатационные затраты.
