Устройство для симметрирования и регулирования уровня напряжений в системе электроснабжения с однофазной нагрузкой

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЙ В СИСТЕМЕ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ С ОДНОФАЗНОЙ НАГРУЗКОЙ, подключенной к цвум фазам системы электроснабжения , содержащее два силовых реактивных элемента, в качестве одного из которых использован ковденсатор , подключенный параллельно.однофазной нагрузке, а в качестве другого - реактор, подключенный в рассечку (j-азы сети, не связанной с однофазной нагрузкой, отличающееся тем, что, с целью снижения суммарной установленной мощности и расширения функциональных возможностей , в него введен третий силовой реактивный элемент, в качестве i которого использован конденсатор, подключенный на опережающее линей (Л ное напряжение по сравнению с напряжением , на которое включена нагрузка . ЦгЬ1дб1 Т Т 00 со ч о to

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) 11»

3(5» Н 02 J 3/26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (2I) 3516069/24-07 (22) 18.11.82 (46) 30.04.84. Бюл. Х - 16 (72) А,К. Шидловский, В.Г. Кузнецов и В.Г ° Николаенко (71) Институт электродинамики

AH УССР (53) 621.316.76!.2(088,8) (56) 1. Шидловский А.К., Москаленко Г.А. Симметрирующие устройства с трансформаторными фазосдвигающими элем нтами. Киев, нНаукова думка, 1981, с. 8-!3.

2, Авторское свидетельство СССР по заявке М 3465137/07, кл. Н 02 J 3/26, 1982. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРНРО

ВАНИЯ И РЕГУЛИРОВАНИЯ УРОВНЯ НАПРЯХ(ЕНИИ В СИСТЕМЕ ЭЗПКТРОСНАБХ<ЕНИЯ

С ОДНОФАЗНОЙ НАГРУЗКОЙ, подключенной к двум фазам системы электроснабжения, содержащее два силовых реактивных элемента, в качестве одного иэ которых использован конденсатор, подключенный параллельно однофазной нагрузке, а в качестве дру-. гого — реактор, подключенный в рассечку азы сети, не связанной с однофазной нагрузкой, о т л и ч а ю— щ е е с я тем, что, с целью снижения суммарной установленной мощности и расширения функциональных воэможностей, в него введен третий силовой реактивный элемент, в качестве которого использован конденсатор, подключенный на опережающее линейное напряжение по сравнению с напряжением, на которое включена нагрузка.

) 089702

)1зс>б)3етение относится к электротея1ике, конкретно к устройствам прео бра з он алия электромагнитной энергии, предназначенным для повышения качества электроэнергии в трехфазных системах электроснабжения с изолированной нейтралью.

Известны симметрирующие устройства компенсационного типа, состоящие из реактивных элементов и создающие ток обратной последовательности, равный по величине и находя1цийся в противофазе току обратной последаBaTeëüíoñTè нагрузки ()), Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для симметрирования напряжений в системе электроснабжения с однофазной на1.рузкой, подключен-ной к двум фазам системы электросйабжения, содержащее два силовых реактивных элемента, в качестве одного из которых испопьзован конденсатор, подкЛюченный параллельно однофазной нагрузке, а в качестве другого — реактор. подключенный в рас—

-..Е<ПСУ фаЗЫ СЕТИ, НЕ СВЯЗаННОй С ОД.<

Недостатк:м." д:л:.ног- имметрирую-! ц! 1 О уетрОйт ZВа (Q% ) янтт<1!Ст! я боЛЬ-! аз< суммарная установленная мои1,—

«O C I B С И ЛОГ Ы Х .: Л Е < «: =". 11т О Р,„С О С т аВ Л Я Ю !!та3т В ДИС111аЗОНЕ COB Р ОДНОСРаЗНОй Наг13-;з1си 0, 6-1 0 ти<тдтуктивнь;". хара;с— сер "1-82 . от мощности однофаэн<3й

НаГРУЗ"С,И, И О-.<С:.УтС-Влe <тЗГ т ЛИРУН3!ЦЕЭ<<тфЕ1Ста <<,- ." "1Ит<И1<Е тттт < В!!я I< !<тя

"Ke <-,! т! В Beэ э<т IBTHTP те гт:.,/а. ЗажИМЯХ агруэки при водк „3- ени:: СУ могут

1:гэ1::1<хатЬ ЗтааЧНт»ЛЬНЫ» Отхп»НЕНИЯ напр;..:.;енин, <т е ив изобретения — с н1:„тсе <.1и е с. у има.Зной

РЕГ „ЛИРОВатЬ Ут)ЗОВЕНЬ НаПРЯж<.НИй На зажимах нагрузки.

Поставленная цель достигde Tñÿ тем-, что в устройство.для симмегрирования и pe!.y

На чертеже представлена схема электроснабжения узла нагрузк1.-., в которой используется предлагаемое устройств о °

Устройство содержит последовательный реактивный элемент-реактор 1 и реактивные элементы параллельного включения — конденсаторы 2 и 3. СхеМа электроснабжения включает в себя однофазную нагрузку.4, зажимы 5 источника питания, сопротивления питающей системы 6 и симметричную нагрузку 7.

Управление силовыми реактивными элементами устройства осуществляется таким образом, чтобы их параметры г удовлетворяли следующей системе уравнений, описывающей режим в рассматриваемой системе электрос наб33!(е1пт.я ° ,;

+ "; ° )-) 1

1 - „ t.Y<+У, +.) (В + В-,)1

)). = -,- -;, (т + ) )

0 = -Ч1- (", ) + (U„"), где Х, — реактивное coIIpc THBEIe

40 ние последовательно;.о элемента ) устрсйства„

8 — реактивная проводимост элемента 2 параллельного включения устройства;

<5

 — реактивная проводимость

3 элемента 3 параллельного включения устройства;

Y -. комплексная проводимость однофазной на| рузки — компле1ссное сопрОтивле5( ние питаюц<ей систем1 6;. !

Y< - 1сожтлексная проводимость прямой по следов а тель<но сти симметричной нагруз— с ° KH 7e 1 С

<" < тт. 2 — составлнюЩие с1<3Ямой

ОбратНОй ПОСЛЕдстаа-,ЕЛЬност! Й тОка пи Гаюшсй системы;

1089702

Установленная мощность, о.е.

Коэффициент мощности однофазной нагрузки

Ь

Параллельный элемент СУ

Продольный элемент 1 СУ

0,005

0,024

0,026

0,028

0,030

0,032

0,5

0, 5 1 3

0,074

0,006

0,055

0,090

0,117

0,551

0,392

0,297

0,180

0,017

0,414

0,6, 0,7

0,8

0,9

1,0

ИИ1ИПИ Заказ 2948/52 Тираж 614 Подписное

Филиал ШШ "Патент", г.Ужгород„ул.Проектная, 4

U,U — состанляющие прямой и обратной последовательностей падения напряжения на последовательном элементе устройства; 5 !1

U — составляющая прямой последовательности напряжения на зажимах нагрузки; заданный уровень напряже10 ния на зажимах нагрузки.

При подключении в схему электроснабжения однофазной нагрузки 4 на зажимах симметричной нагрузки 7 возникает несимметричная система напряжений, обусловленная несимметричными падениями напряжений н сопротивлениях питающей системы 6, Устройство работает следующим образом.

Последовательный реактивный элемент устройства изменяет сопротивление питающей системы 6 н фазе А.

Реактивные элементы 2 и 3 параллельного включения устройства изменяют токи, протекающие н питающей системе и последовательном элементе 1 устройства. При этом на продольном участке схемы электроснабжения между зажимами 5 источника питания и 30 зажимами нагрузки протекают несимметричные фазные токи, создающие на нем падения напряжения, составляющая обратной последовательности которых ран - а нулю. 35

Одновременно с симметриронанием устройство обеспечивает регулирование уровня напряжения на зажимах нагрузки за счет изменения фаэных токов, протекающих на продольном участке схемы электроснабжения, в результате которого на зажимах нагрузки устанавливается симметричная. система напряжений с уровнем, равным заданному.

Расчеты, проведенные для активноиндуктивной однофазной нагрузки, изменяющейся в диапазоне S4= 0-1,0 о.е.; (соз<р4 = 0,8-1,0),показывают, что устройство имеет меньшую установленную мощность по сравнению с прототипом н следующей области: для

cos(p4 = 0,6 при Б ) 0,3; для cos()4=

= 0,7 при $4 ) 0,1; для cos44 = 0,81,0 при всех значениях S . В указанной области значений параметров однофазной нагрузки последовательный элемент 1 СУ имеет индуктивный характер, а параллельные элементы 2 и 3 — емкостный.

В таблице приведены мощности реактивных элементов СУ, рассчитанные для принятых выше исходных данных.

Положительный эффект от применения устройства состоит н. обеспечении симметрии напряжений на зажимах симметричной нагрузки, подключенной к одним шинам с однофазной нагрузкой, снижение установленной мощности силовых элементов по сравнению с прототипом и регулирование напряжения на зажимах симметричной нагрузки.