Устройство для симметрирования токов и напряжений в электрических сетях

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„,3 205223 (д1) 4. Н 02 J 3 26

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

/ 4

Ф t

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3589433/24-07 (22) 13.05.83, (46) 15.01.86. Вюл, № (71) Научно-исследовательский институт энергетики и автоматики (72) В.И.Федулов, А.Х.Хамидов, Н.Г. Ганиходжаев, Д.О.Оспанов и В.Г.Васильев (53) 621.316.791.21(088.8) (56) Милях А,Н., Шидловский А,К., Кузнецов В.Г. Схемы симметрирования однофазных нагрузок в трехфазных цепях; — Киев: Наук. думка, 1973.

Авторское свидетельство СССР, ¹ 1034119, кл. H 02 J 3/26, 1982.

Авторское свидетельство СССР

¹ 993389, кл. Н 02 J 3/26, 1980. (54) (57) УСТРОИСТВО

ВАНИЯ ТОКОВ И НАПРЯЖЕНИИ В ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЯХ, содержащее блок сравнения и выявления несимметрии, состоящий из трех датчиков тока, включенных в фазные провода электрической сети, трех компараторов, входы которых соединены по схеме треугольника и подключены к датчикам тока, и трех логических элементов, выходы которых подключены к блоку фиксации наименее загруженной фазы, блок переключения, включающий в себя исполнительные элементы для управления блоком коммутации, который в свою очередь служит для подключения симметрирующей однофазной нагрузки к любой фазе сети, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности работы симметрирующего устройства, оно дополнительно содержит блок контроля, датчик тока симметрирующей однофазной нагрузки, а блок переключения снабжен тремя, элементами И, причем блок контроля состоит из двух компараторов, первый вход первого компаратора через исполнительные эле.менты блока фиксации наименее загруженной фазы подключен к соответствующим датчикам тока, а второй вход через исполнительные элементы блока переключения также подключен к соответствующим датчикам тока, входы второго компаратора подключены к.выходу первого компаратора и к датчику тока симметрирующей однофазной нагрузки, выход второго компаратора, являющийся выходом блока контроля, подключен к одним из входов элементов И блока переключения, другие входы которых подключены к выходам логических элементов, а выходы элементов И блока переключения связаны с управляющими входами .исполнительных элементов блока переключения, причем логические элементы блока сравнения и выявления несимметрии выполнены по схеме И, имеющие прямой и инверсный входы, которые соединены по схеме треугольника и подключены к выходам компараторов блока сравнения и выявления несимметрии.

1205223

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения электрической энергии.

Цель изобретения — повышение эффективности работы симметрирующего устройства. На чертеже показана схема предлагаемого симметрирующего устройства.

Симметрирующая нагрузка подключается между одним из фазных проводов 1О

1,2 и 3 и нулевым проводом 4. Устройство содержит блок сравнения и выявления несимметрии, блок коммутации, блок переключения и блок фик-. сации наименее загруженной фазы. 15

Блок сравнения и выявления несимметрии предназначен-для определения минимально-загруженной фазы и условия переключения симметрирующей нагрузки на нее. 20

Блок сравнения и выявления несимметрии состоит из схемы. выявления наименее загруженной фазы и блока контроля, осуществляющего контроль переключения симметрирующей нагрузки.

Схема выявления наименее загруженной фазы включает в себя датчики фазных токов 5-7 и тока симметрирующей нагруз- 30 ки 8, которые подключены соответственно к фазным 1,2 и 3 проводам и проводу симметрирующей нагрузки, с помощью которого симметрирующая нагрузка подключается к нулевому проводу 4.

Компараторы 9-11 соединены своими выходами с датчиками тока. Причем один из входов каждого компаратора подключается к датчикам токов опе- . 40 режающих, а другой — к датчикам тока остающих фаэ (1 и 2,2 и 3,3 и 1).

Выходы компараторов соединены со схемами И 12,13 и 14 ° Причем прямые входы схем И подключаются к выходам предыдущих, а инверсные — к выходам последующих компараторов. Предыдущими называют компараторы, сравнивающие пару опережающих токов, а последующими — пару отстающих токов. Например, компаратор 9 сравнивает пару опережающих токов в фазах 1 и 2 и является предыдущим относительно компаратора 10, который сравнивает отстающую пару токов 2 и 3 и его называют последующим. По аналогии: 10— предыдущий, 1 1 — последующий, 1 1 предыдущий, 10 — последующий.

Выходы схем И подключены к входам блока фиксации наименее загруженной фазы.

Блок контроля переключения симметрирующей нагрузки включает в себя два последовательно соединенных компаратора 15 и 16, входы первого из которых через исполнительные элементы (ключи) блока коммутации присоединены к датчикам токов фаз, а . один из входов второго компаратора присоединен к датчику тока в цепи симметрирующей нагрузки. Выход второго компаратора соединен с входом блока коммутации.

Блоки фиксации наименее загруженной фазы и переключений предназначены для подключения входов схемы контроля к датчикам токов соответствующих фаз и управлейия блоком коммутации.

Блок фиксации наименее загруженной фазы выполнен на реле 17-19 и управляющих элементах (ключах) 20, 21 и 22.

Контакты реле 17-19 являются исполнительными элементами блока фиксации наименее загруженной фазы и предназначены для подключения входов схемы контроля к датчикам тока минимально загруженной фазы.

Блок переключений построен на реле 23-25 и управляющих элементах (схемы И) 26-28.

Реле 23-25 также являются исполнительными элементами блока переключения и предназначены для подключения второго входа компаратора к датчику тока той фазы, на которой находится симметрирующая нагрузка и для управления блоком коммутации, Блок коммутации, построенный на тиристорных ключах 29-34, предназначен для переключения симметрирующей нагрузки 35 с перегруженной фазы на недогруженную, Функциональная зависимость блоков заключается в следующем.

Блок сравнения и выявления несимметрии с помощью схем определения наименее загруженной фазы и схем контроля переключения симметрирующей нагрузки вырабатывает управляющие сигналы, которые поступают на блоки фиксации наименее загруженной фазы и блок переключений. Схема контроля переключения вырабатывает сигналы только в том случае, когда разность

205223

Состояние блоков

Соотношение токов в фазах

Наименее загруженная фаза г

9 10 11 12 13 14

1 1 0 О 1 О

Т2

IP) I1) I 010010

1 ) Z 15 Ig ) Т5 7 ?1

) Ig ) (I,=I ) >

0 1 0 О 1 0

0 1 1 О 0 1

0 0 1 О 0 1

0 О 1 0 0 1

1 0 1 1

0 О

?1 7 ХЗ ) IZ.

1 0

О 1 0 О (Т,=Т„) 7 Ig

1 0 0 1 0 0

3 1 токов фаз (на которой находится симметрирующая нагрузка и наименее загруженной) больше значения тока симметрирующей нагрузки. При наличии этих сигналов блок переключения вырабатывает управляющий сигнал, воздействующий на блок коммутации, кото рый и переключает симметрирующую нагрузку 35 на наименее загруженную фазу.

Рассмотрим работу устройства при условии, что ?,17 I< 7 I и симметрирующая нагрузка находится на более загруженной фазе 1. Для более равномерного распределения ее необходимо переключить на фазу 3. Происходит это следующим образом. Так как ток в фазе 1 превосходит ток в фазе 2, то на выходе компаратора 9 появляется сигнал "1". На выходе компаратора 10 также появляется сигнал "1", В приведенном вьппе примере сигнал "1" от схемы И 13 поступает одновременно на управляющий элемент схемы 22 блокировки и управляющий элемент схемы 28 управления блока переключения. Реле 19 срабатывает и подключает первый вход компаратора 15 к датчику тока наименее загруженной фазы 3.

При условии, что симметрирующая нагрузка находится на фазе 1, ретак как ток в фазе 2 больше тока в фазе 3. На выходе компаратора 11 сигнала нет (т.е. "0") так как 11г Iz.

Таким образом, на схему И 12 с инверсным входом поступают сигналы от предыдущего компаратора 9 и последующего 10 "1" и "1". На схему

И 13 с инверсным входом поступают сигналы "1" и "0" и на схему И 14 с

10 инверсным входом — сигналы "0" и

"1". Тогда на выходе схемы 13 появляется сигнал "1", а на выходах схем 12 и 14 соответственно сигнал.

"0"

Таким образом однозначно определяется наименее загруженная фаза.

В таблице приведены возможные соотношения токов в фазах и, соответственно, логического состояния блоков 9-14. ле 23 находится во включенном состоянии. Одним своим Н.О. контактом

50 реле 23 включает тиристорный ключ

29-30, который тоже находится во включенном состоянии, а другим Н.О. контактом подключает датчик тока фазы 1, на которой находится сим55 метрирующая нагрузка, к второму входу компаратора 15. Таким образом, компаратор 15 сравнивает токи первой и третьей фаз, т,е, той, на кото.3 1205223 Ь рой находится симметрирующая нагруз- Так как на блок 28 поступает ка, и наименее загруженной. два сигнала,„ то срабатывает реле 25.

Полученный с компаратора i5 сиг- Оно своим II.З контактом отключает нал поступает на компаратор 16, где реле 23, а соответственно отключа1, сравнивается с током симметрирую- ется тиристорный ключ 29-30, щей нагрузки. Сигнал с датчика 8 тока, установленного в цели симметри-. Своим Н,О. контактом реле 25 рующей.нагрузки, поступает на второй включает тиристорный ключ 33-34, вход компаратора. При выполнении и симметрирующая нагрузка переключаусловия l-I „;„ 1 „„, т. е. при превы- 10 ется с фазы 1 на фазУ 3. Лругим шении, разности токов фазы, на кото- Н.О. контактом подключает второй рой находится симметрирующая нагруз- вход компаратора 15 к датчику тока

F ка, и наименее нагруженной значения в фазе 3, а реле 23 соответственно тока симметрирующей нагрузки, вы-, отключает. этот вход от датчика то рабатывается разрешающий сигнал. Ig « .a фазе 1. Аналогично работает

Одновременно поступает на блоки 26, устройство и при других соотношени27 и 28. ях в сети.

BHHHIIH Заказ 8535/55 Тираж 619 Подписное филиал ImII "Патент", г. Ужгород, ул.Проектная, 4