Устройство для регулирования и симметрирования напряжения в трехфазной сети с нулевым проводом

 

Использование: в электротехнике для повышения качества напряжения в трехфазных распределительных сетях с нулевым проводом. Сущность: устройство содержит вольтодобавочный трансформатор, первичные обмотки которого соединены по схеме "встречный зигзаг" и подключены к фазам сети, вторичные обмотки включены последовательно в рассечки фазных проводов. Измеряют напряжения в сети, при возникновении несимметрии определяют отклонения напряжения от номинального δu, а также коэффициенты обратной и нулевой последовательности . При δu>0 или δu<0 определяют новые значения при условии уменьшения или соответственно увеличения на минимальную ступень регулирования максимального или соответственно минимального из фазных напряжений. Если новые значения получаются меньше первоначальных, то уменьшают или соответственно увеличивают напряжение на фазе с отклонением путем регулирования вольтодобавочного трансформатора. Кроме того, контролируют состояние обмоток и магнитопровода вольтодобавочного трансформатора. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения качества напряжения в трехфазных распределительных сетях с нулевым проводом, например городских и сельских распределительных сетях.

Цель изобретения - повышение надежности и эффективности регулирования напряжения.

Это достигается тем, что в устройство для регулирования и симметрирования напряжения в трехфазной сети с нулевым проводом, содержащее вольтодобавочный трансформатор с первичными обмотками, соединенными по схеме "встречный зигзаг", и вторичными обмотками, включенными в рассечку фазных проводов, коммутирующие аппараты с системой управления и датчики уровня напряжения, дополнительно введены вычислительный блок, датчики состояния обмоток и магнитопровода, аналого-цифровые преобразователи и система оповещения, причем выходы датчиков уровня напряжения соединены через аналого-цифровые преобразователи с первой группой входов вычислительного блока, датчики состояния подключены к соответствующим обмоткам и магнитопроводу вольтодобавочного трансформатора, выходы которых через аналого-цифровые преобразователи присоединены к второй группе входов вычислительного блока, первый выход которого соединен с входом системы управления коммутирующих аппаратов, а второй выход - с входом системы оповещения, причем вычислительный блок выполнен с возможностью определения симметричных составляющих фазных напряжений при возникновении несимметрии, коэффициентов обратной и нулевой последовательности K_U2 и K_U0, отклонения напряжения от номинального δU с возможностью определения при δ U>0 или δU<0 новых значений K_U2', K_U0', δ U при условии уменьшения или соответственно увеличения на минимальную ступень регулирования максимального или, соответственно минимального из фазных напряжений, сравнения вновь полученных значений K_U2', K_U0', δU' с определенными ранее и возможностью получения сигнала на первом выходе вычислительного блока на уменьшение или соответственно увеличение напряжения в фазе с максимальным отклонением напряжения при K_U2'<K, K_U0'<K, δU' < δU и его исчезновение при | δU'| = | δ U| с возможностью получения сигнала на втором выходе блока при отклонении состояния обмоток и магнитопровода от нормированных.

На фиг. 1 представлена функциональная схема предлагаемого устройства; на фиг. 2 - функциональная схема вычислительного устройства.

Устройство для регулирования и симметрирования напряжения содержит вторичные обмотки 1-3 вольтодобавочного трансформатора (ВДТ), первичные обмотки 4-9, магнитопровод 10, коммутирующие аппараты 11-13, систему 14 управления коммутирующими аппаратами, вычислительное устройство 15, датчики 16-20 уровня напряжения, аналого-цифровые преобразователи (АЦП) 21-25, датчики 26-28 состояния вторичных обмоток ВДТ, АЦП 29-31, магнитопровод 32, АЦП 33, датчики 34-36 состояния первичных обмоток, АЦП 37-39, систему 40 оповещения, сетевой выключатель 41.

Устройство работает следующим образом.

Перед включением устройства выключателем 41 сигнал с датчиков 26-28, 34-36 состояния обмоток в аналоговой форме поступает на входы соответствующих АЦП 29-31 и 37-39 и далее уже в цифровой форме на входы вычислительного устройства 15. В вычислительном устройстве происходит сравнение с минимально допустимым значением сопротивления изоляции обмоток и если сопротивление изоляции обмоток соответствует минимально допустимому уровню, то подается сигнал на систему 40 оповещения, которая представляет собой звуковой или световой индикатор или табло, в противном случае сигнал на включение блокируется.

В процессе работы сигналы с датчиков состояния 26-28, 34-36 и магнитопровода 32, соответствующие температуре, поступают через соответствующие АЦП 29-31, 37-39 и 33 на входы вычислительного устройства 15. Если температура какой-либо обмотки или магнитопровода, либо скорости ее нарастания превышает допустимые значения, то вычислительное устройство 15 выдает сигнал на систему 40 оповещения (первый уровень превышения допустимых значений) или на отключение устройства системой 14 управления при максимальном значении превышения контролируемых параметров. Таким образом осуществляется активная диагностика состояния отдельных элементов устройства, что предотвращает аварии и преждевременный выход из строя, тем самым повышается надежность работы устройства в целом.

Введение вычислительного устройства 15 позволяет более эффективно осуществлять регулирование и симметрирование выходного напряжения. Сигналы с датчиков 16-20 уровней напряжения преобразуются из аналоговой в цифровую форму в АЦП 21-25 и поступают на входы вычислительного устройства 15. В блоке 42 вычислительное устройство определяет прямую, обратную и нулевую составляющие несимметричной тройки напряжений по известным выражениям , в блоке 43 - коэффициенты обратной и нулевой последовательности напряжения, а также трехфазное отклонение напряжения K ·100 % , _{·100 %} , δU= 100 % .

Далее в блоке 44 определяется знак отклонения напряжения и, если δU имеет положительное значение (условный блок 45), то определяются новые расчетные значения фазных и линейных напряжений при возможном уменьшении на минимальную ступень фазного напряжения, максимального по величине из всех трех фаз (блок 46). Если δU имеет отрицательное значение, то увеличивается минимальное фазное напряжение (блок 47). На последнем этапе вычислений определяются новые расчетные значения симметричных составляющих напряжений (блока 42), коэффициентов K_U2', K_Uo', δU' (блок 43) и, если вновь полученные значения меньше первоначальных (блок 48 или 49), то с вычислительного устройства подается сигнал на необходимое переключение. При этом контролируемые параметры не должны выходить за пределы нормируемых значений. Алгоритм определения необходимого переключения ступени в виде программы записан в постоянное запоминающее устройство вычислительного устройства 15.

Таким образом, в устройстве более эффективно осуществляется регулирование выходного напряжения, при этом дополнительно повышается его надежность.

(56) Авторское свидетельство СССР N 752275, кл. H 02 J 3/26, 1977.

Авторское свидетельство СССР N 1023524, кл. H 02 J 3/26, 1983.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И СИММЕТРИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С НУЛЕВЫМ ПРОВОДОМ, содержащее вольтодобавочный трансформатор с первичными обмотками, соединенными по схеме "встречный зигзаг", и вторичными обмотками, включенными в рассечку фазных проводов, коммутирующие аппараты с системой управления и датчики уровня напряжения, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности и эффективности регулирования, в него дополнительно введены вычислительный блок, датчики состояния обмоток и магнитопровода, аналого-цифровые преобразователи и система оповещения, причем выходы датчиков уровня напряжения соединены через аналого-цифровые преобразователи с первой группой входов вычислительного блока, датчики состояния подключены к соответствующим обмоткам и магнитопроводу вольтодобавочного трансформатора, выходы которых через аналого-цифровые преобразователи присоединены к второй группе входов вычислительного блока, первый выход которого соединен с входом системы управления коммутирующих аппаратов, а второй выход - с входом системы оповещения, при этом вычислительный блок выполнен с возможностью определения симметричных составляющих фазных напряжений при возникновении несимметрии, коэффициентов обратной и нулевой последовательности K_U2 и K_U0 отклонения напряжения от номинального δU, при δU >0 или δU <0 определяют новые значения K, K, δuʹ при условии уменьшения или соответственно увеличения на минимальную ступень регулирования максимального или соответственно минимального из фазных напряжений, если K<K, K<K, δuʹ<δu то появляется сигнал на первом выходе на уменьшение или соответственно увеличение напряжения на фазе с отклонением напряжения и исчезает при u= u, K= K, K= K сигнал на втором выходе появляется при отклонении состояния обмоток и магнитопровода от нормированных.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2