Устройство для компенсации тока 3-й гармоники нейтрали сети


 


Владельцы патента RU 2447563:

Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат заключается в обеспечении компенсации высших гармоник тока, кратных трем, протекающим по нулевому проводнику сети. Устройство содержит трансреактор, трехфазный однополупериодный выпрямитель, аноды трехфазного однополупериодного выпрямителя через предохранители подключены непосредственно к каждой из фаз первичной сети, а катоды через фазосдвигающий элемент присоединены к первому выводу вторичной обмотки трансреактора, второй вывод вторичной обмотки трансреактора присоединен к нулевому проводу сети, в который встречно вторичной обмотке последовательно включена первичная обмотка трансреактора. Устройством создается магнитный поток третьей гармоники и кратных ей, который, электромагнитно воздействуя на поле, создаваемое током в нулевом проводе сети, компенсирует величину высших гармоник тока нейтрали, кратных трем. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения эффективности передачи электрической энергии путем снижения высших гармоник тока в трехфазных четырехпроводных электрических сетях.

Известно устройство /1/, содержащее трехстержневой трансформатор, обмотки которого включены по схеме «звезда с нулем - треугольник». При продольном включении такого трансформатора в электрическую сеть токи третьей гармоники замыкаются в обмотках, соединенных в «треугольник», и не проходят в линейные токи на сторону трансформатора с соединением обмоток в «звезду».

Недостатком данного устройства является большая материалоемкость, снижающая надежность устройства, и частичная компенсация третьей гармоники при несимметричной нагрузке в фазах электрической сети, что снижает эффективность подавления тока третьей гармоники и, как следствие, приводит к дополнительным потерям электроэнергии.

Известно также устройство /2/, принятое за прототип, состоящее из измерительного трансформатора и выпрямителя, в которое введены три трансреактора, первичные обмотки которых включены в рассечку линейных проводов сети, а начала их вторичных обмоток образуют общую точку с концом вторичной обмотки измерительного трансформатора, при этом измерительный трансформатор выполнен трансреактором, а выпрямитель - трехфазным.

Недостатками этого устройства являются неполное подавление тока третьей гармоники в нулевом проводе сети и вследствие этого низкая энергоэффективность при передаче электроэнергии.

Задача изобретения - повышение эффективности компенсации высших гармоник тока в нулевом проводе, с одновременным повышением надежности устройства.

Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для компенсации тока 3-ей гармоники нейтрали сети, состоящее из трансреактора и трехфазного однополупериодного выпрямителя, аноды которого через предохранители подключены непосредственно к каждой из фаз первичной сети, а катоды трехфазного однополупериодного выпрямителя, через фазосдвигающий элемент присоединены к первому выводу вторичной обмотки трансреактора, второй вывод вторичной обмотки трансреактора присоединен к нулевому проводу сети, в который встречно вторичной обмотке последовательно включена первичная обмотка трансреактора.

На фигуре 1 представлена схема заявляемого устройства.

Устройство для компенсации тока 3-ей гармоники нейтрали сети содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель, состоящий из трех диодов 1, 2 и 3, аноды которых через предохранители 4, 5 и 6 подключены к фазам первичной сети, катоды диодов 1, 2 и 3 через фазосдвигающий элемент 7 присоединены к первому выводу вторичной обмотки трансреактора 8, а второй вывод вторичной обмотки трансреактора 8 присоединен к нулевому проводу сети N, в который встречно вторичной обмотке последовательно включена его первичная обмотка. В зависимости от нелинейных нагрузок 9, 10 и 11, подключенных к сети, выбирается соотношение числа витков вторичной обмотки трансреактора 8.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

Нелинейные однофазные нагрузки 9, 10 и 11 вызывают протекание в фазах и нулевом проводе сети высших гармоник токов, среди которых наиболее явно выражена третья гармоника и кратные ей.

Под действием первичных напряжений на катодах диодов трехфазного однополупериодного выпрямителя 1, 2 и 3 формируется напряжение, содержащее постоянную составляющую и гармоники, кратные трем. Под действием этих напряжений во вторичной обмотке трансреактора 8 будут протекать токи третьей гармоники и кратные ей, которые наведут в магнитопроводе трансреактора 8 соответствующие магнитные потоки. Данные магнитные потоки будут воздействовать на токи первичной обмотки трансреактора 8, которая последовательно включена в нулевой проводник сети N, приводя к полной или частичной компенсации третьей гармоники тока и кратной ей в нулевом проводе сети N. Для защиты сети от токов короткого замыкания в устройстве служат предохранители 4, 5 и 6.

Источники информации

1. Брускин Д.Э. Электрические машины. В 2-х ч. Ч.1 / Д.Э.Брускин, А.Е.Зорохович, B.C.Хвостов - М.: Высшая школа, 1987 - с.135.

2. Патент RU 2353040, МПК Н02J 3/01, Н02J 3/26, Бюл. №11, 2009 г. - прототип.

Устройство для компенсации тока 3-й гармоники нейтрали сети, содержащее трансреактор и трехфазный однополупериодный выпрямитель, отличающееся тем, что аноды трехфазного однополупериодного выпрямителя через предохранители подключены непосредственно к каждой из фаз первичной сети, а катоды через фазосдвигающий элемент присоединены к первому выводу вторичной обмотки трансреактора, второй вывод вторичной обмотки трансреактора присоединен к нулевому проводу сети, в который встречно вторичной обмотке последовательно включена первичная обмотка трансреактора.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для повышения качества и эффективности использования электроэнергии в n-фазных системах энергоснабжения.

Изобретение относится к электроэнергетике и к электротехнике и может быть использовано для повышения качества электрической энергии в энергетических или автономных системах электроснабжения при наличии как симметричной, так и несимметричной нагрузок

Изобретение относится к области электротехники, а именно к повышению качества тока в электропитающих сетях

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в высокочастотных энергосистемах. Техническим результатом является улучшение массогабаритных показателей, уменьшение затрат и расширение области применения. Система для уменьшения резонанса, возникающего вследствие нелинейных гармонических искажений в высоковольтной энергосистеме, содержит гаситель скачков напряжения, подсоединенный к указанной высоковольтной энергосистеме между кабелем и цепью заземления и выполненный с возможностью предотвращения скачков напряжения. Система содержит преобразователь частоты, включенный параллельно с указанным гасителем скачков напряжения и выполненный с возможностью сдвига резонансной частоты высоковольтной энергосистемы. 5 н. и 5 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к области электротехники, к устройствам подавления и компенсации высших гармоник в электрических сетях и может быть использовано в мощных регулируемых электроприводах переменного тока с двухзвенными преобразователями частоты, в которых входной диодный выпрямитель является нелинейной нагрузкой. Устройство компенсации содержит инвертор, повышающий трансформатор, датчик постоянного тока преобразователя частоты, датчик постоянного тока устройства компенсации, датчик переменного тока преобразователя частоты, датчик переменного тока устройства компенсации, датчик напряжения сети, блок вычисления среднего значения постоянного тока устройства компенсации, блок вычисления среднего значения постоянного тока преобразователя частоты, блок расчета амплитудного значения переменного тока преобразователя частоты, ПИ-регулятор, сумматор, блок расчета мгновенных фазовых углов напряжения сети, блок умножения, блок вычитания, блок релейных регуляторов. Технический результат - повышение надежности. Устройство позволяет совместить звено постоянного тока преобразователя частоты и звено постоянного тока активного фильтра высших гармоник. 2 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение возможности прогнозирования распределения гармонических составляющих тока и напряжения по неразветвленным участкам шестипроводных линий электропередачи. Согласно способу исследуемую неразветвленную часть шестипроводной линии электропередачи разбивают на однородные участки, определяют спектральные составы напряжения и тока в какой-либо точке исследуемого участка, а также определяют место нахождения источников каждой гармонической составляющей электрической энергии. 1 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - уменьшение потерь энергии, обусловленных постоянным подключением к сети резонансных фильтров-подавителей, гармоники которых в данный момент отсутствуют. Устройство фильтрации гармоник сетевого напряжения содержит включенный в сеть последовательно с нагрузкой, датчик тока (резистор), измерительный трансформатор, напряжение на первичной обмотке которого создается датчиком тока, а вторичная обмотка подключена ко входу анализатора гармоник с числом выходов, равным числу гармоник, подлежащих подавлению, компараторы, устройство, задающее пороговый уровень (УЗПУ), коммутаторы фильтров, LC фильтры-подавители. Управляющие входы коммутаторов соединены с выходами компараторов уровней отдельных гармоник. 1 ил.

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат - снижение коэффициента несинусоидальности напряжения сети и уменьшение влияния высших гармоник тока при наличии переменной нелинейной нагрузки. Способ заключается в том, что при возникновении высших гармоник со стороны нелинейной нагрузки исследуемого предприятия на выходе понижающего трансформатора устанавливают емкостное сопротивление, параметры которого выбирают из условия снижения несинусоидальности напряжения на нагрузке. 2 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при передаче электрической энергии потребителю с помощью неизолированной несимметричной линии электропередачи трехпроводного исполнения. Технический результат - согласование несимметричной трехфазной трехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой на частотах различных гармоник - достигается в результате выполнения определенных условий, заключающихся в сопоставлении действительного и эталонного сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов на частотах гармонических составляющих, поступающих в нагрузку. При этом реализация согласования на частоте одной гармоники приведет к изменению спектра гармонических составляющих токов и напряжений, а значит, согласование должно быть реализовано поэтапно, где поочередно будет происходить согласование на частоте каждой явно выраженной гармоники. Исходные данные о напряжениях и токах в линии могут быть получены через устройства сопряжения или датчики, выполненные в виде трансформаторов напряжения и тока или в виде делителей напряжения и шунтов переменного тока, анализаторов спектра и т.д. В результате обработки исходных данных в процессоре формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов, регулировочные автотрансформаторы, автоматизированные технологические комплексы, накопители электроэнергии, источники активной мощности, такие как маломощные гидроэлектростанции или электростанции других типов, синхронные компенсаторы, фильтры высших гармонических составляющих токов и напряжений различных модификаций. 5 ил.

Изобретение относится к электроснабжению электрических железных дорог переменного тока, в частности к системе автоматизации устройств фильтрации высших гармоник тока и напряжения и компенсации реактивной мощности тяговой нагрузки (ФКУ). В ФКУ содержатся фильтры на 150 и 250 Гц, а также полосовой фильтр с резистором для фильтрации гармоник 350 Гц и выше. Технический результат - снижение потерь мощности в ФКУ. Для снижения потерь мощности в ФКУ предлагается ввести контактор для отключения резистора полосового фильтра при малых значениях напряжения высших гармоник. 1 ил.

Изобретение относится к системам распределения мощности на морских судах. Система распределения мощности содержит первую шину распределения, вторую шину распределения и мультиимпульсный выпрямитель, имеющий выводы, подключенные к первой шине распределения. Также система содержит генератор с множеством выходов, причем n фаз первого ас выхода имеют фазовый сдвиг относительно m фаз второго ас выхода. Первая часть n фаз первого ас выхода имеет фазовый сдвиг на заданный положительный угол относительно m фаз второго ас выхода, а вторая часть n фаз первого ас выхода имеет фазовый сдвиг на заданный отрицательный угол относительно m фаз второго ас выхода. Минимизируются гармонические искажения. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх