Трехфазное фильтросимметрирующее устройство


 


Владельцы патента RU 2459337:

Василенко Валерий Дмитриевич (RU)

Использование: в области электротехники. Технический результат состоит в снижении потерь электрической энергии и повышении ее качества путем разделения путей протекания токов нулевой последовательности для этих нагрузок. Трехфазное фильтросимметрирующее устройство содержит входные и выходные зажимы, к которым подключен трансформатор, имеющий две группы первичных обмоток, включенных встречно-последовательно в «зигзаг». Нейтраль первой группы первичных обмоток соединена с нулевым проводом питающей сети и нелинейными фазными нагрузками. Нейтраль второй группы первичных обмоток является искусственной нейтралью для линейных фазных нагрузок. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры.

Известна электрическая трехфазная сеть с нулевой фазой, содержащая подключенные к фазным проводам сети преобразователей трехфазной системы напряжения без нулевого провода в трехфазную систему с искусственной нулевой фазой. Недостаток и сложность - большая установленная мощность (1).

Известен трехфазный стабилизатор переменного напряжения, содержащий трехфазный симметрирующий трансформатор (2).

Недостаток - сложность.

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазное симметрирующее устройство, содержащее входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, к которым подключен трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого соеденены в «зигзаг» или «звезду», но имеющего при соединении первичных обмоток трехфазного трансформатора в «звезду» вторичные обмотки, соединенные в «треугольник» (3). Недостаток - дополнительные потери при работе на смешанную нагрузку линейного и нелинейного характера и наличие взаимовлияния нагрузок друг на друга.

Цель изобретения - снижение потерь электрической энергии, повышение качества электрической энергии и надежности.

Указанная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, к которым подключен трехфазный симметрирующий трансформатор, имеющий первичные обмотки, включенные встречно-последовательно в «зигзаг», разделены пути протекания токов нулевой последовательности для нелинейных нагрузок, являющихся источниками высших гармоник и линейных нагрузок, не создающих высших гармоник, путем введения второй группы первичных обмоток, включенных встречно в «зигзаг», параллельно первой группе первичных обмоток.

На прилагаемом чертеже представлена схема устройства. Устройство содержит симметрирующий трансформатор 1, имеющий первую группу первичных обмоток 2, 3, включенных в «зигзаг», и вторую группу первичных обмоток 4, 5, включенных в «зигзаг». Свободные выводы первичных обмоток 2, 3 и 4, 5 подключены на выходные зажимы фаз А2, В2, С2 соответственно. Между входными и выходными зажимами включен трехфазный автоматический выключатель 6.

Устройство работает следующим образом.

При подаче напряжения на трехфазное симметрирующее устройство нулевым выводом для подключения фазных нагрузок нелинейного характера, являющихся источником третьей и кратной ей высших гармоник, например, нагрузка типа «компьютер» или «современные системы освещения», служит нулевой вывод встречно-включенных в «зигзаг» первичных обмоток 2, 3 трехфазного трансформатора 1, соединенный с нулевым проводом питающей сети, а нулевым выводом для подключения нагрузок, не являющихся источником высших гармоник, (электродвигатели, лампы накаливания и др.) служит нулевой вывод включенных в «зигзаг» первичных обмоток 4, 5. При таком включении первичных обмоток 2, 3 и 4, 5 трехфазный трансформатор 1 имеет большое сопротивление для токов прямой и обратной последовательности и малое сопротивление для токов нулевой последовательности, т.е. обеспечивает создание устойчивости нулевой точки и симметрирование фазных напряжений для однофазных нагрузок, являющихся источником высших гармоник и нагрузок, не являющихся таковыми.

Такое выполнение трехфазного симметрирующего устройства обеспечивает создание устойчивой нулевой точки в трехфазной сети с нулевым проводом, устраняя перекосы фазных напряжений при несимметрии токов нагрузки до 100% от номинальной, а также значительно снижает сопротивление нулевой последовательности, обеспечивая симметрирование фазных напряжений исходной питающей сети с нулевым проводом и обеспечивая снижение потерь и повышение качества электрической энергии.

Технико-экономическая эффективность при использовании устройства достигается благодаря разделению путей протекания токов нулевой последовательности для нелинейных нагрузок (электроприемников) являющихся источниками высших гармоник и для линейных нагрузок, не являющихся таковыми, исключая влияние третьей и кратных ей высших гармоник нелинейных нагрузок на линейные нагрузки при уменьшение числа коммутирующих элементов (автоматических выключателей), а также обеспечивает надежную работу симметрирующего устройства в аварийных режимах работы при обрыве одной фазы, благодаря соединению нулевого провода питающей сети с нулевым выводом (нейтралью) первичных обмоток 2, 3 симметрирующего устройства, так и при создании собственной нулевой точки.

Источники информации

1. Патент СССР 1304121, М. Кл. Н02J 3/36, 1987.

1. А.с. СССР №1310787, М. Кл. G05F 1/30, 1985.

2. Патент Россия 2314620, М. Кл. H2J 3/26, 2003.

Трехфазное фильтросимметрирующее устройство, содержащее входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы для подключения нагрузки, между входными и выходными зажимами включен трехфазный автоматический выключатель, к выходным зажимам которого подключен трехфазный симметрирующий трансформатор, первичные обмотки которого включены в «зигзаг», при этом нулевым выводом для подключения фазных нагрузок служит нулевой вывод включенных встречно в «зигзаг» первичных обмоток, отличающееся тем, что, с целью снижения потерь электрической энергиии и повышения качества электрической энергии путем разделения путей протекания токов нулевой последовательности для электроприемников, создающих высшие гармоники «нелинейные нагрузки», и электроприемников, не создающих высших гармоник, трехфазный трансформатор снабжен еще одним комплектом первичных обмоток, включенных встречно в «зигзаг» параллельно первым первичным обмоткам, а нулевой вывод этих обмоток соединен с нулевым выводом питающей сети и нулевым выводом фазных нелинейных нагрузок, а нулевой вывод первой группы первичных обмоток соединен с нулевым выводом линейных фазных нагрузок, не создающих высших гармоник.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры. .

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано для повышения эффективности использования электроэнергии в энергосистемах, с преобладающими активными нагрузками.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для использования в системах электроснабжения электрифицированного транспорта и, в частности, на тяговых подстанциях переменного тока, а также для симметрирования трансформаторов общего назначения.

Изобретение относится к технике передачи электроэнергии переменным током, а именно к электропередачам сверхвысокого напряжения (СВН). .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для симметрирования многофазных и однофазных нагрузок с изменяющимися во времени параметрами. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для электрификации железных дорог на переменном токе. .

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для межфазного распределения тока в магнитно-неуравновешенных трехфазных устройствах, например, для нейтрализации вредного воздействия на питающую сеть тока нулевой последовательности в преобразователях трехфазного переменного напряжения в постоянное или/и переменное.

Изобретение относится к устройству электропитания для подачи электрической мощности к трубопроводу

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для саморегулируемого симметрирования токов и напряжений в трехфазных сетях с нулевым проводом при подключении к ним несимметричной нагрузки

Изобретение относится к системам питания для использования в электрифицированном железнодорожном транспорте. Стабилизатор напряжения для системы питания, который стабилизирует нагрузку активной мощности, содержит первый AC-DC и DC-AC преобразователь для осуществления преобразования между мощностью переменного тока и мощностью постоянного тока; и никель-металлогидридную батарею, расположенную между и соединенную с кабелем высокого напряжения на стороне постоянного тока первого AC-DC и DC-AC преобразователя и кабелем низкого напряжения на стороне постоянного тока первого AC-DC и DC-AC преобразователя. Технический результат - снижение массогабаритных параметров устройства. 9 з.п. ф-лы, 12 ил.

Изобретение относится к области электротехники и силовой электроники и может быть использовано при построении систем генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока повышенного напряжения для летательных аппаратов. Предложенная система генерирования электрической энергии трехфазного переменного тока с инвертором напряжения содержит трехфазный синхронный генератор, статический преобразователь электрической энергии на базе трехфазного мостового выпрямителя, входы которого подключены к выходам синхронного генератора, двух конденсаторов фильтра в звене постоянного тока, соединенных последовательно и включенных параллельно выходным зажимам выпрямителя, и трехфазного мостового инвертора напряжения, входы которого подключены к выходам выпрямителя, а выходы - к входам трех низкочастотных LC фильтров, нулевой провод нагрузки системы генерирования соединен со средней точкой конденсаторов фильтра в звене постоянного тока, введена катушка индуктивности, которая одним выводом подключается к нулевому проводу нагрузки системы генерирования, а другим - к нулевому выводу статорной трехфазной обмотки синхронного генератора. Технический результат - уменьшение электрических потерь в элементах и повышение коэффициента полезного действия системы в целом. 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройстве и способе управления, используемых при шунтировании блоков питания. Технический результат - уменьшение пульсации выходного напряжения. Способ управления при шунтировании блока питания включает в себя: измерение первого трехфазного выходного электрического сигнала; вычисление соответственно составляющих первых прямой и обратной последовательностей первого трехфазного выходного электрического сигнала; формирование заданных составляющих прямой и обратной последовательностей фаз, чтобы соответственно выполнить автоматическую компенсацию составляющих первых прямой и обратной последовательностей, таким образом, выводя составляющие вторых прямой и обратной последовательностей; сложение вторых составляющих прямой и обратной последовательностей и вывод второго трехфазного выходного электрического сигнала в заданном режиме. 2 н. и 8 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Заявлено трехфазное симметрирующее устройство, в котором трехфазный трехстержневой трансформатор содержит обмотки, соединенные встречно в зигзаг. Свободные выводы первых обмоток подключаются к выходным зажимам, а свободные выводы вторых обмоток соединяются в одну общую нулевую точку для подключения фазных нагрузок. В каждую фазу введены одна или две последовательно соединенные вольтодобавочные обмотки, включенные со стороны питающей сети через двух- или трехпозиционный переключатель последовательно с нагрузкой. Технический результат - обеспечение симметрирования фазных напряжений. 1ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей. Устройство представляет собой заземляющий двухполюсник - следящий широтно-модулированный конвертор напряжения (следящий PWM-конвертор), соединяющий нейтраль питающего сеть трансформатора с землей и формирующий отстающий ток для компенсации опережающего емкостного тока однофазного замыкания на землю, а также датчик тока нейтрали, трансформатор напряжения сети, генератор тестовых сигналов для измерения емкости сети и вычислительный блок для определения требуемого адмиттанса упомянутого двухполюсника. Следящий PWM-конвертор в дополнение к обычному набору функциональных блоков снабжен блоком задатчика тока, входами которого являются напряжение нейтрали и требуемый адмиттанс, выходом является задание тока, поступающее на вход регулятора тока следящего PWM-конвертора, а передаточная функция задатчика тока обеспечивает отстающий сдвиг фазы около 90 градусов на сетевой частоте. 8 з.п. ф-лы, 46 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение несимметрии в трехфазной сети переменного напряжения. Способ включает в себя этапы: образование компонента системы прямой последовательности фаз, предназначенного для подвода тока, образование компонента системы обратной последовательности фаз, предназначенного для подвода тока, наложение компонента системы прямой последовательности фаз и компонента системы обратной последовательности фаз с получением предназначенного для подвода тока и подвод такого составного тока в трехфазную сеть переменного напряжения. 3 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ и устройство относятся к области электротехники и могут быть использованы для автоматического симметрирования нагрузки линий трехфазной четырехпроводной сети, по меньшей мере, часть потребителей которой являются однофазными. Техническим результатом предлагаемого решения является снижение уровня несимметрии, при котором осуществляется симметрирование фазных токов, а также упрощение реализации и повышение эксплуатационной надежности. Это достигается за счет того, что в способе, предполагающем переключение, по меньшей мере, части однофазных нагрузок к наименее загруженной фазе, для каждой из переключаемых однофазных нагрузок в месте ее присоединения к линии определяют значения активной мощности, соответствующие каждому из фазных напряжений и току нулевого провода линии без учета тока однофазной нагрузки, причем в качестве наименее нагруженной принимают фазу линии с максимальным значением модуля активной мощности, знак которого противоположен знаку активной мощности наиболее нагруженной фазы. Реализующее способ устройство содержит блок (1) коммутации, четыре входа (7, 8, 9 и 10) которого являются входами устройства и служат для подключения к фазным F1, F2, F3 и нулевому N проводам линии, а два (11) и (12) выхода блока коммутации служат выходами устройства и предназначены для подключения однофазной нагрузки. Устройство также содержит датчик (3) тока, подключаемый к нулевому N проводу линии тока, и первый (4), второй (5) и третий (6) датчики фазных напряжений, подключенные к входам устройства, а также блок 2 определения наименее нагруженной фазы, выходная шина (20) которого соединена с управляющим входом блока 1 коммутации. Блок (2) определения наименее нагруженной фазы содержит многоканальный аналого-цифровой преобразователь (17), подключенный к входу (19) блока (18) математической обработки сигналов, причем входы многоканального аналого-цифрового преобразователя (17) подключены к первому (13), второму (14), третьему (15) и четвертому входам блока (2) определения наименее нагруженной фазы, выходной шиной (20) которого является выход блока (18) математической обработки сигналов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении быстродействия и мощности устройства. Для этого заявленное устройство содержит клеммы сети, три реле напряжения с ускорением при срабатывании и отпускании с замыкающими и размыкающими контактами, семь реле-повторителей на фазу с замыкающими и размыкающими контактами, три фазовосстанавливающих конденсатора, три фазосдвигающих дросселя, три фазокомпенсирующих конденсатора, клеммы для подключения трехфазной нагрузки и источник питания, при этом реле напряжения включены на фазные напряжения соответствующих фаз сети, фазовосстанавливающие конденсаторы включены на линейные напряжения, причем каждый из конденсаторов включен последовательно с размыкающим контактом реле-повторителя соответствующей фазы, каждый из фазосдвигающих дросселей шунтирован замыкающими контактами первого и второго реле-повторителя соответствующей фазы и последовательно включенными замыкающими контактами третьего и четвертого реле-повторителя соответствующей фазы, реле-повторители подключены к минусовому выводу источника питания непосредственно, а к плюсовому выводу - через замыкающие контакты реле напряжения, соответственно. Каждый фазокомпенсирующий конденсатор шунтирован замыкающими контактами пятого и шестого реле-повторителя соответствующей фазы, а фазовосстанавливающий конденсатор каждой фазы включен между одноименной фазой сети и смежной с ней отстающей фазой через размыкающий контакт седьмого реле-повторителя соответствующей фазы. 1 табл., 1 ил.
Наверх