Устройство симметрирования напряжений трехфазной сети

Изобретение относится к области электротехники. Устройство предназначено для улучшения качества электрической энергии по уровню несимметрии в электрических сетях напряжением 0,4 кВ. Устраняет несимметрию напряжений за счет геометрического вычитания выделенного напряжения нулевой последовательности из напряжений всех трех фаз, для чего три группы последовательно соединенных вторичных обмоток трех понижающих однофазных четырехобмоточных трансформаторов с коэффициентом трансформации, равным трем, последовательно включаются каждая в провод соответствующей фазы так, чтобы добавляемое в линию напряжение геометрически вычиталось из напряжений соответствующих фаз. Технический результат - упрощение конструкции, повышение надежности, увеличение эффективности. Устройство включается в разрыв линии и может использоваться как для индивидуального, так и для группового улучшения качества электроэнергии по уровню несимметрии. Состав устройства: три понижающих однофазных четырехобмоточных трансформатора (1) с одной первичной (2) и тремя вторичными (3) обмотками, входные клеммы (4), выходные клеммы (5). 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических сетях напряжением 0,4 кВ.

Назначение устройства: улучшение качества электрической энергии по уровню несимметрии напряжений в соответствии с ГОСТ 13109-97, в особенности в сельских электрических сетях, где качество электроэнергии по уровню несимметрии часто неудовлетворительное ввиду применения в этих сетях трансформаторов со схемой соединения обмоток «звезда - звезда с нулем», наличия большой доли однофазных нагрузок и протяженности линий свыше 500 метров.

Известно устройство для регулирования и симметрирования напряжения в трехфазной сети с нулевым проводом, в котором с целью расширения функциональных возможностей за счет фильтрации токов высших гармоник дополнительно содержится две группы конденсаторов, в каждой из которых - три конденсатора, причем первые зажимы конденсаторов в первой и второй группах соответственно объединены между собой, вторые зажимы конденсаторов первой группы присоединены соответственно к точкам соединения полуобмоток первичной обмотки в каждой фазе, вторые зажимы конденсаторов второй группы присоединены к входным фазным зажимам устройства (прототип - патент 1746466, 5 H02J 3/26, 09.07.1990).

Основным недостатком данного изобретения является наличие трехфазных коммутационных аппаратов и других элементов, помимо индуктивных, усложняющих конструкцию устройства, снижающих надежность и не обеспечивающих, между тем, полного устранения несимметрии напряжений.

Задачей изобретения является создание технически простого, надежного и эффективного устройства для симметрирования напряжений трехфазной сети с диапазоном устраняемой несимметрии величиной до 100% и без использования трехфазных коммутационных аппаратов и каких-либо дополнительных элементов, кроме индуктивных.

Необходимый технический результат достигается использованием в устройстве только вольтодобавочных трансформаторов, соединенных особым образом в нем для получения составляющих напряжения нулевой последовательности и подключенных к входным и выходным зажимам устройства так, чтобы происходило геометрическое вычитание полученных составляющих нулевой последовательности из напряжений всех трех фаз с целью получения симметричной системы напряжений.

Сущность изобретения

Сущность изобретения заключается в выделении напряжения нулевой последовательности и геометрическом вычитании этого напряжения из напряжений всех трех фаз для получения симметричной системы. Предлагаемый способ базируется на методе симметричных составляющих. Выделение напряжения нулевой последовательности осуществляется путем геометрического сложения уменьшенных в три раза напряжений трех фаз. Если система симметричная, то есть несимметрия напряжений отсутствует, то напряжение нулевой последовательности получается равным нулю и при геометрическом вычитании его из напряжений трех фаз никаких изменений не происходит. Если система напряжений трех фаз несимметричная, то выделенное напряжение нулевой последовательности не равно нулю и при геометрическом вычитании его из напряжений трех фаз получается симметричная система прямой последовательности. Уменьшенные в три раза напряжения трех фаз формируют три понижающих однофазных четырехобмоточных трансформатора с одной первичной и тремя вторичными обмотками с коэффициентом трансформации, равным трем. Первичные обмотки соединяются в звезду и подключаются на фазное напряжение, однако рассчитываются на напряжение 380 вольт, так как предусматривается возможность устранения несимметрии величиной до 100%. Геометрическое сложение полученных на вторичных обмотках напряжений осуществляется посредством последовательного соединения этих вторичных обмоток - получаются три группы последовательно соединенных обмоток, на которых выделяется напряжение нулевой последовательности. Геометрическое вычитание напряжения нулевой последовательности из напряжений трех фаз осуществляют посредством последовательного включения в провода трех фаз полученных групп последовательно соединенных обмоток так, чтобы выделенное напряжение нулевой последовательности было в противофазе к напряжению нулевой последовательности, присутствующему в напряжении соответствующей фазы. В отличие от прототипа в данном изобретении предусматривается устранение несимметрии величиной до 100% и коррекция напряжений фаз осуществляется геометрическим вычитанием из них выделенного напряжения нулевой последовательности, что обеспечивает высокую эффективность и надежность устройства.

На фиг.1 представлена принципиальная электрическая схема устройства симметрирования напряжений трехфазной сети. Устройство состоит из трех особым образом соединенных понижающих однофазных четырехобмоточных трансформаторов (1), имеющих одну первичную (2) и три вторичных обмотки (3). Клеммы (4) предназначены для подключения устройства к трехфазной сети, а клеммы (5) - для подключения потребителей, качество электроэнергии по уровню несимметрии на вводах которых нужно поддерживать на должном уровне в соответствии с ГОСТ 13109-97.

Принцип действия устройства

Устройство симметрирования напряжений включается в разрыв линии, питающей трехфазную нагрузку или группу трехфазных нагрузок. При этом устранение несимметрии напряжений происходит за счет геометрического вычитания выделенного напряжения нулевой последовательности из напряжений всех трех фаз. Для этого три группы последовательно соединенных вторичных обмоток трех понижающих однофазных четырехобмоточных трансформаторов с коэффициентом трансформации, равным трем, последовательно включаются каждая в провод соответствующей фазы так, чтобы происходило геометрическое вычитание выделенного на группах последовательно соединенных указанных вторичных обмоток напряжения нулевой последовательности из напряжений соответствующих фаз, а первичные обмотки данных трансформаторов соединяются в звезду и подключаются на фазное напряжение.

Устройство симметрирования напряжений трехфазной сети, отличающееся тем, что не содержит коммутационных аппаратов и иных элементов, кроме индуктивных, и компенсирует несимметрию напряжений величиной до 100% за счет геометрического вычитания выделенного напряжения нулевой последовательности из напряжений всех трех фаз, для чего три группы последовательно соединенных вторичных обмоток трех понижающих однофазных четырехобмоточных трансформаторов с коэффициентом трансформации, равным трем, последовательно включаются каждая в провод соответствующей фазы так, чтобы происходило геометрическое вычитание выделенного на группах последовательно соединенных указанных вторичных обмоток напряжения нулевой последовательности из напряжений соответствующих фаз, а первичные обмотки данных трансформаторов соединяются в звезду и подключаются на фазное напряжение.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении быстродействия и мощности устройства.

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.

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение несимметрии в трехфазной сети переменного напряжения.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение быстродействия и расширение функциональных возможностей.

Изобретение относится к области электротехники. Заявлено трехфазное симметрирующее устройство, в котором трехфазный трехстержневой трансформатор содержит обмотки, соединенные встречно в зигзаг.

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.

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.

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.

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 устройству электропитания для подачи электрической мощности к трубопроводу. .

Группа изобретений относится к наземным сооружениям для привязных летательных аппаратов. Первый вариант способа электроснабжения воздушного летательного аппарата с удерживающим тросом характеризуется тем, что передачу электроэнергии с земли осуществляют повышенным напряжением 0,1…10 кВ постоянного тока путем преобразования напряжения источника питания на земле по напряжению с 12…380 В до 0,1…10 кВ и передачи по линии электропередачи с дальнейшим преобразованием напряжения 0,1…10 кВ до 12…380 В. Второй вариант способа характеризуется тем, что передачу электроэнергии с земли осуществляют резонансным способом на повышенной частоте 1…25 кГц путем преобразования напряжения источника питания на земле по напряжению и частоте с 12…380 В до 0,1…10 кВ, 1…25 кГц и передачи по линии электропередачи с дальнейшим преобразованием напряжения кабельной линии 0,1…10 кВ до 12…380 В. Каждый вариант устройства электроснабжения характеризуется использованием соответствующих преобразователей напряжения. Группа изобретений направлена на увеличение дальности и высоты электроснабжения. 4 н.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для устранения несимметрии токов и напряжений в трехфазных сетях. Технический результат - повышение быстродействия и энергетических показателей, улучшение электромагнитной совместимости. Трехфазное симметрирующее устройство содержит блок силовых вентилей, дроссель с зазором, LC-фильтр высоких частот, блок управления вентилями, включающий в себя блок анализа сети и блок управления переключением вентилей. Согласно способу сигналы с блока анализа сети подаются на блок управления переключениями вентилей, который выделяет составляющие обратной последовательности и делает квантованные по уровню синусоидальные сигналы полностью соответствующими по фазе синусоидам токов обратной последовательности и необходимые для дальнейшей их компенсации. После этого выявляется и включается фаза с максимальным током обратной последовательности, одновременно с этим производится постоянное переключение работы двух оставшихся фаз, пропорциональное токам этих фаз с высокой частотой, и осуществляется соответствующее включение вентилей, чтобы ток через вентили и дроссель с зазором протекал в одном направлении. 2 н.п. ф-лы, 9 ил., 1 табл.

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение коэффициентов искажения синусоидальности формы кривых тока и напряжения сети. В устройстве компенсации высших гармоник и коррекции несимметрии сети, содержащем инвертор, накопительный конденсатор, выходной сглаживающий пассивный фильтр и контроллер системы управления, контроллер снабжен датчиком тока фильтра, датчиком тока сети, датчиком напряжения, формирователем импульсов на основе релейных регуляторов с изменяемой шириной гистерезиса, фазовыми преобразователями тока и напряжения, блоком фазовой синхронизации, регулятором напряжения накопительного конденсатора. Контроллер системы управления снабжен блоком выявления составляющих токов обратной и нулевой последовательности и блоком фазовой коррекции несимметричных составляющих тока, при этом вход блока выявления составляющих токов обратной и нулевой последовательности соединен с выходом датчика тока сети, а выход блока выявления составляющих токов обратной и нулевой последовательности соединен с входом блока фазовой коррекции несимметричных составляющих тока, который также соединен с выходом блока фазовой синхронизации, при этом выход блока фазовой коррекции несимметричных составляющих тока соединен с входом формирователя импульсов. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение материалоемкости и массогабаритных параметров устройства. Устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети, содержит первичные трансформаторные обмотки и соединенные встречно вторичные трансформаторные обмотки, при этим количество первичных обмоток две, первичные обмотки соединены последовательно согласованно, и подключены к фазным входам устройства так, что точка соединения первичных обмоток и два других их вывода оказываются соединенными с соответствующим входом одной из трех фаз, количество вторичных обмоток также две, и их последовательное соединение подключено между двумя выходами устройства. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ относится к системе электроснабжения переменного тока электрических железных дорог, а именно к регулированию напряжения с помощью трансформатора с устройством регулирования напряжения под нагрузкой (УРПН) и с установкой продольной емкостной компенсации (УПК) с нерегулируемой и регулируемой секциями, включенной в отсасывающую линию. Технический результат - повышение эффективности совместной работы УПК и УРПН с учетом симметрирующего свойства УПК. Для достижения технического результата измеряют входное индуктивное сопротивление подстанции до шин 110 (220) кВ и при токе отсасывающей линии менее номинального тока нерегулируемой секции УПК определяют целесообразность включения (отключения) регулируемой секции УПК для приближения сопротивления УПК к сопротивлению подстанции. 1 ил.
Наверх