Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности компенсации третьей гармоники. Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель, четыре трансформатора тока, один из которых включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод, а три других - в фазные провода сети, отличающийся тем, что в него дополнительно введен фильтр с полосой пропускания 150 Гц, три токовых реле и три цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом обмотки трех токовых реле включены параллельно вторичным обмоткам трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, а последовательно включенные размыкающие контакты трех токовых реле шунтируют вторичную обмотку трансформатора тока, включенного в нейтральный провод сети, также параллельно обмоткам трех токовых реле подключаются цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом начала вторичных обмоток трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, соединяются в общую точку и подключаются к началу вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в нейтральный провод, а концы трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, подключаются к анодам трехфазного однополупериодного выпрямителя, катоды которого соединяются в общую точку и подключаются через фильтр с полосой пропускания 150 Гц к концу вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в нейтральный провод сети. 1 ил.

 

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения энергоэффективности трехфазных четырехпроводных сетей за счет снижения дополнительных потерь мощности и электроэнергии от протекания токов третьей гармоники.

Известно устройство защиты сети от воздействия токов третьей гармоники (патент RU 2353040, МПК H02J 3/01, H02J 3/26, Бюл. №11, 2009 г), 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 данного устройства являются большая погрешность трансреакторов и слабое подавление тока третьей гармоники в нулевом проводе сети, а также возможность работы устройства в режиме перекомпенсации, вследствие этого - низкая энергоэффективность подавления токов третьей гармоники.

За прототип принят электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети (патент RU 2346370, МПК H02J 3/01, Бюл. №4, 2009 г), содержащий измерительный трансформатор тока, выпрямитель и преобразователь, в который введены три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в рассечку линейных проводов сети, а начала их вторичных обмоток образуют с концом вторичной обмотки измерительного трансформатора тока общую точку, концы вторичных обмоток трех трансформаторов тока через выпрямитель подключены к положительному выходному зажиму преобразователя, отрицательный выходной зажим которого, соединен с началом вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в нейтральный провод сети, кроме того, выпрямитель выполнен трехфазным, и его катоды образуют общую точку с положительным выходным зажимом преобразователя, а каждый из анодов выпрямителя присоединен к концам вторичных обмоток трех трансформаторов тока.

Недостатками данного устройства являются зависимость величины компенсирующего тока третьей гармоники от величины тока основной гармоники, тем самым возможность работы устройства в режиме перекомпенсации, что снижает эффективность компенсации тока третьей гармоники.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности компенсации тока третьей гармоники в трехфазной четырехпроводной сети.

Технический результат - повышение точности компенсации тока третьей гармоники за счет исключения режима перекомпенсации, что улучшает качество электрической энергии, снижает потери активной мощности и потери напряжения во всех элементах трехфазной четырехпроводной сети от тока третьей гармоники.

Технический результат достигается электромагнитным компенсатором тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях, содержащим трехфазный однополупериодный выпрямитель, четыре трансформатора тока, один из которых включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод, а три других - в фазные провода сети, в которое дополнительно введен фильтр с полосой пропускания 150 Гц, три токовых реле и три цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом, обмотки трех токовых реле включены параллельно вторичным обмоткам трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, а последовательно включенные размыкающие контакты трех токовых реле шунтируют вторичную обмотку трансформатора тока, включенного в нейтральный провод сети, также, параллельно обмоткам трех токовых реле подключаются цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом, начала вторичных обмоток трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, соединяются в общую точку и подключаются к началу вторичной обмотки трансформатора тока включенного в нейтральный провод, а концы трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, подключаются к анодам трехфазного однополупериодного выпрямителя, катоды которого соединяются в общую точки и подключаются через фильтр с полосой пропускания 150 Гц к концу вторичной обмотки трансформатора тока включенного в нейтральный провод сети.

На фиг. 1 представлена схема заявляемого электромагнитного компенсатора тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях.

Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель 1, четыре трансформатора тока 2-5, фильтр 6 с полосой пропускания 150 Гц, обмотки 7-9 и размыкающие контакты 10-12 трех токовых реле и три цепи 13-15 из последовательно соединенных конденсатора и резистора. Трансформатор тока 2 включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод N, а трансформаторы тока 3-5 подключены в фазные провода сети L1, L2, L3, начало вторичной обмотки трансформатора тока 2 и начала вторичных обмоток трансформаторов тока 3-5 образуют общую точку. Концы вторичных обмоток трансформаторов тока 3-5 подключены к анодам трехфазного однополупериодного выпрямителя 1. Катоды трехфазного однополупериодного выпрямителя 1 соединены в общую точки и через фильтр 6 с полосой пропускания 150 Гц подключены к концу вторичной обмотки трансформатора тока 2. Параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока 3-5 подключаются обмотки 7-9 трех токовых реле и три цепи 13-15 из последовательно соединенных конденсатора и резистора. Последовательно соединенные размыкающие контакты 10-12 трех токовых реле шунтируют вторичную обмотку трансформатора тока 2.

Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях работает следующим образом.

Однофазные нелинейные нагрузки вызывают протекание в фазных и нейтральном проводах четырехпроводной сети несинусоидальных токов, среди которых доминирует третья гармоника. От протекания токов основной гармоники по первичным обмоткам трансформаторов тока 3-5 во вторичных обмотках этих трансформаторов тока индуцируются вторичные токи. Диоды трехфазного однополупериодного выпрямителя 1 включаются попеременно по 1/3 периода промышленной частоты. Ток будет проводить тот диод трехфазного однополупериодного выпрямителя 1, потенциал анода которого относительно общей точки вторичных обмоток трансформаторов тока 3-5 выше, чем у других диодов. Кратность пульсаций выпрямленного тока, протекающего во вторичной обмотке трансформатора тока 2, по отношению к основной частоте первичной сети равна трем. Для компенсации постоянной составляющей и нежелательных гармоник выпрямленного тока введен фильтр 6 с полосой пропускания 150 Гц. В результате ток протекающий через трансформатор тока 2 будет содержать только токи частотой 150 Гц, а вторичные обмотки не будут дополнительно прогреваться. Обмотки 7-9 трех токовых реле будут получать питание от трансформаторов тока 3-5 в тех случаях, когда соответствующий диод трехфазного однополупериодного выпрямителя 1 не будет проводить ток, то есть попеременно 2/3 периода промышленной частоты. Три цепи 13-15 из последовательно соединенных конденсатора и резистора осуществляют замедление действия трех токовых реле и не позволяют замыкаться контактам 10-12 трех токовых реле, осуществляя питание обмоток 7-9 трех токовых реле в 1/3 периода промышленной частоты, когда соответствующий диод трехфазного однополупериодного выпрямителя 1 проводит ток. Уставка трех токовых реле выбирается таким образом, чтобы во время минимума нагрузки электрической сети исключить возможность перекомпенсации тока третьей гармоники, зашунтировав вторичную обмотку трансформатора тока 2 с помощью размыкающих контактов 10-12 трех токовых реле.

Таким образом, заявленный электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях обеспечивает повышение точности компенсации третьей гармоники за счет исключения режима перекомпенсации, что улучшает качество электрической энергии, снижает потери активной мощности и потери напряжения во всех элементах трехфазной четырехпроводной сети от тока третьей гармоники.

Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях, содержащий трехфазный однополупериодный выпрямитель, четыре трансформатора тока, один из которых включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод, а три других - в фазные провода сети, отличающийся тем, что в него дополнительно введен фильтр с полосой пропускания 150 Гц, три токовых реле и три цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом обмотки трех токовых реле включены параллельно вторичным обмоткам трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, а последовательно включенные размыкающие контакты трех токовых реле шунтируют вторичную обмотку трансформатора тока, включенного в нейтральный провод сети, также параллельно обмоткам трех токовых реле подключаются цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом начала вторичных обмоток трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, соединяются в общую точку и подключаются к началу вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в нейтральный провод, а концы трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, подключаются к анодам трехфазного однополупериодного выпрямителя, катоды которого соединяются в общую точку и подключаются через фильтр с полосой пропускания 150 Гц к концу вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в нейтральный провод сети.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат – равномерное распределение однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети и повышение энергетических характеристик.

Использование: в области электротехники. Технический результат – расширение функциональных возможностей путем исключения одновременного включения трехфазного и однофазного магнитных пускателей при низких температурах окружающей среды, обеспечения сигнализации работы однофазного нагревателя и сигнализации обрыва фазы питающей сети трехфазного потребителя.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение совместной компенсации реактивной мощности, подавления токов высших гармоник и симметрирования токов тяговой нагрузки.

Использование – в области электротехники. Технический результат, заключающийся в предотвращении несимметричности электрической нагрузки трехфазной питающей сети при питании двух разных секций контактной сети, достигается благодаря тому, что устройство (40) для подключения системы тягового электроснабжения (PF1, PF2, NF1, NF2) участка железнодорожного пути к трехфазной питающей сети (L1, L2, L3) содержит трехфазный трансформатор (42-44, 55-62, 64, 65) и симметрирующее устройство (41) для равномерной электрической нагрузки трех фаз трехфазной питающей сети (L1, L2, L3), причем трехфазный трансформатор (42-44, 55-62, 64, 65) с первичной стороны подходит для соединения с трехфазной питающей сетью (L1, L2, L3), а с вторичной стороны – с симметрирующим устройством (41), причем трехфазный трансформатор (42-44, 55-62, 64, 65) подходит для подключения к системе тягового электроснабжения, содержащей автотрансформаторную систему с двумя контактными проводами (PF, PF2) и двумя протянутыми изолированно вдоль участка пути проводниками (NF1, NF2).

Изобретение относится к области электротехники. Трехфазное симметрирующее устройство содержит трехфазный трехстержневой трансформатор с первичными обмотками, включенными встречно в «зигзаг».

Изобретение относится к электротехнике, а именно к схемам распределительных сетей переменного тока, и может быть использовано для питания однофазных потребителей бытового и промышленного назначения от трехфазной сети.

Использование: в области электротехники. Технический результат – повышение точности работы устройства.

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат - повышение эффективности компенсации токов однофазного замыкания на землю, и, как следствие, повышение надежности электроснабжения потребителей.

Использование – в области электротехники. Технический результат – восстановление функциональности элементов питания в многоэлементных источниках питания.

Использование: в области электротехники. Технический результат - расширение функциональных возможностей и улучшение качества функционирования устройства.

Использование: в области электроэнергетики и электротехники. Технический результат - достижение минимальных показателей искажения тока и оперативное реагирование на изменения гармонического состава тока.

В способе совместной компенсации реактивной мощности, подавления токов высших гармоник и симметрирования токов тяговой нагрузки железной дороги измеряют в проводах мгновенные значения токов, в проводах двух фаз контактной сети, присоединенных к обмоткам трехфазного трансформатора, соединенным в треугольник, подают после точек измерения токов сформированные токи, противоположные токам искажения, в рассечку проводов, включенных параллельно тем обмоткам трехфазного трансформатора, соединенным в треугольник, к которым подключены фазы контактной сети.

Изобретение относится к электроэнергетике, может быть использовано в качестве устройства компенсации гармонических искажений токов трехфазной сети. Технический результат, на достижение которого направлено заявленное изобретение, заключается в создании активного фильтра высших гармоник токов трехфазной сети, компенсирующего несинусоидальность токов нелинейной нагрузки и реактивную мощность, имеющего малые массогабаритные показатели.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение совместной компенсации реактивной мощности, подавления токов высших гармоник и симметрирования токов тяговой нагрузки.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении надежности распознавания ситуации измерительным органом релейной защиты и противоаварийной автоматики на интервале времени существования переходного процесса в системе электроснабжения переменного тока.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для предотвращения скачкообразных изменений тока в цепях с устройствами, питающимися от сети переменного тока, предотвращения долговременной подачи избыточного напряжения в цепь нагрузки, общего энергосбережения активной энергии и оптимизации уровня подаваемого в нагрузку напряжения.

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройствам подавления и компенсации высших гармоник в электрических сетях и рекуперации энергии в сеть, и может быть использовано в регулируемых электроприводах переменного тока с двухзвенным преобразователем частоты, в которых входной диодный выпрямитель является нелинейной нагрузкой.

Использование: в области электротехники и электроэнергетики. Технический результат – повышение качества электроэнергии.

Использование: в области электротехники. Технический результат - увеличение точности измерения значений паразитных гармонических составляющих в электрических сигналах, повышение надежности их исключения из основного сигнала в эксплуатации и уменьшение ошибки в определении мощности силовых резонансных фильтров.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для предотвращения скачкообразных изменений тока в цепях с устройствами, питающимися от сети переменного тока, предотвращения долговременной подачи избыточного напряжения в цепь нагрузки и общего энергосбережения активной и реактивной энергии.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности компенсации третьей гармоники. Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель, четыре трансформатора тока, один из которых включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод, а три других - в фазные провода сети, отличающийся тем, что в него дополнительно введен фильтр с полосой пропускания 150 Гц, три токовых реле и три цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом обмотки трех токовых реле включены параллельно вторичным обмоткам трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, а последовательно включенные размыкающие контакты трех токовых реле шунтируют вторичную обмотку трансформатора тока, включенного в нейтральный провод сети, также параллельно обмоткам трех токовых реле подключаются цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом начала вторичных обмоток трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, соединяются в общую точку и подключаются к началу вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в нейтральный провод, а концы трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, подключаются к анодам трехфазного однополупериодного выпрямителя, катоды которого соединяются в общую точку и подключаются через фильтр с полосой пропускания 150 Гц к концу вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в нейтральный провод сети. 1 ил.

Наверх