Устройство для симметрирования режима работы трехфазных сетей

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свмд-ву (22) Заявлено 05.05.80 (21) 2920870/24-07 с присоединением заявки,% (28) Приоритет— (51)М. Кл.

Н 02 J 3/26. 1ЬВудлрствВвныя квмитвт

СССР

Опубликовано 07.02.82. Бюллетень .% 5 .

Дата опубликования описания 07.02.82 ав делам лаабрвтввик н открытий (53) УД К 621.316. .937 (088.8) г! . -., (72) Авторы изобретения

Р;;) М. Я. Минц, В. Н. Чинков, О. Г. Гриб и В. И. А охий (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ РЕЖИМА

РАБОТЫ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для осуществления автоматического симметрирования токов трехфазной системы прн подключении к ней несимметричной трехфазной нагрузки, параметры которой могут изменяться во времени.

Известно устройство для автоматического симметрирования трехфаэных сетей, содержащее исполнительный орган на управляемых реакторах, фазочувствительный орган с регу- © лятором и фильтр токов обратной последовательности с регулятором ff).

Известно также устройство для автоматического регулирования симметрии н уровня напряжений трехфазной системы, содержащее два исполнительных органа параллельного и последовательного включения, измерительнорегулируюшие органы токов обратной последовательности и системы регулирования напря- З1 жения и операционные усилители (2).

Недостатки указанных устройств состоят в сложности схем управления элементом симметриэатора (исполнительного органа) и низком быстродействии, обусловленном поисковым методом перестройки параметров.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для стабилизации симметрии токов монофазной системы, содержащее последовательно соединенные фильтр токов обратной последовательности, фазочувствительнь|е выпрямители на каждую фазу, подключенные по другим входам к фазорегулируюшему устройству, линейные усилители, и исполнительный орган 131.

Однако этому устройству присущи недостаточные точность и быстродействие. Невысокое. быстродействие обусловлено наличием операции уравновешивания, которая осуществляется поиском требуемой фазовой ориентации координатных полуосей с помощью фазорегулирующего устройства. Это же приводит к возникновению динамической погрешности.

Цель изобретения — повышение точности и быстродействия.

Поставленная. цель достигается тем, что устройство для симметрирования режима работы,трехфазных сетей при несимметричной трех4102 где 0

25 где а = е1"э оператор поворота на 120О; параметры несимметричной части симметризатора.

ЬУАв ЬУвс. Ь%А—

3. 90 фазной нагрузке с изменяющимися во времени параметрами, содержащее подключенный к сети фильтр .токов обратной последовательности, фазочувствительные выпрямители по числу фаз, один из которых подсоединен к фильтру обратной последовательности, и линейные усилители, выводы которых подсоединены к исполнительному органу, снабжено датчиком действующего значения напряжения, двумя фазовращательными блоками и тремя блоками измерения отношения напряжений, причем первые входы второго и третьего фазочувствительных выпрямителей подключены через фазовращательные блоки к фильтру токов обратной последовательности, а вторые . входы всех трех фазочувствительных выпрямителей соединены между, собой и подключены к однон иэ фаз сети, причем к этой же фазе подсоединен вход датчика действующего значения напряжени я, каждый из блоков измерения отношения напряжений подсоединен одним входом к выходу соответствующего фазочувствительного выпрямителя, вторые входы блоков измерения

J отношения напряжении объединены между собой и подсоединены к выходу датчика действующего значения напряжения, а выходы блоков измерения отношения напряжений подсоединены к линейному усилителю.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

К трехфазному источнику 1 питания подключена трехфазная переменная нагрузка 2 через фильтр 3 токов обратной последовательности, входящей в состав устройства для симметрирования режима работы трехфазных сетей, которое включает также датчик 4 действующего значения напряжения, фазовращатели 5 и 6 на +120 и — 120 соответственно, фазочувствительные выпрямители 7, измерители 8 отношения двух напряжений, линейные усилители 9 и.исполнительный орган 10, состоящий из трех реактивных элементов, включенных в треугольник. Значения реактивных проводимостей регулируются взаимно независимо, а выполнены они таким образом, что могут принимать как индуктивный, так н емкостной характер.

Фильтр 3 токов обратной последовательности подключен к симметрируемой трехфазной сети. На датчик 4 действующего значения напряжения подано одно из линейных или фазных напряжений, например фазы симметрируемой цепи. Выход фильтра 3 токов обратной последовательности подключен к первым входам трех фаэочувствительных выпрямителей 7, причем к первому из них— непосредственно, ко второму — через фазовращатель 5 на 120 и к третьему — через фаэовращатель 6 на — 120 . Вторые входы фазочувствительных выпрямителей 7 объединены между собой и подключены к фазе А, а выходы нх связаны с первыми вхоцамн соответствующих измерителей 8 отношения двух

5 напряжений, вторые входы которых подклю чены к выходу датчика 4 действующего значения напряжения. Выходы измерителей 8 через усилители 9 соединены с соответствующими реактивными элементами исполнитель10 ного органа 10.

Устройство работает следующим образом.

Вначале получим соотношения, положенные в основу его работы.

15 Условие компенсации токов обратной последовательности можно записать в виде

° е сг.г З1Уг = гя (1) действующее значение фазного напряжения сети; комплекс обратной последовательности линейных токов нагрузки; комплекс тока обратной последовательности исполнительного органа (симметризатора); комплекс проводимости, связанный с параметрами симметризатора Yp, Yp Уад соотношением

1.

Уг = 3 (ЬУн,о. + аЬУор, + аЬУ„1 ), (2) Например, ЬУдв - Ъь — Уо, где Y — проводимость симметричной части симметризатора, равная

Уо - — (%ь + Уьа + %,я)

Решение уравнения (1) с учетом условия (2) упрощается, если проводить его в симметричной форме. Выполнив операцию комплексного сопряжения в уравнении (1) и вос50 пользовавшись условием (2), получим симметричную систему уравнений для величин

av«, av, ыц„:

Ьчщ + аЬУед + а ЬУ, = — I©)

5S U г

ЬУва + а ЬУед+ аЬУ = — U 1®, (3) ЬУ + ЬУ i ЬУ = 0

5 904102

Решая систему уравнений (3), находим 6к = З Ма)

ЬУер = i I a I(), (4)

3U yps = — Ъ,а1,1;

2!

Устройство для симметрирования режима работы трехфазиых сетей при несимметричной трехфаэной нагрузке с изменяющимися во времени параметрами, содержащее подключенный к сети фильтр токов обратной последовательности, фаэочувствительные выпрямители по числу фаз, один иэ которых подсоеди2З нен к фильтру обратной последовательности, и линейные усилители, выводы которых подсоединены к исполнительному органу, о тличаюшееся тем,что,сцелью повышения точности и быстродействия, оно

Зп снабжено датчиком действующего значения напряжения, двумя фазоврашательными блока ми и тремя блоками измерения отношения напряжений, причем первые входы второго и третьего фазочувствительных выпрямителей

3S подключены через фазоврашательные блоки к фильтру токов обратнои последовательности, а вторые входы всех трех фазочувствительных выпрямителей соединены между собой и подключены к одной из фаз сети, причем к

4ф этой же фазе подсоединен вход датчика действующего значения напряжения, каждый из блоков измерения отношения напряжений подсоединен одним входом к выходу соответствующего фаэочувствительного выпрямите45 ля, вторые входы блоков измерения отношения напряжений обьединены между собой и подсоединены к выходу датчика действующего значения напряжения, а выходы блоков измерения отношения напряжений подсоединены к линейному усилителю. (5) 4siWs

1га1п(рг — 120 )

1гаЬ(рг + 120 ) Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР Н 243055, кл. Н 01 J 3/26, 1969.

2. Авторское свидетельство СССР И 244495, кл. Н 02 J 3/26, 1969.

3. Авторское свидетельство СССР ii 243701, . кл. Н 02 J 3/26, 1969.

Полученные соотношения (4) позволяют определить приращения ЛЬЕ, ЬЬ и ЛЬЕ параметров реактивных элементов исполнительного органа по измеренным действующему значению фазного напряжения, значениям тока обратноч последовательности и сдвигу фаз рг этого тока по отношению к опорному напряжению, в качестве которого выбираем, например, напряжение фазы А. Если записать

Тг = ?ге Р, то иэ соотношения (4) получим

ЛЬЮТ = — г sinti i

3U Ьаф» — — 1г аш(ч г — 120 );

3U Ьду, = — Is sin(yг + 120 ), 3U

Выражения (5) и положены в основу работы предлагаемого устройства.

Составляющая тока обратной последовательности с выхода фильтра 3 поступает на первые входы трех фазочувствительных выпрямителей 7, причем на второй и третий фаэочувствительные выпрямители со сдвигом по фазе +120 и — 120, осуществляемым фаэовращателями 5 и 6 соответственно. На другие входы фазочувствительных выпрямителей

7 подается одно из фазных или линейных напряжений, в данном случае напряжения фазы А симметрируемой цепи. На выходе каждого иэ фазочувствительнь1х выпрямителей 7 формируется напряжение, пропорциональное соответственно величинам

Это напряжение поступает на первые,входы измерителей 8 отношения двух напряже, ний, на другие входи которых подается напряжение, пропорциональное действующему значению фазиого напряжения. На выходах измерителей образуются напряжения, пропорциональные приращениям параметров bbss, -ЛЬЕ и ЬЬ д, симметризаторов. Знак этих напряжений определяет характер приращения индуктивный или емкостной. Напряжения с выходов измерителей 8 усиливаются линей1 ными усилителями 9 и подаются на исполни. тельный орган 10, в котором производится соответствукнцее изменение параметров. реактивных элементов. Причем, как следует нз выражений (5), эти приращения однозначно связаны с током обратной последовательности и. фазным напряжением.

Таким образом, обеспечивается повышение быстродействия, так как знак и величина приращения параметра каждого реактивного элемента исполнительного органа 10 точно известны, и повышение точности за счет уменьшения динамической погрешности, 1

Формула изобретения

904102

Составитель JL Дементьева

Техред М. Тепер е

Корректор С. Шекмар

Редактор И. Михеева

Подписное

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 148/42 Тираж бб9

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретени и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5