Устройство для симметрирования токов в четырехпроводной сети
Союз Советских
Социалистических
Республик
ОП ИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
S t I е у» (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 02.02.8! (21) 324157@24-07 (51)М. Кл. Н 02 3/26 с присоединением заявки ¹ с! ооуАзретвснкый комитет (23) П риоритет оо делам изобретений н открытий Опубликовано 23.09.82. Бюллетень ¹ 35 Дата опубликования описания 23.09.82 (53) УДК 621.316. .761.21 (088.8) (72) Авторы изобретения А. К. Шидловский, А. Д. Музыченко, О. Г. Денисенко и А. П. Трофименко Институт электродинамики АН Украинской CCP (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ ТОКОВ В ЧЕТ61РЕХПРОВОДНОЙ СЕТИ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в трехфазных электрических сетях с HYJlcBbIM проводом,.ия симметрирования одниЬазных нагрузок. Известны симметрирующие устройства, которые используются в электрических сетях для симметрирования нагрузок, выполненные на основе автотрансформаторов с емкостными индуктивными симметрирующими элементами (1). Однако эти устройства либо не позволяют осуществлять совместную компенсацию токов обратной и нулевой последовательностей, либо позволяют, но имеют при этом большу1о установленную мощность. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является устройство для симметрирования токов в трехфазной электрической сети с нулевым проводом, которое содержит два реактивных элемента и два фазосдвигающих автотрансформатора с отпайками причем к одной фазе сети подключена одним концом общая точка соединения выводов однофазной нагрузки и автотрансформаторов, два другие вывода автотрансформаторов подключены к двум оставшимся фазам сети, при этом реактивные элементы одними выводами подключены к. отпайкам автотрансформаторов, а свободные выводы реактивных, элементов и нагрузки подключены к нулевому проводу сети (2). Однако наличие в устройстве двух автотрансформаторов, которые, к тому же, для полностью управляемого устройства должны быть выполнены с максимально возможным числом 1О отпаек, что значительно усложняет технологию их изготовления и увеличивает стоимость. Устройство имеет сложную систему управления, так как при изменении параметров нагрузки нужно обеспечить необходимые фазы напряже15 ния на данных элементах. Для этого нужно четыре группы силовых коммутаторов, число которых в группе определяется количеством ступеней управления. Целью изобретения является упрощение устройства. Поставленная цель достигается благодаря тому, что устройство для симметрирования токов в четырехпроводной сети с однофазной Э W IO4 нагрузкой, подключешгой между одним из фазных и нулевым проводом, содержащее симметрирующие элементы, два вывода которых соединены в общую точку,.и автотрансформатор, один из выводов которого подсоединен к той иэ фаз сети, к которой подсоединен вывод нагрузки, снабжено дополнительной регулируемой конденсаторной батареей, в качестве симметрирующих элементов применены регулируемый дроссель и регулируемая кон- 1р денсаторная батарея, второй вывод автотрансформатора подсоединен к общей точке симметрирующих элементов, промежутошый отвод ав1отраисформатора подсоединен к нулевому проводу, а дополнительная конденсаторная батарея иодсосдинена к промежуточному отводу автотрансформатора и к его выводу, подключенному к фазе сстн> причем сопротивления симметрирующих элементов равны между собой, и в 3 1 3 раза больше сопротивления нагрузки. эо 11а фиг. 1 представлена принципиальная схема устройства; на фиг. 2 — векторная диаграмма токов и напряжений устройства. Устройство содержит фазы цепи А, В, С, О, конденсаторную батарею 1, дроссель 2, автотрансформатор 3, общую точку 4 конденсаторной батареи и дросселя, подключенную к выводу второй обмотки автотраисформатора,нагрузку 5, дополнительную конденсаторную баратею Кроме того, векторная диаграмма токов и напряжений устройства включает фазы сети А, В, С, О, ток нагрузки 1н, ток, протекаюгций по второй обмотке автотрансформатора !4О, токи IA, 1 „1с в фазах А, В, С, линейные напряжения 0ся, Ояб, 0ВС,напряжение 0с4на конденсаторной батарее 1, напряжение 0 4 на дросселе 2, напряжение 04oíà второй обмотке. Работает устройство следующим образом. При подключении устройства к сети по конденсаторной батарее под действием напряжения 0 = 3 Ц г протекает ток )30 СЧ Ф 3О ®о Н вЂ” по дросселю 315 2 е Н -уело 2 под действием напряжения 0 4=) 3 Uy e протекает ток э 30 Гзофе 1,. 20 Др ЪЛ2 590 3 н н Ь где I g, I p — токи, протекающие соответственно по конденсаторной батарее и дросселю; 0 ф -- фазное напряжение сети; 55 Z Н вЂ” полное сопротивление нагрузки. Гоки конденсаторной батареи и дросселя определяют соответсгвенио токи в фазах С и В. По второй обмотке автотрансформатора 3 протекает суммарный ток дросселя и кг1нденсаторной батареи, который равен 11 о - 12ос. 14O= 31Н(е + ) = з1н Так как коэффициент трансформации автотранс форматора равен 2, то по первой его обмотке (А — О) протекает удвоенный ток по отношению к току во второй обмотке 1до= 214о= з 1н где IAp — ток, протекающий по первой обмотке автотраисформатора. Ток в фазе А представляет собой разность тока нагрузки (1н =. ) и тока первой обмотU - Н ки автотраисформатора (I Ao) IA — н — Ъ Ií = д и Таким образом получаем симметричную систему токов. При симмстрировании нагрузки, изменяющейся ио величине, закон управления конденсаторной батареей и дросселем должен обеспечить вели тину их реактивного сопротивления равиу|о 3 1 3 сопротивления нагрузки. При этом можно использовать сскциоиироваиие конденсаторной батареи и дросселя в соответствии с изменением нагрузки включать или выключать секции. Можно секционировать только конденсаторную батарею и включать отдельные секции конденсаторной батареи параллельно дроссслю. Закон управления дополнительной конденсаторной батареи должен обеспечивать полную компенсацию индуктивного сопротивления нагрузки. Предлагаемое устройство выгодно отличается от известного, так как содержит только один автотрансформатор с одной отиайкой (в известном два автотрансформатора с большим количеством отпаек), содержит три группы силовых коммутаторов (в известном 4) и более простую систему управления, так как достаточно обеспечить зависимости X=X=I 3A С и Х сдлп н > где Гн — активное сопротивление нагрузки; Хн — индуктивное сопротивление нагрузки; Х„ — индуктивное сопротивление дросселя; Хс — емкостное сопротивление конденсаторной батареи; Л с — емкостное сопротивление дополнительной конденсаторной батареи. Кроме того, устройство позволяет использовать без завышения установленной мощности серийно выпускаемые конденсаторы, так как они включены на линейное и фазное напряжение (в известном конденсаторы находятся под напряжением меньше фазного). 961042 Фиг.1 Составитель Л. Дементьева Фив.1 Техред Е Харитончик Корректор A- Ференц Редактор А. Шандор Заказ 7307/70. Тираж 669 В11ИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 1!3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Подписное Филиал ГИ1П "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Устройство может быть использовано для симметрирования напряжений и токов в четырехпроводных электрических сетях при подключении любых однофазных нагрузок, в частности для электротехнологических, например 5 электросварки, соляных ванн и т. д. Формула изобретения Устройство для симметрирования токов в четырехпроводной сети с однофазной нагрузкой, яодключенной между одним из фазных и нулевым проводами; содержащее симметрирующие элементы, два вывода которых соединены в об-1 щую точку,.и автотрансформатор, один из выводов которого подсоединен к той из фаз сети, к .которой подсоединен вывод нагрузки, о тл и.ч а ю щ е е с я тем, что, с целью упрощения устройства, око снабжено дополнитель- 20 ной регулируемой конденсаторной батареей, в качестве симметрирующих элементов применены регулируемый дроссель и регулируемая конденсаторная батарея, второй вывод автотрансформа. тора подсоединен к общей точке симметрирующих элементов, промежуточный отвод автотрансформатора подсоединен к нулевому проводу, . а дополнительная конденсаторная батарея подсоединена к промежуточному отводу автотрансформатора и его выводу, подключенному к фазе сети, причем сопротивления симмстрирующих элементов равны между собой и в 3 1 3 раза больше сопротивления нагрузки. Источники информации. принятые во внимание при экспертизе 1. Милях A. H, Шидловский А. К. и Кузнецов В. Г. Схемы симметрирования однофазных нагрузок в трехфаэных цепях. Киев, "Наукова думка", 1973, рис.171. 2. Авторское свидетельство СССР И 801187, кл. Н 02 J 3/26, 1979.
