Устройство для симметрирования трехфазных сетей
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторском свидвтильству
Союз Советских
Социалистических
Республик
<1>974499 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 03.02.81(21) 3243047/24-07 (53) М Кп 3
Н 02 7 3/26 с присоединением заявки №вЂ”
Госуларственный кочитст
СССР
Во дслач kçîáðñòåíké и открытий (23) Приоритет
f53} УДК 621. 313, . 322 (088.8) Опубликовано15. 11 . 82 бюллетень ¹ 4 2
Дата опубликования описания 15. 11. 8?
" "1() л
М. Я. Минц, В. Н. Чин ков, О. Г. Гриб и В. И.Анохин и, > ои >t < i,, q I3 ! - о„, ;)т(rp.
I ! (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ ТРЕХФАЗНЫХ
СЕТЕЙ
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для осуществления автоматического симметрирования токов трехфазной сети при подключении к н и симметричной трехфаз ной н агруз ки с перемен ными во времени параметрами.
Известно устройство для тптоматического регулирования симметрии и 10
"уровня напряжений трехфазной системы, содержащее два исполнительных органаа параллельн ого и последов ател ьн ого включения, измерительно-регулирую. щие органы токов обратной последовательности и системы регулирования напряжения и операционные усилители ".1 1.
Недостатками этого устройства являются сложные схемы управления элементами исполнительного органа, низкое быстродействие, обусловленное поисковым методом перестройки параметров, невысокая точность и ограниченный частотный диапазон, вызываемые тем, что в качестве показателя, по которому произ водится регулирование, в этом устройстве используются токи обратной последовательности .
Известно устройство, содержащее последовательно соединенные фильтр токов обратной последовательности, фазочувствительные выпрямители на каждую фаз у, подключен ные по дру гим входам к фаз оре гули рующему устрой— ству, линейные усилители, исполнительный орган (2 ) .
В этом устройстве упрощена схема управления элементами по сравнению с предыдущим, однако указанные íåдостатки в нем остаются. Так, невысокое быстродействие обусловлено наличием операции уравновешивания, которая осуществляется поиском требуемой фазовой ориентации координатных полуосей с помощью фазорегулирующего устройства. Это же приводит к воз— никновению динамической погрешности.
Наиболее близким к предлагаемому является устройство для симметрирования трехфазных сетей, содержащее фильтр токов обратной последовательности, датчик действующего значения напряжения, исполнительный орган и три идентичных канала, состоящих из, последовательно соединенных фазочувствительного выпрямителя, измерителя отношения двух напряжений и линейного усилителя, причем первые входы фаз чувствительных выпрямителей и вход датчика действующего значения обье974499 динеllhl между собой Jl подK!r >:сны ((а одно из фаэных ((с)пряжени)3, втооые
B xo J L13,: а .! < J I У 33 c T )3 H T" (. . ь l l и х BL > и Р л ми т <3
JI(и Q,П((r>ГО нс .пОсре„ J :."Г!JP.. 1 но i! ДНVх ,(ц>у ГHK, роз фаз о))ре(! (" Гс :(и, 1(оцк>(ючеt(Ert к (31 I xол l фи 1 НT(>H 1 c . (о ООРсlт
Н ОП I I(>: (!,С>!3 а I С! (Ьt,|,,::,, 3И:, 3: 1:: ; (>>1Е7; (;1! >>l-Ка Е(С Ii r."т >уЮI lc O:3:(,r !r .; ..:.,;,: ..::. -Н (>О
B r(3(> .: li1 i! Од:(>!((из(к (,! (.:: < (!r> Jc н ил,((13 l" .! сi (J> лж((l )lй,:! ! I : c (, . н. I . it
1Д ных у си (lтс г!с Й 1!Одклк <о((11 с i«7(о !ни тельному r;1; а (у (Я,, . ((С 7!> (! l r! ) К;IМ(1 >l J3(... СT (I О ГО (! 1»!>Й .: т"
ВС1 Л 133! (iс! (! Н О) 1>rtl! i le!
ДИ;1 нас! « i! I! i! (. 131 l<.;::. rl>1 Оr, !i Q(i hr,Q > ) С
J1 Q B EI (I 3 t l и е l (е О б х о Д и мо (.: (1. 1<: k 1 J> (е г(е !3 и >!
ТОКО ЕЗ С> . Рсl и О(! 3 (ОСЛС,. (O13ат<3111 H O ти
И llcr I>i сl!" с< > . " <>13, »-щ>1 Г (! = П " р J !С. (С> -.
ГQ, Ö Н((Д;1!! Ir>r ТРОЕ.:.:.!7, и;,(Н ..тий Ь
1lP(!TC; >l i(! I.,l >! l?3OJ71IT К Д!3: ci! (r! " .С. КС>й (<> Р< (;: °, !1< )3 -3(3>К <. » .; < °,< Ч 1 3
) > ли; >о (! -!i r!rr: I (>.>L(>, J;r ) .! (с .(е:r tl Hòc ;(3—
>((-: (3::;;, I < .I° ;.>т->1>(зм
3 аll l r, (c!r.3 !II Hc.М, r Y(:!!(! . : .(! . . ((ОСТ:>ЛН—
Н I! 11! 3 P ". f 1! h И 3 r> E< i! Х r 3 I . «» Е О r l i! Х:>! ((3
МЕНТОВ, 1,)К rtJI(J!tcòP то;OH С >Рат» ОИ
ПOCJ!(!J;Q>3 E(".Ih!!OCТИ И )>с>ЗОЛ >а(lатЕЛИ, И 1)ако((с,Е! :(*,рототн..)с 1!!!.>е 1 мес ro
> * >
33ЕТО(311 1(.r.: К а >; i (<»;>r".".! «, 1 ° .3 С . «- " .r u
ГО, ЧтО В ИС. >! i! (у IH Ttil!c)(т "Л Нсз.". .:>ж—
НОСТЬ
Це>(ь!в изобрете((;.>I вллс:тся ((овышение "o !Нос)ти и расширение -: )стот—
HОГО диан аз оii =-(.
;(ос:т,(влсннал !, åJ(ь достигается тем, 35 чтo B устройс:тв.> JL!Iл с.иi<мс .трирования тРс х< >r1.3(li (х (.:< cr()й 1! (>и i(с>()им> !с тРН чн ОЙ
ТРЕХфаэ НОЙ il а ГРУЗ КЕ С. l 3 М<3! I ЛЮI! It(.IИ(Л
BQ 131>смен и (арсlметрами > с<3 ItptlcKlht<3 тРН фс)э ОЧQBÑTÁитс льных нl 1 (IРЯмит(.-:31Я > 4() датчик дей<-.твующего з н аче>(ил и апряжения, три измерителя отношения двух ii апрлжен нй, у которых первые входы объединены между собой и подключены к датчику дейс"твукщего значения напрлженHя, а вторыс входы соединены с выходами соотгетствующих фаз oчlvB(T в и тс ..л ьных Bhl 1 рями тел ей первый вход одного из котсрых и вход датчика ((е))ствую(>(его энач(нин напряжЕНИя Обсввti «il(3!ihi МЕжду <. >(CQA И 1(ОД—
Кт(Ю <Е(3 .! r а )(НО И . c! 3 ((;)Х I апРЛжЕНпй
СЕТИ И ГРИ ЛИНЕЙ!1:,(Х УС:1<с:! ТСЛЛ, ПО;;—
КЛЮЧЕННЬ(х 1 >IC IIQ 1(!1(1 СЛЬ>>О "Г/ ООГr,tl> введен!7 трн блока раз (остс й, вхо;(ы
3 оторых попарно подк>почены к в(;хо— ам соотнсT< твующих измерптелей o T ношения Двух напряжений, с! 1)htxc>JEhJ блоков раз((ос>теи соеди(,сlt! (с входами линейных усилителей, и первые входы двух других фазочу))ствитсльных выпря- И
МИТЕЛ Сй ПОДКЛЮЧЕНЫ Н са ДIЗс1,Е(РУ ГИХ фаз ных напряжения, а вторые входи каждого фаз очувствительногo выпрямителя включены последов()гол(,ilo с. определени Ой ()> а:3 О и t l а Г p ó 3 к и, (> > опера 3<»; поворота на !;>О "; ,:1 Yc — параме Гры >i есим— метричной части симметризатора.
Y4(В - в гд< с(= е ) "(>с
- У >i (3 .- 7 tt -„
Испоимер r)Y,;„ (УО-- =, (У В+ Ес - - с> . — Р вот-3 -TH симметриэаМОCTh CИММЕТРНЧНОЙ lс>С тора, Решают уравнение (1 ловил (2). Зто решение если егс проводить в с форме. Быполнив операц сопряжения в уравнении зс 7>ан!(Ись условием (>) с имме т ри! 3 н у ю (3 н (т е к<у величин с> Y t) g ° - Y - < ° л Y
) c учетОМ >с . упрощается, имме три ч(3 ОЙ ию комплексного (() и воспольП (, ; (; > > Е
Рr3БНPНИЙ >ЕЛЯ
r, E3!
7 .„, (4 ( (ВYBС +с)Yrс+с)Ур; - (>
1 Ji(3 Энсl:< .< ОзвсЗЧа(Г . >! Il >ЕКС IQ<= . ОП
;,. r ж (. Н И Е, Иа чертеже приведена блок-схема
13ре,Е>(агаемого устройства.
УСТРОЙСГВО СОДЕРЖИТ т, .>ЕХфс>ЗНЫЙ источник питания 1, трехфа=.:)ую переx(.EIн ую tl агруз ку 2 > 7>атэс)чу нс твительные выпрямители 3, датчик 4 действуIОЦС ГО 3 tt >3×ÐII И Я Н аПРЛ><с НИЯ,. НЗ М РИТЕ . lEi DTEiошс311иЯ дl>ух H а1!р>(жее(3(й > блО (< И > рсlэ (10(>ТЕЙ > J)>H(ЙНЫС" усH J>)1 ТЕЛИ
И ИСПО! НИТО>IЬНЫЙ ОРГclll (> > >СОСТОЯ
Щий ИЭ ТРЕХ РЕссКТИВНЕ )Х (311ЕМЕН ТО В „
))ключенных B треугольник,. Р а <тинные проводимости регулируют л ><з аи(
Работа предлагаемого устрой ..тва
IIJ7JIJr>(3TPii:>, (T i! . !I> J7, YK3(1»ми сос "H ош(3нилми. уело в>3(3 к<; .-И(с -.с: ! >< H гоко(3: ра 1, QH
it >CJI J(Q t3 «re:i E»i r!(: 1 и i1: il < Н. !» сс ГЕ.:! <(E) с:истеме «апрлж(ний можно -.. 3(»!< ть в
1)И)(Е с. — - -Src)Yg ()
1 Д(., —,ЛЕс! С т ВУЮЩЕЕ зн а 3H H(фаэE! c, r i i а и (э л!J(f . и и л с!3 г и;.
1 - r — КОМПЕI(! K(! CQCTаВЛ >(Ю! IЕЙ Обратной последовательности
: с
1HlHейных соков нагр >эKИ,: г комплекс тока об(>атной посл едо )3ате>7 ьн Ос ти испОл— нительног(3 opl ан а или симметризатора;
Y.3 — комплекс проводимости,. QB)3 эанный с параметрами симметризатора соотношение. ". !
> с>
Решая систему уравнений (3), нахо23
3l J (с>:, 2!
23
Зц д Yec =5YC* = (4) 2
» e = я I&.1(г)
Используя равенство
1г — 3 (1»1+ы е f>>+(3 Ic. ), где 1,1, 1?(> 1с — комплексы лкнейнь?х токов,. параметры симметркз".тора выражают через действкт(льные T-oêè
Е,, I I), Ic к фазовые сдвиги и, этих токов по отношению к соотНЕТ СТВУ?">?>?ИМ фс1Э НЫМ H ап«)ЯУ<РН H ЯМ
Л
331 ЗН
1 — -=.= (I с os < — сc.s(с -, 3 j=-3 С вЂ” C - >(:
3?) ! (5) л), !
2 — (1 cos(У вЂ ) cost }
" "3<3() ссс»С
3TFI ныраж:HHR к положены В Основу работы предлагаемого устройстRPI. На каждый кз фазочувстнительн?»х выпрямителей 3 подаю>тс я фаз ные н апряжения и ток одной иэ фаз сети. На ныходах фазочувствительных выпрямителей 3 образуются постоянные напряжен и я, пропорцион альные величин ам
1д сон (f »f III cos PII и I(cos f соответственно. Эти напряжения поступают на первые входы измерителей 5 отношения двух н апряж Рн ий, на вторые входи которых подается постоянное напряженке с датчика 4 действующего значения напряжен и я . Ных одные н аг.ряжения измерителей 5 пропорсIHQHальны отнси?ениям
>>СОК>> >>СОЯ>> >ОСОБУ
U U U
На.пряжени я с выходов измерителей 5 попарно, cor)1>ICFfo выражениям (5) > подаются на входы блоков 6 разностей
На ВЫХОД>ЭХ бЛОКОН 6 раЗНОСтЕй Образуются напряжения, пропор(1иональные. согласно вырау<енкям (5) > несимметричной части с? ас)а метров си) в?етриз атора. Знак э тих н а пряжек ий определ яе т харак тер прираце)1ия — индуктивный или емкостной. НапряУ<ение с выходон блоков
6 разностей усилизаются линейными усилителями 7 и подаются на исполнительный орган ?3, в котором произ водится соответ< тнующая перестройка параметров реактивных элемен тов .
Повыше??ИР точности и расл ?крен зе
?астотно?О пк»1?1 ?эона -. вязаны прежде всего с тсм,. (тс) В предлагаемом
УстРОЙСт ЬС ?<НфОР??атНННЫМК НЕЛИЧННами Являются не токи Обратной последОнательнОГти> а дейстнитРльныР тОки фаз нагрузки. Тем самым из известнога устройстна исключаются такие узлы . как фильтр oCp Tf-o I по:-.ледоваТРЛЬН()>: ТК К 7аЭО >pз?цатслн > HE .ВЬ>СОКИР
ВОЭ МОЖНОС ТК 1<0 I Ос)1<х ПО TO(IH ОСТИ И частот; с)с(пиа?!аэсну„ocoáåffHo н области низ ких и инфранкз ких частот, огранкчкна??и характеристики устройстВс> В 1 1РЛСМ. асср ула изобретения устрой ст) о для сим (етрированкя
-сехфаэ lif"iх сотisii .1рк несимметричной тоГ><фаз i>01 1> 3ПРУ э i1е с к !f 1>sн Яf()t!Iи".1??сFI
В- рс и л?и ?а,: .. с т; -.. ::::, Ooäp))æàffiñ-.e
ТР-, ф>13 О "У; — Т >,. — Л . Ь1Х В> ?ПРЯ1)ите;1Я
Д Т С ? f К Ц(f t Н; "..: j c 1 C = :. ; с1 -> Г Н И Я и а Гl С) Я
Ус()Н?1?1 > Тpi! . = ..-, ..!!. . ;f- С.ТПОШРН.ИЯ ДВУХ
C,) .с Дкf: .; è, -:. у с;:. CiF . ?с ?)ОД>1! К;—
fl: 11 сl Рс> Я . c, c i 1 P Втс(i -I С" (> 111»= —
< ВЫ; (сс >> СО(т«С C1 li f)f?IiiX фс)) >;>,--,;-;1",, T : 11.!iЫХ В?си)OR!,IHтP (1Й, ЦЕ1)—
B>3CI R) ))I; OIiНС НГ ?1.- КОТОр?1?Х ii ВХОД
Дс(ТЧИ К Il Д . . Т В 1 М111Е? .". 11 >1 I ГН И Hi Н с!
Г>р>яжРН i, Я Об)т>С- -j? >!i ЕНЫ », с )>1JI((?ОбС)Й .ОДклю IP.f-fH .,! ОДно ii fi и;lI>ffжс 11?1>", < Р—
Т i(> F . ТPif )I ill i ЕЙ!! Ьl" У Cif) > >(T(I 1!i ПОД
К.1Ю -IC!It>i= Х К .??С. iC)»1! >i 1 Р i 1!i O! i С)РГа!IУ > т Л 1 -. а .: .?Ч Е Е С т(.М, с(тО, (С»?ЬЮ:?с —.. "..;::il . Я:: .:, (: -:: 1 Р>1С?:!??Р(3с и (Ic
СООТНЕТСТВУ?31)1ИХ ИЗ» С.f)f?TPсЛЕЙ OTHOI!>P— ни я Двух fi апряжРний > а выход?11 бло?<Ов
Ра3 Н ОСТ(и СОЕД1?НЕНЫ Г R) Ог!с1МИ»1КН РЙв
Н ЫХ v Ci(? и ТР ?с. Й „ i? If PpRICР ВХОДЫ ДнуХ другHx фазочувствите?ь:11?х в?»прям?Гтелей подк)?и:Р >.-.. на два прYI-èõ фаэных напряжсн я, =: «?ор > Р вход?1 i(аждого фа
3 ОЧУНС Т Ri1T F f f=! О» О i)!» l ".>М11т ГЛ Я В f1×?()— с)СНЫ ГIОСЛ ДС В-1 С() Ь-.-!O (01>) (ЛРС)(1!1НОЙ фазой Hàг,:у:> <;! .
T- - >iЭ!< "1 1 !I О )!. Rl!HК, ..Pf1Н ЯТЬ Е Б Вi. ii! 3 111Г П;ЭК Э KГПPРТИЭP. ,)> ?тор(.. -. с !::, ?I(те..l> с. Во (.C(.P
rf ?4 4 35.:,с. I. (32,3 3, ;?6, 1Ч6(3.
1=> с ":; (- ВЛ i<<1 С ? с-Гтн:) (Р(Р
)43 !31 . — !) i 3»)Я - 3"
3,,))тс)«:с Г:- .> Пс=-.е.?1>с:т i. с ((Р
ЭО э с?>в" . *, . - >3)! 0 >, — Г кл, Н 02 ? ., ..6> :.Я;.
974499
Составитель О.Наказная
Техред И.Гайду
Корректор Г.Решетник
Редактор С . Тимохина
Подписное
Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4
Заказ 8727/73 Тираж 669
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/6
