Устройство для регулирования и симметрирования напряжений в трехфазной сети с нулевым проводом

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ И СИГОШТРИРОВАНИЯ НАПРЯЖЕНИЙ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С НУЛЕВЬ.ПРОВОДОМ, содержащее вольтодобавочный трансформатор (ВДТ) с первичньвди обмотками, соединенньми по схеме встречный эигЭаг, и вторичными вольтодобавочными обмотками, включеннЕ ш в рассечку каждого фазного прбвода; группы биполярных тиристорных коммутаторов , одни полюсы которых сое-, динёны между собой и подключены к соответствующему фазному выводу первичной обмотки, другие полюсы биполярных ко1Ф1утаторов каждой группы подключены к трем фазным проводам сети , отличающее с я тем, что, с целью повышения эффективности регулирования и симметрирования напряжений, уменьаюния потерь энергии и снижения габаритной мощности ВДТ, его первичные обмотки через соответствуквдие биполярнь е коммутав торы соединены с выходными зажимами вторичных обмоток вольтодобавочного трансформатора.

(19) OD

СОКИ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

3(58 Н 02 3

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3344046/24-07 (22) 08.10.81 .(46) 15.06.83. Вюл. 9 22 (72) A.È.Èãíàéêèí и В.А.Новский (71) Вологодский политехнический институт и Институт электродинамики

АН Украинской ССР (53) 621.313.322(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство CCCP

В 752275, кл. G 05 Р 1/22, 1977.

2. Авторское свидетельство СССР

9 562033, кл. Н 02 У 3/26, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

9 555498, кл. Н 02 У 3/26, 1975. (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕГУЛИРОВАНИЯ

И CHNMETPHPOBAHHH НАПРЯЖЕНИЯ В ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ С НУЛЕВЫЧ,ПРОВОДОМ, содержащее вольтодобавочный трансформатор (ВДТ) с первичными обмотками, соединенными по схеме встречный зигзаг", и вторичными вольтодобавочными обмотками, включенньваи в рассечку каждого фазного проводау группы биполярных тиристорных коммутаторов, одни полюсы которых сое-. динены между собой и подключены к соответствующему фазному выводу первичной обмотки, другие полюсы биполярных коммутаторов каждой группы подключены к трем фазным проводам сети, о т л и ч а ю.щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности регулирования и симметрироваиия напряжений, уменьшения потерь энергии и снижения габаритной мощности ВДТ, его первичные обмотки через соответствукицие биполярные коммута- Я торы соединены с выходными зажимами вторичных обмоток вольтодобавочного трансформатора.

1 1023524

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано . для повышения качества напряжения . .питания в трехфазных распределительных сетях с нулезьз проводом, например, городским и сельский распределительных сетях.

Известно устройства, предназначенное для регулирования переменного напряжения, содержащее вальтодобавочный трансформатор (ВДТ), в котором выходное напряжение пред- . ставляет геометрическую сумму напря-. жения сети и вторичной обмотки ВДТ, а. регулирование осуществляется путем подключения первичной обмотки

ВДТ к различнюе фазнЫм и линейным напряжениям питающей сети t 1).

Недостаток такого устройстваотсутствие симметрирования фазных напряжений.

Известно устройство для автоматического симметрираванйя напряжения на погруженном асинхронном двигателе, 1поэволяющее симметриравать напряжение на зажимах потребителя за счет увеличения сопротивления цепи питания отдельных фаз (. 2).

Данное устройство имеет сложную конструкцию, низкий КПД, к таму же оно не позволяет регулировать выходное напряжение в сторону .его по вышения.

Наиболее близким па.технической сущности к изобретению является устройство для регулирования и симметрирования напряжений трехфазнай сети с нулевым проводом, содержащее электромагнитный.айпарат - вальтадабавочный трансформатор (ВДТ) c первичной обмоткой, соединенной па схеме встречный зигзаг и втаричньвюи вольтодобавачными обмотками, включенными в рассечку каждага фаЭнаГа провода; группы биполярных тиристарных коммутаторов одни полюсы като3 рых соединены между собой и подключены к соответствующему фазиому.выводу первичной обмотки, другие по-. люсы биполярных коммутаторов каждой.,,группы подключены к трем фавнам проводам сети g3).

Известное ус ройства пазваляет регулировать выходное напряженке как в сторону павыаения, так понижения, и одновременно:его сювютуаровать, однако из-за пратеканйя .па втарич

: ным обмоткам ВДТ токов мвсимметрзй эффективность регулирования и симметриравания выходного напряжения снижается, аднавремеииа возрастает потери энергии и завышавтся габафйт иая мощность ВДТ.

Целью изобретения:являвФая по» .вышение эффективности рагулйраванйя

:.и сиввиетрирования напряжений, уменьшение потерь энергии и снижение вабаритной мощности вольтодобавочного трансформатора.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для регулирования и симметрирования напряжений в трехфазной сети с нулевым проводом, содержащим вольтодобавочный трансформатор (ВДТ) с первичными обмотками., соединенными по схеме встречный зигзаг и вторичными

10 вольтодобавочными обмотками, включенными .в рассечку каждого фазного провода; группы биполярных тиристорных коммутаторов, одни полюсы которых соединены между собой и под15 ключены к соответствующему фаэному выводу Первичной обмотки, другие полюсы биполярных коммутаторов каж-. дой группы подключены к трем фаэным проводам сети, первичные обмотки через соответствующие биполярные коммутаторы соединены с выходными зажимами вторичных обмоток вольтодобавочного трансформатора.

На фиг .1, 2 и 3 показаны схемы замещения прототипа и данного устройства.

Устройство содержит вторичные обмотки 1, 2 и 3 вольтодобавочного трансформатора; первичные обмотки

4-9, несимметричные сопротивления нагрузок 10, 11 и 12, группы биполярных тиристорных .коммутаторов 1315, входные зажимы 16-19 устройстsa1 блок управления 20.

В схемах замещения прототипа и

З5 данного устройства приняты следующие обозначения . L> - индуктивность первичных обмоток ВДТ; Ьз - индуктивностЬ вторичных обмоток ВДТ; Ед, БЬ, 3 - несимметричные сонротивле40 нйя нагрузок; Š— сопротивление нулевой последовательности сети.

Для схемы замещения устройства прототипа (фиг.2) справедливы следующие уравнения, связывающие напряже45 ния на зажимах потребителей (U;), сети (Vj) вторичной обмотки ВДТ (U) и тока нулевой последовательности устройства (I 0 ):

ХГ ) 4600 а .А ъ ъ з

v -0 - Π— — j -10ч

U » Ма-w y О8 — )Мд1„ч, где n з - коэффициент трансфорЩ мацки вольтодобавочного трансформатора.

Таким образом, напряжение на зажимах нагрузки определяется геометрической суммой трех слагаемых:на66 пряжение питающей сети (V>, V, Ч ); собственно напряжения вольтодобавочиай обмотки, которые на данной ступени работы устройства соста1зляют и Ô«,. и Йв,, -М

3 73 +З

1023524 падение напряжения на вольтодобавочных обмотках от протекания по ним токов нулевой последовательности (- - j 1- I = -Ы з }.

3 0 ОЧ

Последняя составляющая, одинаковая по модулю и фазе для всех трех фаз A В и С, отрицательно влияет на симметрию напряжений на зажимах потребителей, вызывая как амплитудную, так и фазовую несимметрию напря- 30 жений на зажимах потребителей. Замыкание токов нулевой последователь-. ности через устройство обусловлено исключительно мальве сопротивлением нулевой последовательности данного устройства (схема встречный зигзаг" )

Ф т.е. Z ><+2 сети, а поэтому практически равно Тр, à 1с весьма мало. При реальных сопротивлениях линий, обмоток ВдТ, уровнях несимметрии нагрузок, например, 1о = 1,0,*

= 0,8; I< - =О,б, ток нулевой последовательности составляет

I>> -Хо 0,346, при этом весьма за- . метной становится и вел""ина АООД вЂ” 25 порядка 10%.

В данном устройствЕ токи нулевой последовательности Хо замыкаются через ВДТ; минуя вторичные обмотки трансформатора (фиг.З) . При этом на них не происходит дополнительных падений напряжения bU<> (в уравнениях системы в правой части отсутствует третье слагаемое),в свя зи с чем заметно возрастает эффектив-ность регулирования и симметрирования35 выходного напряжения устройства.

Так как данное устройство имеет весьма малое сопротивление на высших гармонических кратных трем, то .при работе устройства на.нелинейную нагрузку все токи высших гармонических составляющих. кратные трем замыкаются через устройство, в связи с чем исключение из цепи их протекания вторичных обмоток ВДТ вносит эффект, аналогичный рассмотренному случаю с несимметричной нагрузкой.

Вторым важным достоинством устройства является снижение потерь энер гни во вторичных обмотках ВДТ, обусловленное уменьшением величины протекаемого по ним тока, в котором отсутствуют составляющие нулевой последовательности и высших гармонических кратных трем. Данное обстоятельство позволяет уменьшить сечение вторичной обмотки, а значит и . снизить габаритную мощность вольтодобавочного трансформатора.

Предлагаемое устройство имеет следуннцие технико-экономические эффекты повышается эффективность регулирования и симметрирования выходного напряжения устройства; снижаются потери активной и реактивной мощности в устройстве; появляется возможность уменьшить габаритную мощность вольтодобавочного трансформатора устройства.

Предлагаемое устройство конструктивно выполняется из элементов, серийно выпускаемых отечественной промышленностью.

1023524

0 г.Ю

Ar

Составитель И.Мирошников

Техред Й. Костик Корректор А. Ильин

Редактор Л.Повхан

Филиал НПП Патент™ „ r. ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 4230/43 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

l 13035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5