Устройство для симметрирования трехфазных сетей

 

Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей путем компенсации реактивной мощности. На каждьй из фазочувствительных выпрямителей 3 подается одна из шести комбинаций линейных напряжений и фазных толов. Напряжения с выходов фазочувствительных выпрямителей подаются на два входа каждого из трех блоков суммирова.ния. Измерители 6 отношения двух напряжений измеряют отношение напряжений, одно из которых поступает с сумматоров 4, а другое - с датчика 5. Выходные напряжения измерителей 6 пропорциональны параметрам соответствующих реактивных элементов симметризатора исполнительного органа 8 и используются в качестве управляющих воздейст- ВИЙ. Эти управляющие воздействия являются функцией как несимметрии токов, так и реактивной мощности сети . 1 ил. 00 ю оо 00 со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (51) 4 Н 02 J 3/26

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4038284/24-07 (22) 20,03,86 (46) 07.08.87. Бюл, Р 29 (72) M.ß.Ìèíö, В.Н.Чинков, О,Г.Гриб и Ю.А.Немшилов (53) 621.313.322(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 904102, кл. Н 02 3 3/26, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Я 974499, кл. Н 02 1 3/26, 1981. ,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ

"ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ (57) Изобретение относится к области электротехники. Цель изобретения расширение функциональных возможностей путем компенсации реактивной мощности. На каждый из фазочувствительных выпрямителей 3 подается одна

„„SU,» 1328879 А 1 из шести комбинаций линейных напряжений и фазных токов, Напряжения с выходов фазочувствительных выпрямителей подаются на два входа каждого из трех блоков суммирования. Измерители 6 отношения двух напряжений измеряют отношение напряжений, одно из которых поступает с сумматоров 4, а другое — с датчика 5, Выходные напряжения измерителей 6 пропорциональны параметрам соответствующих реактивных элементов симметризатора исполнительного органа 8 и использу. ются в качестве управляющих воздействий. Эти управляющие воздействия являются функцией как несимметрии токов, так и реактивной мощности сети. 1 ил.

13288

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано

79.3

Данный метод симметрирования имеет свойство, которое состоит в том, что при указанных приращениях параметров симметризатора реактивная мощность, а следовательно, и коэффициент мощности сети не изменяются.

-(г) 9И Ь где b — проводимость элемента сим-, о метричной части симметризатора исполнительного органа„ (3) (4) для автоматического симметрирования токов и компенсации реактивной мощности в трехпроводной трехфазной сети при подключении к ней несимметричной трехфазной нагрузки с переменными во времени параметрами.

Цель изобретения — расширение функциональных возможностей путем компенсации реактивной мощности сети, На чертеже приведена блок-схема . устройства.

Устройство содержит источник 1 пи- 15 тания и трехфазную переменную нагрузку 2, фаэочувствительные выпрямители 3, блоки 4 суммирования, датчик

5 действующего значения напряжения, измерители 6 отношения двух напряжений, линейные усилители 7 и исполнительный орган 8.

Входы напряжения каждой пары фазочувствительных выпрямителей 3 объединены и подключены на определен- 25 ные линейные напряжения трехфазной сети. Токовые обмотки фазочувствительных выпрямителей 3 соединены попарно последовательно и каждая из трех пар включена в соответствующую фазу сети. Выходы фазочувствительных выпрямителей 3 подключены попарно к двум входам трех блоков 4 суммирования, выходы которых соединены с одним из входов каждого из трех измерителей 6 отношения двух напряжений, подключенных вторыми входами к выходу датчика 5 действующего значения напряжения, подключенного на фазное напряжение сети. Выходы измерителей 6 отношения двух напряжений через линейные усилители 7 соединены с тремя входами испольнительногo органа 8, подключенного к фазам сети.

Для симметрирования токов в трехфазной сети необходимо управлять приводимостью с мметризатора соглас-. но выражениям реактивных элементов исполнительного органа и положены в основу работы известного устройства.

Это свойство позволяет поддерживать коэффициент мощности заданным независимо от симметрирования токов путем изменения параметров симметричной части симметризатора, что, в свою очередь, не нарушает симметрии токов. Получим условие стабилизации заданного коэффициента мощности.

Запишем выражение для реактивной мощности, вносимой симметричной частью симметризатора, Обозначая через cos g исходный, а через cos 6 требуемый коэффициент мощности, получаем

bî 2 (t 9 " ) î(P g9

Р 1 где P Q — активная и реактивная мощности нагрузки.

Соотношение (3) позволяет получить любые коэффициенты мощности (соя О

1), в т.ч, максимальное значение (cos 9 = i) для которого tg 9 = О и

2 11 с,ч — 3 1 11 (I ceo s — Т co 8 Чр )

31ГЗ Q (1)

Эти выражения описывают алгоритм управления приращениями параметров

2 йЬвс = —,— ., (Т созУ вЂ” Х<.созе) 0

3 3 и

Равенство (4) определяет выбор симметричной части симметризатора для обеспечения полной компенсации реактивной мощности, а следовательно, cos y = 1. Это же равенство совместно с выражениями (1) определяет суммарные приращения параметров симметризатора (его симметричной и несимметричной частей) для осуществления как симметрирования токов, так и компенсации реактивной мощности

1328879

Тогда

1 ) 2

Ав дв 0 П 3 3

I cos gд) а (5) 15

В этих соотношениях выразим Q через токи с учетом того, что I +

+ I > + Ic = О, получим А (в с

Нв в с с .) СА с ) I.,jUÄ I +

20 (6) У ВС В СА ,1

3

73 "Ав

1 - + в Re (Uc Ic

U+3 е(3ПЯВ с

0 )Г3

Ic cos VcЗБ

06 ))

СА В) СА В} (7) Подставляя равенства (6) и (7) в 45 формулу для системы (5) получим

bac = 9U2 I„(2UA<

ВА B СА с) 3, -2U,„Т,—

9Нг Т((2БСА — 50

В этом выражении

При втором варианте фазовые сдвиги токов I, Тв, Ic измеряют относительно соответствующих линейных напряжений. В этом случае запишем

1) 2

Ьвс =ЯЬ +b = — ((I

Q всоз "g ) 1Г 2

Q1

Iñcos % ) Кроме того, первые составляющие (в круглых скобках) выражений (5) преобразуем с учетом того, что при симметричной системе напряжений

Подробные преобразования приведем для первого соотношения. Находим — Ц ЬА ) I B — (2УА в + Усд } . 3 .

2UcA вя= 2UC 2UA Пв + "я

- 2Цс - UA - U, = Зис;

2UA8 + UcA = 2U4 — 2UB + Uc

U= — (2U — U-U)=-3U

A в д c — в °

1 Ф

Овс = г Тп(ПСТв + Ов Тс) ° (8) Перейдем от комплексов к действительным значениям токов и напряжений. Здесь возможны два варианта алгоритмов управления симметризатором исполнительного органа.

Первый вариант получим, если фазовые сдвиги рд, Ч 8, токов тд, IB Ic измерять Относительно соответствующих фазных напряжений

U, U, U . Например, примем за опорную фазу А.

Тогда UA = U> ))в = UB, Uc

-) 120

U i 2î I I -1 д I I (в+)2в ). е д д

4с 1О ) с с

Подставляя величины Ug, U I

>с в формулу (8), имеем

Ь = — t E sin(q — 120 ) +

1 вс Зу я 6

+ Ic sin(c + 120 )1

1 1, <3

= — (- — I sin ц — — I cos q

3U 2 в в 2 в в

Чз соз + 2 I соз с) °

Проделав аналогичные преобразования выражений для системы (5), получим

+ IÄ sin(p4 + 120 )j

1 <3 (Х sin< — — I cosy

3U 2 с с 2 с с

1 . <3 — — I sincI + — I cosy).

2 А д 2

bA8 = 3) (IA sin (yA — 1 20 ) +

+ I6sin(с + 120 ) 1 1 ° ГЗ

= — (- — Т sin q — — I cosy

31) 2 д 4 2 л А

1 . E3 — I8sin Чв + 2 Твсоз в) (9) 5 !! иPg+ n ) 1328879 и

Яе

Тогда — Т

ЗБ (10) + Тсс-Оз(! исл 4 1 с )1

1О

1 сл ссссо (4и кс

+ l,сов(ч,,E> — 1!;, ));

+ +1 cOS(IE. бс — ч В )1 У где ц - начальные фазы линей11ь1х нап- 20 ряжений и фазных токов, обозначенных соответствующими индексами

Сравнивая выражения (9) и (10), описывающие два алгоритма у..1равления

"параметрами реактивных элементов симмегризатора исполнительного органа,, видим что первые из них несколько сложи е для аппаратурной реализации, ПОТОМУ В ОСНОВУ рабОтЫ ПрЕдЛаГаЕМО- Зс! го устройства положены выражения (10). Они определяют состав функцио1!альных блоков, операции и порядок выло 1»OEIIm в пре цла! аемом yc циональные величинам в квадратных скобках выражений (10). С выходов блоков 4 суммирования постоянные напряжения поступают на первые входы измерителей 6 Отношения двух напряжений, на вторые входы которых, объединенные между собой, подается действующее значение фазного напряжения U с датчика 5. Выходные напряжения измерителей 6 отношения .двух напряжений пропорциональны, согласно выражениям (10), параметрам соответствующих реактивных элементов симметризатора исполнительного органа 8. Они усиливаются по мощности ли-. нейными усилителями 7 и поступак1т на исполнительный орган 8 в качестве управляющих воздействий коммутационными элементами симметризатора. Эти управля1ошие воздействия являются функцией как несимметрии токов, так и реактивной мощности сети, причем они однозначно определяют знак и значение параметра соответствующего реактивного элемента. По этим воздействиям производится перестройка реактивных элементов симметризатора исполнительного органа 8 в соответствии с выражениями (1А), справедливыми для любой трехпроводной трехфазной сети с изменяющейся во времени нагрузкой.

Формула изобретения ройстве„ g ) Устройство раоотает следjEÎIII!III oGр а - осм- "II a к ОзкДл1й из ф аз Очув с тв ит P."IbíüIõ выпрямителей 3 подается Одна из ше! ти

-.-Сомби11аци"1 линейных 1!апря1кен1Й Р! 40 фазнь1х токов, а на их выходах образуются постоянные напряжения пропорциональные соответственно величинам (Отсчет выпрямителей принят слева направо)

5 !баб + R) А Кй с!

" " p, ): Т ь со" (и л ь

Тьсоз(!Мк, ч ° )„ .е соь(ь,,/

= ;с) Тссоз(! !1 sñ 4 ;с

Зти напряжения попарно, согласно выражениям (10),, подаются на,цва входа каждого из трех блоков 4 суммирования, на выходах Ko I opbL образуются суммарные напряжения, пропорУстройство для симметрирования трехфазш1х сетей, содержащее три фазочувствительных выпрямителя, датчика действующего значения напряжения, подключенный íа одну из фаз, и три идентичных канала, состоящих из последовательно соединенных блока суммирования, один вход которого подключен к выходу соответствующего фазочувствительного выпрямителя, измерителя отношения двух напряжений, вторые входы ксторых объединены между собой и подключены к выходу датчика действующего значения напряжения, линейного усилителя и исполнительного органа, о т л и ч а ю щ е е -,я тем, что, с целью расширения 1рункциона11ьEIbrx возможностей

-a счет компе1!сации реактивной мощости сети, в него дополнительно введены три фазочувствительных выпрями-.åëÿ, токовые обмотки каждого из которых включены последовательно с токовыми обмотками фазочувствительСоставитель И.Мирошников

Техред M.Õîäàíè÷ Корректор В.Гирняк

Редактор С. Патрушева

Заказ 3494/54 Тираж 617 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Yaropop„ ул. Проектная, 4

7 1 ных выпрямителей первой группы, входы напряжения всех шести фазочувствительных выпрямителей попарно объединены и подключены к зажимам для подключения на каждое из

328879 линейных напряжений сети, а выходы трех введенных фазочувствительных выпрямителей соединены с вторыми входами боков суммиро5 вания.