Трехфазная конденсаторная батарея

 

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К ПАТЕНТУ о

Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам (21) 4814637/07 (22) 16.0490 (46) 30.10.93 Бюл. Ия 39-40 (71) Санкт-Петербургская лесотехническая академия им.С.М.Кирова (72) Горбатов Н.M.; Горбатов В.Н.; Знаменский Г.П. (73) Горбатов Николай Маркович; Горбатов

Владимир Николаевич; Знаменский Геннадий Петрович (54) ТРЕХФАЗНАЯ КОНДЕНСАТОРНАЯ БАТАРЕЯ (ю) RRU U(и) 2002350 С1 (51) 5 Н02Л3 1S (57) Область использования: электроэнергетика промышленных предприятий с перменной реактивной электрической нагрузкой трехфазного переменного тока напряжением до 1000 В. Сущность изобретения: трехфазные конденсаторы соединяют в батарею таким образом, чтобы число конденсаторов одинаковой емкости в батарее для получения симметричной реактивной нагрузки по фазам могло быть любым, но обязательно больше шести и кратнымтрем,т.е. 6,9.12итд 1ил.

2002350

Изобретение относится к электроэнергетике трехфазного переменного тока и может быть использовано на любом промышленном предприятии с переменной электрической нагрузкой для электроэнергетических установок напряжением до 1000

В с целью повышения качества электроэнергии и уменьшения капитальных затрат и эксплуатационных расходов на системы электроснабжения, 10

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству относится выбранное в качестве прототипа устройство, которое содержит трехфаэные конденсаторы и блок управления из 13 выключателей. Блок обеспечивает получение 5 ступеней мощности батареи, При этом во время эксплуатации устройства отдельные конденсаторы батареи в основном включаются под полное или номинальное 20 напряжение электросети или отключаются от нее с последующей разрядкой, Недостатками прототипа являются следующие: конструктивная сложность прототипа, так как для получения 5 ступеней 25 мощности батареи необходимо наличие 13 выключателей; сложность операций управления, так как для переключения батареи с одной мощности на другую требуется предварительная разборка предыдущей ступени 30 и последующая сборка новой; значительные потери электроэнергии в конденсаторах и уменьшение срока их службы ввиду наличия больших neðenàäoâ напряжения при коммутациях и отсутствии длигельной работы кон- 3-" денсаторов при пониженном напряжении на их зажимах, Целью изобретения является уменьшение потерь электроэнергии в конденсаторах, электросети и коммутационной 40 аппаратуре, увеличение срока службы конденсаторов, уменьшение токов коммутации и износа выключателей.

Кроме того, ставится цель упрощения конструкции устройства и уменьшения one- 45 раций управления.

Указанная цель достигается следующим образом. Полученная по расчету номинальная мощность конденсаторной батареи

QH составляется из одинаковых ло мощно- 50 сти стандартных трехфазных конденсаторных секций. Число секций N подбирается кратным трем: N = 3m. 8 данном устройстве

N 6. Из шести трехфазных конденсаторных секций, жестко соединенных в треу- 55 гольник, образуется замкнутый э ектрический контур путем последовательного соединения только двух контактов каждой из секций, Параллельно к шести контактным точкам последовательной цели симметрично присоединяются дополнительные секции, общее число которых M =

=N- 6. Общее число секций на каждое линей1 ное напряжение k+ q = — N, где k u q — число

3 секций, соединенных параллельно и подключенных последовательно на одно из линейных напряжений, Для более равномерного распределения напряжений между отдельными секциями числа k u q не должны отличаться друг от друга более чем на одну единицу; Лучший режим при k = q.

Из всех контактных точек последовательного контура и свободных контактов секций выводятся провода к трехфазным ключам управления. Число ключей управления устройства равно числу ступеней мощности.

Мощность первой ступени устройства определяется по формуле

01 ЗКЦС1Н 9kqQH

2 ГГГФ р 1 N р,р 2

Мощность всех последующих ступеней вычисляется по зависимости (2)

2N где i = 1, 2, 3; 4; 5... — номер ступени; и = К вЂ” 6 — общее число секций, дополнительно подключенных к последовательному контуру из шести секций, В таблице даны численные значения относительных мощностей устройства при различном общем числе секций батарей К и различных значениях параметра п.

На чертеже представлена принципиальная схема устройства, состоящая из девяти одинаковых конденсаторных секций с индексами 9-17 и наличием новых электрических связей между ними. Устройство позволяет получить пять различных ступеней мощности трехфазной симметричной конденсаторной батареи. составляющие согласно формулам (1) и (2) и п.2 таблицы следующие доли от установленной мощности всей батареи: (0,11; 0,50; .0,67; 0,83; 1,00)

Он, Устройство, представленное на чертеже, содержит пять трехполюсных ключей управления, обозначенных цифрами: 4; 5; 6; 7;

8. Индексы 1; 2; 3 соответствуют трехфазной сети, к которой подключается устройство.

Четыре трехполюсных выключателя с индексами 4; 5; 6; 7 связывают замкнутый электрический контур из шести секций с трехфазной сетью 1; 2: 3, а пятый выключатель с индексом 8 соединяет с сетью каждую

2002350 из трех параллельно подключенных к контуру секций.

Устройство, изображенное на чертеже, а также аналогичные, данные о которых приведены в таблице, работает следующим образом.

С появлением потребности в реактивной мощности конденсаторов первым включается трехполюсный выключатель 4, который обеспечивает мощность батареи, равную 0,111 Он, При этом все однофазные конденсаторы батареи оказываются под пониженным напряжением по отношению к линейному напряжению трехфазной сети. В результате включения ключа 4 токи коммутации значительно уменьшены по сравнению с токами включения под номинальное линейное напряжение.

Вторым включается трехполюсный ключ 5. При этом девять однофазных конденсаторов переключаются с пониженного напряжения на номинальное, а 18 однофазных конденсаторов увеличивают свое напряжение до половины номинального.

Мощность всей батареи при включении ключей 4: 5 достигает 0,50 QH. Затем уже в любом порядке можно включить выключатели 6; 7; 8 и т.д. Мощность батареи при этом

Формула изобретения

ТРЕХФАЗНАЯ КОНДЕНСАТОРНАЯ БАТАРЕЯ, содержащая секции одинаковых блоков конденсаторов, соединенных в треугольник, и трехполюсные выключатели для их подключения к сетевым выводам, отличающаяся тем, что. с целью уменьшен ния потерь электроэнергии в конденсаторах и увеличения срока их службы и уменьшения токов коммутации и износа выключателей, из шести секций путем последовательйого соединения только двух возрастает, а напряжение н" однофазных конденсаторах, не входящих в замкнутый контур, увеличивается от половины до номинальной величины. Во всех случаях число

5 ступеней мощности батареи равно числу ключей управления. Отключение секции при уменьшении потребности в реактивной мощности происходит в обратном порядке.

10 Проведенные расчеты для графиков нагрузки современных промышленных предприятий показали, что по сравнению с прототипом данное устройство обеспечивает уменьшение потерь электроэнергии в

15 конденсаторах и электросети примерно в два раза, а срок службы силовых конденсаторов увеличивается в 1,5 раза. При этом значительно упрощается управление силовыми конденсаторами и уменьшается износ

20 коммутационной аппаратуры ввиду уменьшения токов коммутаций. (56) Авторское свидетельство СССР

N. 1241349, кл, Н 02 J 3/18, 1984.

25 Костенко M,В., Кучинский Г.С., Черновец А.B. О коммутации шунтовых конденсаторных батарей высокого напряжения, М.:Электричество, N 2, 1969. конденсаторов каждой из секции выполнен замкнутый электрический контур, а параллельно конденсаторам контура подключены дополнительные секции конденсаторов, число которых кратно трем, 35 причем замкнутые электрические контуры подключены к сетевым выводам через четыре трехполюсных выключателя, симметрично подключенных к каждой вершине секций конденсаторов, а каждая из трех параллельно подключенных к контуру секций соединена с сетью через пятый трехполюсный выключатель. гоог35о

Составитель Н; Горбатов

Редактор Т. Лошкарева Техред M.Mîðãåíòàë Корректор М. Кешеля

Тираж Подписное

НПО "Поиск" Роспатента

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

Заказ 3176

Ф

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород. ул,Гагарина, 101