Фильтро-компенсирующее устройство

,1 3(18 ОПИСА АВТОРСКО ЗОБРЕТ фсЬц(21) 3461023 24-0 (22) 25.06.82 (46) 23.10.83. Бюл (72) В. С, Ивано В. В. Тропин и А39 А. П. ЦаллагА. Яценко 71) Всесоюзный орден ого Знамени научн нститут Тяжпромэлект м. Ф. Б. Якубовского ротехнический институт 53) 621.316.761.2 (088.8 а Трудового Красо-исследовательский ропроекти Всесоюзный элеким. В. И. Ленина Высшие гармоникиения промпредпри 4.ьство СССР/ УДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ У СВИДЕТЕЛЬСТВ(54) (57) ФИЛЬТРО-КОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО, содержащее три соединенные звездой цепи из последовательно включенных конденсаторов и реактора, три дополнительных цепи из последовательно включенных конденсатора и реактора и три дополнительных конденсатора, при этом реакторы основных и дополнительных цепей и дополнительные конденсаторы подключены к соответствующим фазам питающей сети, отличающееся тем, что, с целью упрощения к каждой точке соединения конденсатора и реактора основной цепи подключены дополнительная цепь реактор-конденсатор и дополнительный конденсатор, которые другими концами подключены соответственно к двум фазам питающей сети, неодноименными фазе подключения реактора основной1050036 го Изобретение относится к электротехнике и в частности к устройствам повышения качества электрической энергии в системах электроснабжения промпредприятий, а именно к устройствам подавления высших гармоник тока и генерации реактивной мощности, необходимой для компенсации нагрузки индуктивного характера, в трехфазных трех- проводных электрических сетях.Известно фильтро-компенсирующее устройство, содержащее последовательные цепи из конденсаторов и реакторов, соединенные звездой 1.Характерной особенностью этого устройства является жесткая связь между числом единиц конденсаторного и реакторного оборудования с одной стороны и числом подавляемых гармоник тока нагрузки с другой, Действительно, для подавления двух высших гармоник и высокочастотных составляющих спектра тока нагрузки используются по33 =9 линейных реакторов и конденсаторов, а для подавления шести гармоник и высокочастотных составляющих спектра токанагрузки, соответственно.3721 единиц каждого вида оборудования.Наиболее близким по технической сущности К предлагаемому является фильтрокомпенсирующее устройство, содержащеетри цепи, последовательно из конденсаторов и реакторов соединенных звездой таким образом, что. к каждой шине трехфазной питающей сети подключен вывод реактора соответствующей цепи 2.Недостатками известных устройств являются избыточность числа единиц реакторного оборудования, значительные погрешности в настройке одной резонанснойчастоты одновременно у трех цепей, чтоснижает эффективность фильтрации гармоник, а также уменьшение надежностиработы оборудования в связи с большимчислом контактных соединений,Целью изобретения является упрощение.Поставленная цель достигается тем, чтов фильтро - компенсирующем устройстве,содержащем три соединенные звездой основные цепи из последовательно включенных конденсаторов и реактора, три дополнительных цепи из последовательно включенных конденсатора и реактора и три дополнительных конденсатора, при этом реакторы основных и дополнительных цепей и дополнительные конденсаторы подключены ксоответствующим фазам питающей сети, ккаждой точке соединения конденсатора основной цепи подключены дополнительнаяцепь реактор-конденсатор, дополнительныйконденсатор, которые другими концами подключены к двум фазам питающеи сети, неодноименными фазе, к которой подключенреактор данной основной цепи.На чертеже приведена принципиальнаяэлектрическая схема фильтро-компенсирующего устройства. 20 25 ЗО зз 4 о 45 50 55 2Фильтро-компенсирующее устройство содержит основные последовательные цепи 1,2 и 3, включенные звездой, содержащие линейные реакторы 4-6 и конденсаторы 7-9, соответственно; три дополнительные цепи, состоящие из линейных реакторов 10-12 и конденсаторов 13-15 соответственно и три дополнительных конденсатора 16-18. Дополнительные цепи 10,13; 11,14; 12,15 и дополнительные конденсаторы 16-18 включены между общими точками реакторов 4-6 и конденсаторов 7-9, соответственно, основных цепей 1-3 и тремя шинами питающей сети А,В,С,при этом к общей точке конденсаторов 7-9 и линейных реакторов 4-6, соответственно каждой основной цепи, 1-3, соответственно, присоединены один дополнительный конденсатор и одна дополнительная цепь.В рассечку общей точки 19 соединения основных цепей 1-3 в необходимых случаях могут быть подключены резисторы 20-22, включенные по схеме треугольника (звезды).Устройство работает следующим образом.Каждая основная цепь, например 1, и подключенные к ее средней точке дополнительные конденсатор 16 и цепь 10, 13 выполняют три основные функции:- подавление двух высших гармоник тока в трехфазной сети, т.е. создание нулевых сопротивлений между тремя фазами сети на заранее выбранных двух частотах;- подавление высокочастотных составляющих сплошного спектра тока нагрузки, т,.е создание практически нулевых сопротивлений между фазами сети и широкой полосе частот за счет емкостей конденсаторов 7,16;8, 7; 9, 18 соответственно;- генерация несимметричной реактивной мощности, в основном, за счет емкостей конденсаторов 13, 16; 14, 17; 15, 18 соответственно (поскольку емкость конденсаторов 7-9 может выбираться сравнительно малой, необходимой только для фильтраций высших составляющих спектра тока). Следует отметить, что хотя в отдельности каждая основная цепь 1-3 и подключенные к ней дополнительные цепи 10,13 и 15 и конденсаторы 16-18 генерируют несимметричную реактивную мощность, в целом устрбйством генерируется симметричная реактивная мощность, поскольку между каждыми двумя фазами питающейсети А,В,С включены параллельно два конденсатора равной мощности, а конденсаторы 7-9 генерируют симметричную раективную мощность ввиду симметричного подключения к шинам. При этом, влияние реакторов 4,10; 5,11;6,12 на генерацию реактивной мощности, т.е. на генерацию реактивного тока на основной частоте сети, можно практически пренебречь,1050036 Составитель К. Хоециан Редактор А. Шандор Техред И. Верес Корректор М. Шароши Заказ 844 И 2 Тираж 61 Подписное ВНИИПИГосударственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж - 35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4как ввиду их малого сопротивления на основ ной частоте сети, так и ввиду определенной степени симметрии относительно фаз питающей сети по величине потребляемого реактивного тока. Действительно, если реакторы 4-6, подключенные к разным фазам сети, будут определять резонанс напряжений на частотах 2-ой, З-ей, 4-ой гармоник, соответственно, а реакторы 10, 11 и 12 - соответственно на 11-ой, 7 - ой. и 5-ой, то по потребляемому реактивному. току все три 10 звена будут практически в равных условиях,Преобразуем четырехлучевую звезду, включенную между шинами А,В,С сети и гочкой 19 устройства (т,е. одно из звеньев устройства) в эквивалентный шестиуголь ник. Получим следующие величины комплексных сопротивлений, где С 1,.,СЗ,С 9 - , величины емкостей конденсаторов 13,7 и 16, соответственно; 1.1,1 ъ - величины индуктивной реакторов 10,4, соответственно;Ы - круговая частота (314 рад/с) 10-3 Ю С 3(1- К 1.,С 1)Как видно, из этих величин, сопротивления обращаются в нуль на двух фиксированных частотах, определяемых вещественными корнями уравнений четвертой степени, составляющих числители функций сопротивлений. Это указывают на описанные функции звеньев устройства,Следует также отметить, что при величинах емкостей конденсаторов 7-9 равных нулю (разрыв) можно получить трехфазное фильтро-компенсирующее устройство, подавляющее шесть фиксированных высших гармоник тока сети и генерирующее симметричную реактивную мощность. Если же при этом дополнительно взять нулевые значения индуктивностей реакторов 10-12 (закоротка), то можно получить фильтрокомпенсирующее устройство, подавляющее три фиксированных гармоник тока сети, высокочастотные составляющие сплошного спектра тока нагрузки и генерирующее симметричную реактивную мощность,Данные обстоятельства указывают на широкие функциональные возможности устройства.Использование устройства позволит сократить число единиц реакторного оборудования фильтро-компенсирующего устройства, повысить его эффективность по подавлению высших гармонИк тока в сети, повысить надежность, снизить капитальные и эксплуатационные затраты.