Энергосистема

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ о 1661681 Союз Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 23.08,76 (21) 2400620/24-07с присоединением заявки Но -Н 02 Л 3/26 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(71) Заявитель Институт электродинамики ЛН Украинской ССР(54) ЭНЕРГОСИСТЕМА 2 Изобретение относится к областиэлектротехники и может быть,использовано для симчетрирования трехфазных напряжений, питающих симметричную нагрузку (например, синхронныеи асинхронные двигатели, многофазные выпрямители и т.д,), при наличии несимметричной нагрузки (например, электроплавильных печей, электросварки, тяговых подстанций однофазного тока и т.д.), пигающиесяот той же сети, что и симметричнаянагрузка.Известны устройства для симметрирования трехфазных напряжений приналичии однофазных нагрузок, подключенных к различным линейным напряжениям, содержащие три конденсаторных установки (11,121,Однако наличие межфазных трансформаторов в устройстве (21, активныеи реактивные сопротивления которыхсоизмеримы с сопротивлениями линиипередачи, затрудняет наладку устройствдля работы в параметрическом режиме,а также приводит к удорожанию устройств.Недостатком устройств являетсябольшая установленная мощностьсимметрирующих элементов и необходимость в управлении параметрами силовых симметрирующих элементов при изменении параметров несимметричной нагрузки.Наиболее близким к изобретению является устройство, которое служит для одновременного питания однофазных и трехфазных потребителей от трехфазной сети, и содержит три компенсирующих цепочки, содержащие последовательно включенные резисторы и конденсатор, включенные между фазами сетИ, и двухобмоточный дроссель, обмотки которого включены в фазы трехфазной сети 3. Недостатком известного устройства является егб сложность, наличие многообмоточного дросселя и дополнительных резисторов, а также необходимость в управлении параметрами силовых симметрирующих элементов и потери в резисторах компенсирующих цепей.Целью изобретения является упрощение устройства и его наладки, а также достижение эффекта полного параметрического симметрирования при аргументе сопротивления передачи линии меньше +60"вс= аь огде с 1 - е1 го 3Эта цель достигается тем, что вэнергосистеме, содержащей трехфазнуюсеть, трехфазную симметричную нагруз.ку, подключенную к трехфазной сетипосредством симметрирующего устройства, содержащего дроссели, одинвыход каждого из которых подсоеди 5нен к трехфаэной сети, а ко второмувыводу каждогоиэ которых подсоединен вывод конденсатора, и однофазные нагрузки, один вывод каждой иэоднофазных нагрузок подсоединен к 10точке соединения дросселя и конденсаторной батареи соседней фазы, следующей в порядке чередования фаз,при этом трехфазная нагрузка подсоединена между точками соединения 15однофазных нагрузок с конденсаторами.На чертеже представлена электрическая схема энергосистемы.Энергосистема содержит три емкостных элемента С - С , сопротивление 20которых одинаково и равногрбге о,три добавочных индуктивных сопротивления Ь, Ь и Ь и однофазные.нагрузки Ен , Еи Ен, сопротивления которйх могут изменяться от250 до со.Е- сопротивление линии; 3 ю 3токи однофаэных нагрузок; ПАВ,0 о, П- напряжения питающей сети.Обозначим ток однофазной нагрузки Еа через 1, ток нагрузки Ень .через 1и ток нагрузки Е Нс через 1Одновременно эти токи будут являться контурными токами соответственнодля контуров АА с 1 В В, ВВ Ь СССС сАА, 354 4Несимметрия напряжений в трехфаэной сети при наличии несимметричнойнагрузки возникает за счет неодинакового падения напряжений в линейныхпроводах сети. Но для обеспечения 40симметрирования выходных напряженийтрехфаэной сети необязательно выпол-.йение условйя - равенство паденийнапряжения на сопротивлениях праводов линии электропередачи. Выходные 45напряжения являются симметричными приподключении однофаэной нагрузки кдвум проводам сети, если падение напряжения в указанных двух проводахравны по величине и сдвинуты на угол60 ф, прй этом падение напряжения,следующее в порядке чередования, должно отставать по фазе. Это достигаетсявключением последовательно с проводомопережающей фазы конденсаторной бата- .реи,которая компенсирует реактивиость.линии. Предлагаемое изобретение позволяет компенсировать реактивность.линии при одной нагрузке и при двухи трех однофазных нагрузках и обеспечивает симметрию выходной системы 60трехфазных напряжений,Устройство работает следующимобразом. На выход А, В, С подаетсясимметричная трехфазная системанапряжений, Ток, протекающий через 65 однофазную нагрузку, вызывает падение напряжения на сопротивлениях двух проводов линии и на емкостном сопротивлении конденсаторной батареи, но так как сопротивление кон-, денсаторной батареи равног=бге где Е =Е еао - сопротивление одного провода линии электропередачи с учетом добавочных индуктивных сопротивлений, включенных в рассечки линейных проводов для получения аргумента сопротивления линии передачи равного +60, то реактивность двух проводов линии будет полностью скомпенсированах( =2 г Д г е т.е. реактивная составляющая сопротивления отсутствует. Это означает, что падения напряжений в проводах линии, вызванные наличием тока, протекающего через однофазную нагрузку, сдвинуты на угол 60 о и равны по величинеЭто справедливо для каждой из трех однофаэных нагрузок.Трехфазная система напряжений баЬ, ОЬ , Оса симметрична независимо от величины однофазных нагрузок ЕН 4Е Н 2 Г 2 НЗСогласно второму закону Кирхгофа уравнение для контура ЬВ ВАА Ьцоь (г Пг е-цо)+2 П Па+11(2 гп+Л ХпЕ-",",)Е и - сопротивление линии с учетом индуктивностей Ь, Ь, Ь, аналогичйо для контура с С СВВ в б - 1 (г + Гэе ")+ а с. го - гс = Л ге =0 -) г,661681 Составитель Л.ДементьеваТехред Н.Бабурка Корректор С.Патрушеве льдм Редакто Заказ 2 Подписноета СССРытийб., д.4/5 Тираж 856 ИИПИ Государственного по делам изобретений 5, Москва, Ж, Рауш5 ка 4 илиал ППППатент , г.ужгород, ул. Проект Разделив первое уравнение на вто. рое, получаемаЬис Аналогично доказывается, что 5 бомо.т.е. система напряжений с,.ЦаЪ 11 фск Оса симметрична независимо от токов Х,р10Изобретение выгодно отличается от прототипа отсутствием междуфазного трансформатора и наличием добавочных индуктивных сопротивлений для случая, если аргумент сопротивления передачи линии меньше +60. При отсутствии межфазного трансформатора снижается стоимость устройства, упрощается его наладка. Наличие добавочных индуктивностей позволяет получить эффект полного параметрического симметрирования при аргументе сопротивления линии передачи меньше +60Изобретение целесообразно использовать для симметрирования напряжений на выходе трехфазной системы, питающей несимметричную нагрузку, помимо симметричной (например, электросварку, электродуговые печи, тяговые подстанции однофаэного тока), что ЗО позволяет повысить качество электроэнергии для питания симметричных потребителей. формула изобретения 35 Энергосистема, содержащая трехфазную сеть, трехфазную симметричФЯ л ную нагрузку, подключенную к трехфазной сети посредством симметрирующего устройства, содержащего дроссели, один вывод каждогр из которых подсоединен к трехфазной сети, а ко второму выводу каждого иэ которых подсоединен первый вывод конденсатора, и однофазные нагрузки, о т л и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью упрощения симметрирующего устройства и осуществления полного параметрического симметрирования, один вывод каждой из однофаэных Нагрузок подсоединен ко второму выроду конденсатора соответствующей фазы, а второй вывод каждой из одно.- фаэных нагрузок подсоединен к точке соединения дросселя и конденсаторной батареи соседней фазы, следующей в порядке чередования фаз, при этом указанная трехфазная нагрузка подсоединена между точками соединения однофазных нагрузок с конденсаторами.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1. Научные труды Белорусского института инженеров железнодорожного транспорта, вып. 10 7, Гомель, 1971, Синев В.С. Симметрирование трехфазного напряжения при однофазных нагрузках. 2. Милях А.Н., Шидловский А.К. иКузнецов В.Г. Схемы симметрирФванияоднофазных нагрузок в трехфазяыхцепях. Киев Наукова Думка1973, с. 68-69. 3. Авторское свидетельство СССРР 464938, Н 02 У 3/26, 1973.