Устройство для симметрирования режиматрехфазной сети

Союз Советских Социапистических РеспубликОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ и 11 801186(51) М. Кл.з с присоединением заявки НВ Н 02 3 3/26 Государствеииый комитет СССР во делам изобретениИ и открытиИ(72) Авторы изобретения Винницкий политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИИМЕТРИРОВАНИЯ РЕЖИМА ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ Изобретение относится к электро-технике и может быть использовано для симметрирования режима трехфазной сети при подключении к ней Неограниченного числа однофазных нагрузок произвольного характера.Известно симметрирующее устройство, состоящее из двух однофазных автотрансформаторов и емкости 111.Это устройство имеет узкую область применения, так как может быть использовано для симметрирования только активной однофазной нагрузки, которая должна подключаться определен-ным образом относительно симметрирую щего устройства.Применение этого устройства для симметрирования нескольких однофазных нагрузок ведет к увеличению суммарной установленной мощности симметри рующих устройств, число которых должно соответствовать числу активных однофазных нагрузок, включенных на разные напряжения. Мощность каждого СУ, должна быть не ниже установленной мо щности однофаэных нагрузок, включенных на напряжение. Так как однофазная нагрузка носит, как правило,изменяющийся характер, то существенно усложняется схема управления всей ЗО системой симметрирования и снижается ее надежность.Известно устройство для симметрирования однофазных нагрузок произвольного характера, подключенных к трехфазной сети, содержащее однофаз-.ные трансформаторы, электромагнитный делитель напряжения и симметрирующий элемент 21.Оно предназначено для симметрирования двух однофаэных нагрузок, подключенных определенным образом к этому устройству. При этом, если первая нагрузка больше второй, то в качестве симметрирующего элемента должна быть индуктивность, а,если вторая нагрузка больше первой - емкость.Чтобы обеспечить симметрирование одно" фазных нагрузок, изменяющихся по модулю и Фазе с помощью этого устройства, симметрирующий элемент необходимо выполнять регулируемым, а в делителе напряжения и вторичных обмотках трансфсрматоров предусмотреть отпайки. Таким образом, имея ограниченную область применения (симметрирование только двух однофазных нагрузок при определенном их подключении),это устройство требует поочередного ис-пользования различных по характерурегулируемых симметрирующих элементов,а также наличие регулируемых двуходнофазных трансформаторои регулируемого электромагнитного делителянапряжения. Из-за наличия четырех регулируемых элементов схема управления таким симметрирующим устройством5весьма усложняется и будет иметь невысокую надежность,.Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является уст- рройство для передачи электроэнергии,содержащее симметрирующее устройство, выполненное на основе двух одноФазных трансформаторов, первичныеобмотки которых включены на линейныенапряжения разных Фаэ, а вторичныеобмотки соединены последовательно,,и симметрирующий элемент 31.Недостатком известного устройстваявляется узкая область его применения (только в сетях с изолированной 20нейтралью).Цель изобретения - расширение области его применения и использование его для трехфазной сети с однофазными нагрузками произвольного 25характера, уменьшение установленноймощности устройства относительномощности однофазных нагрузок и повышение надежности его работы,Указанная цель достигается тем, учто в устройстве для симметриронания режима трехфаэной сети, содержащем однофазные трансформаторы, первичные обмотки которых включены налинейные напряжения разных Фаз, авторичные обмотки соединены последовательно, и симметрирующий элемент,трансформаторы выполнены броневойконструкции с пазами с внутреннейстороны ярма и с подвижным сердечником с пазами, первичные обмотки указанных трансформаторов выполненыиз двух встречно-включенных полуобмоток, причем указанные полуобмоткиразмещены в пазах ярма, а вторичныеобмотки размещены в пазах подвижного 45сердечника и между их выводами включенсимметрирующий элемент, который в процессе симметрирования остается постоянным.На Фиг. 1 показана схема устройст Ова, на Фиг. 2 - векторная диаграммапульсирующих мощностей.Симметрирующее устройство состоитиэ двух однофазных трансформаторов1 и 2, первичные обмотки которых выполнены из двух полуобмоток 3 и 4,5 и 6, соответственно и размещены вдвух внутренних углублениях ярматрансформатора броневой конструкции,а вторичные обмотки 7 и 8 расположены на средних стержнях, соединены 60последовательно между собой и включены на симметрирующий элемент 9.Несимметричные нагрузки 10-12 подключены на линейные напряжения трех-.фазно. сети, Магнитные потоки в трансформаторах 1 и 2, создаваемые первичными обмотками, смещены по высоте сердечника друг относительно друга, противоположно направлены и замыкаются через средний стержень.При осевом перемещении вторичных обмоток 7 и 8 относительно своих первичных обмоток напряжение на вторичных обмотках будет плавно изменяться от О 2 А 8) до-О 2 Аб) и Ог(бб) до - Обв) соответственно за счет встречного включения намагничивающих сил полу- обмоток 3 и 4, 5 и 6. А так как первичные обмотки включены на напряжения, сдвинутые под углом 120 , то напряжения вторичных обмоток также образуют угол 120 О и 60 О в зависимости от того, одинаковые или разные знаки имеют напряжения на обмотках 7 и 8. Напряжение на симметрирующем элементе 9 представляет собой геометрическую сумму напряжений последовательно включенных обмоток 7 и 8.Изменяя напряжения вторичных обмоток 7 и 8 пс модулю, можно плавно изменять модуль и фазу напряжения на симметрирующем элементе 9 в пределах внутреннего угла, образованного векторами напряжений обмоток 7 и 8, а при изменении одним из слагаемых напряжений и знака, напряжение на симметрирующем элементе 9 можно плавно изменять по модулю и Фазе на 1800При плавном повороте вектора напряжения на симметрирующем элементе 9 на 180 вектор пульсирующей мощности симметрирующего устройства будет плавно поворачиваться на 360Таким образом, предлагаемое симметрирующее устройство позволяет изменять Фазу или модуль и фазу пульсио рующей мощности в диапазоне 360 Условием симметрирования трехфаэной сети с изолированной нейтралью является равенство нулю геометрической суммы пульсирующих мощностей однофазных нагрузок и пульсирующей мощности симметрирующего устройстваи1Н +Й=0,где й - йульсирующая мощность 1-ойоднофазной нагрузки,й - пульсирующая мощность симСУметрирующего устройства.Если однофазные нагрузки 6-8 носят соответственно активный, индуктивный и емкостной характеры, то результирующая пульсирующая мощность нагрузки определяется по выражении3НН = 1 = АВ+ "6 С + НАСгде (2 ч;-Ю 1)О 1= ОЕ Для активной йагрузки пульсирующая мощность(г зоо - оо) оада: яда е = нд е Для индуктивной нагрузки2 оМ: ц е(г 1 бо -юо) Н е Ядь = двДля емкостной нагрузки3 2 (-9 оф)+9 оо 1 -9 офНАЭ - Нве, = Ибве Результирующий вектор Мк пульсирующей мощности в зависимости от величины и характера однофаэных нагрузок может изменяться по модулю и фа зе в диапазоне 360 (Фиг. 2),Для компенсации результирующей мощности нагрузки йк предлагаемое симметрирующее устройство обеспечивает получение вектора пульсирующей 0 мощности М , который равен по модулю и противоположен по фазе вектору ИН.Предлагаемое устройствО позволяет симметрировать неограниченное число однофазных нагрузок произвольного характера, включенных на линейные напряжения трехфазной сети. Для сиьметрирования однофазных нагрузок используется только один нерегулируемый симметрирующий элемент. Регулирование плавное.Применение предлагаемого устройства на предприятиях с несимметричной нагрузкой позволит повысить качество электроэнергии и производительность механизмов, исключить потери элект рознергии в сетях, обусловленные несимметричной нагрузкой.Формула изобретенияУстройство для симметрирования режима трехфазной сети, содержащее од Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 199248, кл. Н 02 3 3/26, 1960. свидетельство СССР023/26, 1970.свидетельство СССР02 3 3/00, 1976,2. Авторское Р 269290, кл. Н3. Авторское Р 600660, кл. Н нофазные трансформаторы, первичнысобмотки которых включены на линейныснапряжения разных фаз, а вторичныеобмотки соединены последовательно,исимметрирующий элемент, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с цельюосуществления симметрирования трехфазной сети с однофазными нагрузками произвольного характера и повышения надежности работы, трансформаторы выполнены броневой конструкции спазами с внутренней стороны ярма ис подвижным сердечником с пазами,первичные обмотки укаэанных трансформаторов выполнены из двух встречновключенных полуобмоток, причем указанные полуобмотки размещены в пазахярма, а вторичные обмотки размещеныв пазах подвижного сердечника и меж-.ду их выводами включен симметрирующий элемент.8011 В 6 едак К 75 . Тираж 686 ПодписноВНИИПО Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4 Заказ 10451