Устройство для симметрирования режима работы трехфазных сетей

Союз СоветскихСоциавктичесиикРеспублик СВИДЕТЕЛЬСТВУ К АВТОРСКО 61) Дополнительное к авт. свнд-ву -22) Заявлено 05.05.80 (21) 2920870/24(51)М. Кл.Н 02 1 372 присоединением заявкиОпубликова 02. ллетень,% 5,53) УДК 621,316. ,937 (088.8) Дата опубликования описания 07.02.82 р. 1(71) Заявител 54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ РЕЖИМА РАБОТЫ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для осуществления автоматического снмметрирования токов трехфазной системы прн подключении к ней несимметричной трехфазной нагрузки, параметры которой могут изменяться во времени,Известно устрояство для автоматического симметрирования трехфаэных сетей, содержащее исполнительный орган на управляемых реакторах, фазочувствительный орган с регулятором и фильтр токов обратной последовательности с регулятором 11. Известно также устроиство для автоматического регулирования симметрии н уровня напряжений трехфазной системы, содержащее два исполнительных органа параллельного и последовательного включения, измерительнорегулируюшие органы токов обратной последовательности и системы регулирования напря жения и операционные усилители 2.Недостатки указанных устройств состоят в сложности схем управления элементом симметризатора (исполнительного органа) и низком быстродействии, обусловленном поисковым методом перестройки параметров.Наиболее близким к предлагаемому является устройство для стабилизации симметриитоков монофазной системы, содержащее последовательно соединенные фильтр токов об.ратной последовательности, фазочувствитель.ные выпрямители на каждую фазу, подключенные по другим входам к фазорегулируюше.му устройству, линейные усилители, и испол.нительный орган 131.Однако этому устройству присущи недостаточные точность и быстродействие. Невысокое. быстродействие обусловлено наличиемоперации уравновешивания, которая осушест.вляется поиском требуемой фазовой ориентации координатных полуосей с помощью фазорегулирующего устройства, Это же приводитк возникновению динамической погрешности,зе Цель изобретения - повышение точностии быстродействия,Поставленная. цель достигается тем, чтоустройство для симметрирования режима работы,трехфазных сетей при несимметричной трех4102 где 0 1 а где а = е 1 дф оператор поворотана 120;параметры несимметричной части симметризатора. 35 ЬУАВ, ЬУЕс, Ь%А -45 3 90фазной нагрузке с изменяющимися во времени параметрами, содержащее подключенныйк сети фильтр .токов обратной последователь.ности, фазочувствительные выпрямители почислу фаз, один из которых подсоединен кфильтру обратной последовательности, и ли.нейныеусилители, выводы которых подсоединены к исполнительному органу, снабженодатчиком действующего значения напряжения,двумя фазовращательными блоками и тремяблоками измерения отношения напряжений,причем первые входы второго и третьегофазочувствительных выпрямителей подключенычерез фазовращательные блоки к фильтру токов обратной последовательности, а вторые .входы всех трех фазочувствительных выпрямителей соединены между, собой и подключе.ны к однон иэ фаз сети, причем к этой же фазеподсоединен вход датчика действующего значениянапряжени я, каждый из блоков измерения отношения напряжений подсоединен одним входомк выходу соответствующего фазочувствительноговыпрямителя, вторые входы блоков измеренияотношения напряжении обьединены между собойи подсоединены к выходу датчика действующего значения напряжения, а выходы блоков измерения отношения напряжений подсоединены к линейному усилителю.На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства,К трехфазному источнику 1 питания под.ключена трехфазная переменная нагрузка 2через фильтр 3 токов обратной последова.тельности, входящей в состав устройства длясимметрирования режима работы трехфазныхсетей, которое включает также датчик 4 действующего значения напряжения, фазовращв.тели 5 и 6 на +120 и -120 соответственно,фазочувствительные выпрямители 7, измерители 8 отношения двух напряжений, линейные усилители 9 и.исполнительный орган 10,состоящий из трех реактивных элементов,включенных в треугольник. Значения реактивных проводимостей регулируются взаимнонезависимо, а выполнены они таким образом,что могут принимать как индуктивный, такн емкостной характер.фильтр 3 токов обратной последователь.ности подключен к симметрируемой трехфазной сети, На датчик 4 действующего значения напряжения подано одно из линейныхили фазных напряжений, например фазы сим.метрируемой цепи. Выход фильтра 3 токовобратной последовательности подключен кпервым входам трех фаэочувствительных выпрямителей 7, причем к первому из них -непосредственно, ко второму - через фазовращатель 5 на 120 и к третьему - черезфаэовращатель 6 на - 120, Вторые входы фазочувствительных выпрямителей 7 объепнне.ны междусобой и подключены к фазе Л, а выходы нх связаны с первыми вхоцвмн со.ответствующих измерителей 8 отношения двух 5 напряжений, вторые входы которых подключены к выходу датчика 4 действующего значения напряжения. Выходы измерителей 8 через усилители 9 соединены с соответству.ющнми реактивными элементами исполнитель ного органа 10. Устройство работает следующим образом.Вначале получим соотношения, положенныев основу его работы.15 Условие компенсации токов обратной по.следовательности можно записать в видеосо Уг = 1 я (1) действующее значение фазногонапряжения сети;комплекс обратной последовательности линейных токов на.грузки;комплекс тока обратной последовательности исполнительногооргана (симметризатора);комплекс проводимости, связанный с параметрами симметризатора УаьУьс., УаА соотношением 1.У, = З (ЬУно + аЬУо., + аЬУ 1,), (2) Например,ЬУдц УАо, - Уогде Уо - проводимость симметричной частисимметризатора, равнаяУо- (УАЬ + Уьс + %А)13 Решение уравнения (1) с учетом условия(2) упрощается, если проводить его в симметричной форме, Выполнив операцию комплексного сопряжения в уравнении (1) и воспользовавшись условием (2), получим симметричную систему уравнений для величин ЬУ., Ь, ЫЦ: Ьь + аЬУоА + а ЬУАо, = - 1 р), 55О г1ЬУ + а ЬУ + аЬУА = - 11 1, (3)5 904102Решая систему уравнений (3), находимЬУМ = 3 1 йг)5ЬУ= 21 1 а 1 г 1; (4)ЗОЬу,г = - 1 1 а 1)2130 Устройство для симметрирования режимаработы трехфазиых сетей при несимметрич- О ной трехфаэной нагрузке с изменяющимисяво времени параметрами, содержащее подключенный к сети фильтр токов обратной после.довательности, фаэочувствительные выпрямители по числу фаз, один иэ которых подсоеди нен к фильтру обратной последовательности,и линейные усилители, выводы которых подсоединены к исполнительному органу, о тличаюшееся тем,что,сцелью повышения точности и быстродействия, оно Зп . снабжено датчиком действующего значения напряжения, двумя фазоврашательными блока ми и тремя блоками измерения отношения напряжений, причем первые входы второго и третьего фазочувствительных выпрямителей 3 подключены через фазоврашательные блокик фильтру токов обратнои последовательности, а вторые входы всех трех фазочувствительных выпрямителей соединены между собой и подключены к одной из фаз сети, причем к 4 ц этой же фазе подсоединен вход датчика действующего значения напряжения, каждый из блоков измерения отношения напряжений подсоединен одним входом к выходу соот.ветствующего фаэочувствительного выпрямите.4 ч ля, вторые входы блоков измерения отношения напряжений обьединены между собой и подсоединены к выходу датчика действующего значения напряжения, а выходы блоков изме.ремня отношения напряжений подсоединены к линейному усилителю.(5) 1 г аифРг 11 г 31 п(1 Рг - 120 ) 1 аЬ(рг + 120) Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР У 243055,кл, Н 01 1 3/26, 1969. 2, Авторское свидетельство СССР У 244495,кл. Н 02 1 3/26, 1969,3. Авторское свидетельство СССР Юе 243701кл. Н 02,1 3/26, 1969, Полученные соотношения (4) позволяют определить приращения ЬЬщь, ЬЬ и ЬЬад параметров реактивных элементов исполнительного органа по измеренным действующему значению фазного напряжения, значениямтока обратной последовательности и сдвигу фаз рг этого тока по отношению к опорному напряжению, в качестве которого выбираем, например, напряжение фазы А. Если записать 1 г = 1 ге"Р, то иэ соотношения (4) по- лучим Ь 1 гфй = - 1 гаОфг;230ЬЬа, = - 1 г аиъ(Рг - 120)1230ЬЬд,.= - 1 гип(рг + 120),30 Выражения (5) и положены в основу работы предлагаемого устройства,Составляющая тока обратной последовательности с выхода фильтра 3 поступает на первые входы трех фазочувствительных выпрямителей 7, причем на второй и третий фаэочувствительные выпрямители со сдвигом по фазе +120 и - 120, осуществляемым фаэовращателями 5 и 6 соответственно, На дру. гие входы фазочувствительных выпрямителей 7 подается одно из фазных или линеиных напряжений, в данном случае напряжения фазы А симметрируемой цепи, На выходе каждого иэ фазочувствительних выпрямителей 7 формируется напряжение, пропорциональное соответственно величинам Это напряжение поступает на первые,входы измерителей 8 отношения двух напряже. , ний, на другие входи которых подается напряжение, пропорциональное действующему значению фазиого напряжения. На выходах измерителей образуются напряжения, пропор.циональиые приращениям параметров ЬЬв, ЬЬед и ЬЬ 4 д, симметризаторов, Знак этих напряжений определяет характер приращения индуктивный или емкостной. Напряжения с выходов измерителей 8 усиливаются линейными усилителями 9 и подаются на исполни тельный орган 1 О, в котором производится соответствующее изменение параметров. реактивных элементов, Причем, как следует нз выражений (5), эти приращения однозначно связаны с током обратной последовательности и. фазным напряжением.Таким образом, обеспечивается повышение быстродействия, так как знак и величина приращения параметра каждого реактивного элемента исполнительного органа 10 точно известны, и повышение точности за счет уменьшения динамической погрешности,.1 Формула изобретенияКорректор С. Шекмар Редактор И, Михеева Подписное Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 148/42 Тираж бб 9ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретениь и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д, 4/5