Способ симметрирования трехфазной сети

-0 овани ых се 3 ени юл. У В,Н,Ч .21 виде 02 3 инков088,8)ельство СССР3/26, 1982.ьство СССР3/26, 1983.ОВАНИЯ ТРЕХФА сч жении. урные грузки, угольни х сигна видетел Н 02 Л 1 МЕТРИР улам,о симметтви ится к электрое отн быть использовано мерител составляющих тквадратурных смирователь 8 .ублок 9 управлеСущность сп оков, Форгналов и ставляющ ющи равл ия с соба мметризатором.состоит в следующем.Пусть нагрузкатели, соединенныеугольник, Обозначидимости всех нагруВ ЗВЕЗДУ ЧЕРЕЗ сА,ные проводимости вединенных в треугоН нвссА одержит потребизвезду и тре рные провоединенных мма ок, со н,н увсс ех наг арие точ- симметрузок АВник общем случаезвезду (с с), и элеменльник (сУсА), приора чистосе= -,)Ьв ик, атч ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(57) Изобретентехнике и може Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в симметрирующих устройствах или симметризаторах, предназначенных для автоматического симметрирования токов и напряжений в трехфазных сетях при подключении к ним трехфазных нагрузок, соединенных в звезду и треугольник, изменяющихся по характеру и величине.Цель изобретения - повышен ности симметрирования за счет рирования фазных напряжений.На чертеже изображена схема устройства, реализующего предлагаемы способ.устройство содержит симметрцзатор1, нагрузку 2, соединенную в звезду, нагрузку 3, соединенную в треугольн датчик 4 фазных напряжений, д ик 5 линейного напряжения, измеритель 6 синфазной и квадратурной, Я 01504724 для автоматического симм ри токов и напряжений в тре фаз тях. Цель изобретения - пов точности симметрирования за симметрирования Фазных напря Измеряют синфазные и квадрат составляющие Фазных токов на соединенной в звезду и в тре и формируют шесть управляющи лов согласно п 8 лученным Формдэпроводимости шестиэлементног ризатора изменяют в соответс управляющими сигналами. 1 ил Симметризатор имеетэлементы, соединенные в,с ,гпроводимостями 1, Ув,ты, соединенные в треугс,спроводимостями у, в, у всчем элементы симметриза(2) где 1 1, - комплексы, составляющихпрямой и обратной последовательностей токов1 в 1 сКак видно иэ соотношений (1) и (2), условие симметризации системы фаэных напряжений (Й(з = 0) и системы токов (12 = 0), приводит к следующим равенствам; 30 35(3) (4) 0; 7, - ЗУ = 0 Из условия (3) получаем 40 2 С 2 Н Поскольку проводимости симметриэаФтора чисто реактивные, то У, = -У(где + " знак комплексного сопряжения)Таким образом, получаем систему уравнений для определения провос с с,Димостей УА, У , Ус,Из этих уравнений находим 3 150472 уС , ссс -зЬс з УАВ - -.зЪАВ з Уцс = -дЬвс з= -ЗЬ,А.Комплексы фазных (или линейных) токов в нагрузке соединенной в звез1ДУ, обозначим 1 А, 1 в, 1 с, а комплексы линейных токов в нагрузке, соединенной в треугольник - 1 А, 1 , 1 с. Тогда комплексы общих токов йагрузки 1 А - 1 А+ 1 Аз 1 В - 1 В + 1 вз 1 с = 1 + 10 + 1 . Комплексы токов симметризаторас ссобозначим 1 А, 1 В, 1 с, а комплексы ,токов в линии сети (суммарных токов1нагрузки и симметризатора) - 1 А, 1 а, 1 с, причем 1 А + 1 В + 1 с = 31 О = О.15Полагая линеиные напряжения симметричными, так что система фаэных напряжений содержит только составляющие прямой Б и нулевой П последо" вательностей, получим следующие соот , ношения: 44Преобразуя соотношения (5) получим выражение для проводимостей симметрпзатора, соединенного в звезду:Пв1-- 1 В у + С,р - 2 А ( + ГЗ (С+ ГЗ (Вх хИгде 1 х = 1. соУ (з, 1= 1, эмап(з(, -соответственно синфазная и квадратурная составляющие фаэных токов1 относительно фазных напряженийБ 1( при Е = А, В, С,Аналогично с учетом равенства (4)находим проводимости симметризатора,соединенного в треугольник:с 211 с 1 в,в 3 73 з, 3 ,.Вх 1 (П(5) сзА зь, и + зо;У1,У Л;( + Усс = 1 н - 12 н + ос Выражение (6) и (7) для двух групп элементов симметризатора, соединенных в звезду и в треугольник, 5 1504 724описывают сущность способа и определяют операции, необходимые для формирования управляющих сигналов, воздействующих на элементы симметризатора при автоматическом симметрирова 5 нии в зависимости от несимметрии токов и напряжений в трехфазных сетях. В этих выражениях симметричные составляющие проводимостей симметризаторов для простоты опущены,Кроме приведенного, возможны три других варианта данного способа.Вариант 2, Создание искусственного нуля с помощью 3 маломощных элементов, соединенных в звезду, например 3 конденсаторов малой емкости.В этом случае выражение для ЬС принимает вид:1/73" (в5- (1 с сас сС", - 1 с сов с(с ) 1 и соАналогично Выглядят выражения дляс спроводимостей Ьс 4 и Ьд .Вариант 3. Симметрирование проводят в два этапа: на первом этапес с с вводят проводимости Ь,4, Ь, Ъс и устраняют перекос фазных напряжений, после этого на втором этапе, измеряют токи В линии 1 , 16 1 С В полу чившейся на первом этапе симметричной системе Фазных напряжений ГЗ Б 4 = 3 Б = ГЗ Бс- Фазовые сдвиги 1 , 1относительно линейныхнапряжений Пс,.П,- фазовые сдвиги токов1, 1 с относительнофазных напряжений1 р, осформуль( (7) упрощаются, на 0 5 20 25 30 35 40 45 50 Аналогично записываются выражес сния для Ьс 4 и Ь 4Вариант 4, Если несимметрия фазных .напряжений мала, т.е. УЯ, с( 1, то предыдущей Формулой можно гользоваться и при симметрировании в один этап.Все полученные варианты взаимосвязаны, но для конкретизации формулировки способа остановимся на первом из них, как наиболее общем.Датчик 4 фазных напряжений служит для измерения действующих значений фазных напряжений У 4, Б, Бс, датчик 5 - для измерений действующего значения линейного напряжения Ц 4, Датчики 4 и 5 могут быть построены на основе преобразователей среднеквадратических значений электронных вольтметров. Измеритель 6 предназнаФ чен для измерения синфазных 14,и квадратурных 1 д 11 с составляющих фазных токов 14, 1, 1 с нагрузки 2, соединенной в звезду, а измеритель 7 - для измере ния квадратурных составляющих 1 1 ц 1 с линейных тОкОВ 1 д 1 1ь Снагрузки 3, соединенной в треугольник. Измерители 6 и 7 могут быть выполнены, например, на основе Фазочувствительных. выпрямителей, Формирователь 8 управляющих сигналов служит для формирования шести управляющих сигналов согласно соотношениям (6) и (7). Он может быть выполнен на операционных блоках - делителях и сумматорах, аналоговых или цифровых, в зависимости от входных сигналов. Управляющие сигналы с выхода формирователя 8 подаются на блок 9 управления симметризатором, который автоматически коммутирует проводимости шестиэлементного симметризатора, чем обеспечивается симметрирование токов и напряжений трехфазной сети.Для компенсации реактивной, мощности и поддержания соз ц= 1 в устройство необходимо ввести измеритель реактивной мощности нагрузки и в формирователе 8 учитывать еще одну составляющую Я/П при Формировании, например, трех управляющих сигналов, воздействующих на элементы симметризатора, соединенные в звезду.Предлагаемый способ обеспечивает не только симметрирование системы фаэфазных токов, но и автоматическое30 симметрирование системы фазных напряжений в трехфазных сетях при любой нагрузке, параметры которой могут произвольно изменяться во времени, Следовательно, в трехфазных сетях с несимметричной нагрузкой, приводящей к перекосу системы фазных напряжений, отпадает необходимость в нулевом проводе, а перекос фаэных напря жений устраняется автоматическим симметризатором.Это принципиально важный результат, который обеспечивает два исключительно существенных преимущества. Во-первых, устранение нулевого провода позволяет получить значительный экономический. эффект за счет эконо, мии идущего на него материала, его , изготовления и установки. Во-вторых, 20 качество (или точность) симметриро вания трехфазных напряжений в пред лагаемом способе выше, чем при использовании нулевого провода. Это объясняется тем, что предлагаемый способ позволяет в принципе полностью устранить несимметрию фазных напряжений, в то время как применение нулевого провода лишь уменьшает перекос системы фазных напряжений, Уменьшение этого перекоса, как известно, достигается за счет увеличения проводимости нулевого провода, т.еувеличения его сечения и соответственно расхода материала.Если же в качестве нулевого провода используется заземление, устранение перекоса фазных напряжений полностью исключает токи и напряжения, наводимые в земле токами нулевой последовательности.Таким образом, применение изобретения в устройствах симметрирования трехфазных сетей позволяет повысить качество симметрирования и получить 45значительный экономический эффект. Формула изобретенияСпособ симметрирования трехфазнойсети с нагрузками, соединенными посхемам звезды и треугольника, заключающийся в измерении синфазных иквадратурных составляющих фазных токов, а также действующего значенияфазного напряжения и в формированиишести управляющих сигналов, воздейст-вующих на соответствующие проводимости шестиэлементного симметризатора,1три из которых соединены в звезду, а три других - в треугольник, при чем управляющие сигналы для элементов симметризатора, соединенных взвезду, формируют в соответствии свыражениями: Ь = - В + С, - 2 А,) Г 3 (С- В) с 1 Ь = - ГС + А, - 2 В + б (Ах Сх) с 1 Ь = - ГА, + с,р + 3 (Вх Ах Я1 ( ) ту с,Вх с 2 А Сх 1 ( и и ) 373 73 Б, ч ч .с 2 ГВх Ах 1 (.)да 3 ( 73 Чэ Гд действующие значения разных напряжений нагрузки, соединенной в звезду;действующее значение линейного напрягде У, 0 жения нагрузки,где Ах% А ВхУВ, С , С- вычисляемые проводимостии о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности симметрирования за счет симметрирования системы фазных напряжений, измеряют действующие значения двух других фазных напряжений, указанное измерение синфазных и квадратурных составляющих фазных токов производят раздельно для нагрузки, соединенной в звезду и треугольник, причем для нагрузки, соединенной в звезду, измеряют/ /синфазные 1, 1, 1 си квадрат.ур/ньиве 1, 1, 1 с, составляющие фазь сдных токов относительно одноименныхфазных напРЯжений П, Ув, Пс и ДлЯ нагрузки, соединеной в реугольник, измеряют квадратурные составляющие/( И (1 , 1 , 1 с линейных токов отноу, Ссительно линейного напряжения между двумя другими фазами и при формировании управлящих сигналов симметризатора указанные величины А , А В, В , Сх, С, вычисляют как А= а формирование управляющих сигналов элементов симметризатора, соединенных в треугольник, осушествляют в соответствии с выражениями1504724 Составитель И.МирошниковРедактор Л.Пчолинская Техред М.Моргентал Корректор Н.Борисов Тираж 608 з 5260/52 Подписи НТ СССР Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Я, Раушская наб., д, 4/ при еа ае юаеаеЬ Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 1