Устройство для симметрирования

п 11 5424 Союз Советских СоциалистическиХ Республик(22) Заявлено 03.01,75 (21) 2091757/07с присоединением заявки51) М. Кл.- Н 023 3/2 Государственный комитет Совета Министров СССР по делам изобретенийи открытий 23) ПриоритетОпубликовано 30.12, Бюлл484.77 21,316,937088.8) ень та опубликования описант 15.0 72) Авторы изобрете. С. Афанасенко, А. Н, Висящев, В, В. Нейман и С. А. Шийк Иркутский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ Р МНОГОфАЗНОЙ СЕТИ ПЕРЕМЕННОГО С ПОДКЛ 1 ОЧЕННОЙ НАГРУЗКОМА РАБОТЬКА Изооретение относится к электроэнергетике и может использоваться в электрических сетях, питающих несимметричные тяговые нагрузки электрифицированного железнодорожного транспорта, и в схемах энергоснабжения 5 промышленных предприятий. Известны устройства для симметрирования режима работы многофазной сети переменного тока с подключенной нагрузкой 1, 2, 31, 10Из известных симметрирующих устройств наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для стабилизации симметрии токов многофазной сети 1. В этом устройстве исполнительный ор ган является источником токов обратной последовательности, компенсирующим токи обратной последовательности несимметричной нагрузки, что создает стабилизированную симметричную систему. Схема управления 20 устройства снабжена фазочувствительным выпрямителем на каждую фазу, один из входов которого соединен с фильтром токов обратной последовательности (датчиком несимметрии), а другой через фазорегулирующий элемент, 25 выполненный на фазопреобразующих трансформаторах, подключен к сети, выход же через линейный усилитель подключен к соответствующему элементу исполнительного органа. 30 Поскольку в устроистве прототипа в качестве датчика несимметрип используется один фильтр тока обратной последовательности, включенный на сумму токов источника не- симметрии и спмметрпрующего элемента, а в качестве параметра несимметрии используется сумма токов обратной последовательности (один из токов генерируется источником не- симметрии, несимметричной нагрузкой, другой - спмметрирующими элементами), устройство не позволяет проводить регулирование симметрии режима непосредственно по непрерывно изменяющимся модулю и аргументу тока обратной последовательности, поступающего из сети на симметричную нагрузку, которая подключена в точке электрической сети, удаленной от различных источников несимметрии. Устройство регулятора симметрии прототипа, выполненное на и фазочувствительных выпрямителях, предусматривает расположение исходного сигнала (тока обратной последовательности) на составляющие в и-полуосной системе координат (где и - число фаз электрической сети). При этом анализ величины модуля и аргумента тока обратной последовательности совмещен в одном блоке и фазочувствительных выпрямителей. Проведение раздельного анализа и осуществление раздельного регулирования режима в зависимости соответственно от моду10 1 г 20 1 30 35 40 з 50 00 65 ля и От аргумента ООратной последоВательностп с помощью указанного устройства нспредставляется возможным,Цель изобретения - автоматическое симметрироВание режима В Отделных точкахэлектрической сети, удаленных от различныхисточников несимметрии, и осуществлениераздельного регулирования режима в зависимости соответственно от модуля и аргументатока обратной последовательности.Это достигается тем, что в отличие от известного устройства, где датчиком несимметрии является один фильтр тока обратной последовательности, подклю ценный к фидеру,питающему источник несимметрии и симметрирующее устройство, а параметром несимметрии сумма токов обратнои последовательности, один нз которых генерируется источником несимметрии, а другой симметрирующими элементами, в предлагаемом устройстве вкачестве параметра несимметрии принят токобратной последовательности, поступающийна симметричную нагрузку из питающей сети,последовательно с исполнительным органомвключен дополнительный фильтр токов обратной последовательности, причем дополнительный фильтр соединен через фазочувствительный блок и усилители с фазорегулирующим блоком.Для осуществления раздельного регулирования режима в трехфазной сети в зависимости от модуля и аргумента тока обратной последовательности каждый фазочувствительный элемент фазочувствительного блока выполнен в виде полупроводникового моста,вход которого соединен с двумя последовательно включенными вторичными обмоткамитрансформаторов, один из которых подключенна линеиное напряжение трехфазной сети, ивторой через усилитель соединен с выходамифильтров, причем вторичные обмотки трансформаторов шунтированы встречно-параллельными диодами.Последовательно с регулируемыми элементами исполнительного органа, например конденсаторными батареями, включены встречно-параллельные тиристоры, управляющиеэлектроды которых через усилители соединены с фазочувствительным блоком. При этомдатчик дополнен специальным усилителем ифазочувствительным анализатором.На фиг. 1 показана блок-схема предлагаемого устройства для симметрирования режима работы сети; на фиг. 2 - схема коммутациисимметрирующих элементов исполнительногооргана; на фиг. 3 - схема фазочувствительного блока; на фиг. 4 - векторная диаграмма работы фазочувствительного блока.Устройство содержит фильтр тока 1 обратной последовательности, подключенный последовательно с исполнительным органомконденсаторной батареей); фильтр тока 2обратной последовательности, подключенныйк фидеру, питающему нагрузку и симметрирчющее устройство; 1 силитель 3; фазочувствитсльпый блок 4; фазорсгулпрующпй блок 5; исполнительный орган 6; блок тирпсторных переключателей 7; регулируемые симметрирующпс элементы (конденсаторная батарея 8).Устройство для симметрирования режима работы многофазной сети переменного тока работает следующим образом.При появлении несимметрии фильтр 1 реагирует на ток обратной последовательности, генерируемый симметрирующей конденсаторной батареей 8, а фильтр 2 реагирует на сумму токов, один из которых поступает на симметричную нагрузку пз сети с несимметричным режимом; а другой генерируется симметрирующей конденсаторной батареей 8. На вход фазочувствительного блока 4 через усилитель 3 подается геометрическая разность сигналов с выходов фильтров 1 и 2, пропорциональная току обратной последовательности, поступающему на симметричную нагрузку из питающей сети, режим которой несимметричен. Для исключения ложной работы устройства при малых значениях несимметрии в сети сигнал с выхода усилителя 3 блокируется. В зависимости от величины модуля тока обратной последовательности с выхода усилителя 3 управляющий импульс для включения одной или нескольких групп симметрирующей конденсаторной батареи 8 подается также на тиристорные переключатели 7, Фазочувствительный блок 4 определяет на фазовой плоскости, которая в предлагаемом устройстве задана векторами фазных напряжений фидераЛО, ВО, УСО, - УЛО, - УВО, - СО,местоположение вектора ЭДС, пропорциональнойй току обратной последовательности. В зависимости от того, к какой из шести зон принадлежит аргумент тока обратной последовательности, поступающего на симметричную нагрузку пз сети, блок 5 формирует управляющие сигналы, которые также поступают на исполнительный орган 6. В зонах (фиг. 4) указаны индексы междуфазных напряжений, на которые необходимо подключать конденсаторные батареи в случае, если аргумент тока обратной последовательности изменяется по величине, ограниченной пределами данной зоны. Исполнительный орган 6, в свою очередь, включает одну или несколько групп тиристорных переключателей 7 и осуществляет переключение симметрирующей конденсаторной батареи 8. При этом коммутация емкостей, подключенных на междуфазные на- ПряжЕНИЯ Ьпб, СЬс Сса ПроИЗВодИТСя ТаКИМ образом, чтобы получить компенсирующий ток обратной последовательности по модулю, равный току обратной последовательности, поступающему на симметричную нагрузку из сети, а по аргументу отличающемуся на 180.Применение в качестве датчика несимметрии двух фильтров токов обратной последовательности, Один из которых реагирует на токобратной последовательности, генерируемый симметрирующимп элементами, а другой на сумму двух токов: первого, поступающего на симметричную нагрузку из сети с несимметричным режимом, и второго, генерируемого симметрирующими элементами, а также специального фазочувствительного анализатора, определяющего местоположение аргумента тока обратной последовательности на фазовой плоскости, заданной векторами напряжений электрической сети Уо, У,о, У.о, позволяет использовать предлагае ое .стпойство для симметрирования режима на симметричной нагрузке, которая подключена в отдельной точке электрической сети,даленной от различных источников несимметрии, и осуществлять раздельное регулирование режима в зависимости соответственно от мод ля и от аргумента тока обратной последовательности. Регулирование непосредственно по току обратной последовательности, пост пающему цз сети на симметричн ю нагрузку, позволяет осуществлять переключение сптетрир ющих элементов устройства во всех случаях в прямом соответствии с мгновенными значениями модуля и аргумента регулируемого параметра, позволяет упростить схему управления регулятооа симметрии, повысить этим его надежность. Предлагаемое устройство позволяет автоматизировать процесс переключения симметрирующей конденсаторной батар. и и тем самым улучшить степень компенсации токов обратной последовательности, протекающих по симметричным электрическим нагрузкам, подключенным к электрической сети с источниками несимметрии, имеющими разно- переменный характер (например. электрифицированные железные дороги). Применение предлагаемого устройства предотвращает выход из строя двигателей от действия токов обратной последовательности, позволяет исключить случаи отключения симметричных электрических нагрузок, например, асинхронных и синхронных двигателей при значительной несимметрии режима питающей сети, поддерживать качество электроэнергии у потребителей в пределах допускаемых. Формула изображения1. Устройство для сцмметрцрования режима работы мцогофазцой сети переменного тока с подключецной нагрузкой, содержащее фильтр токов обратной пс следовательцостц.подключенный к питающей сети, выход которого соединен через фазочувствптельный блок и усилители с фазорегулцрующпм блоком и исполнительным органом, включающим в себя регулируемые элементы, например конденсаторную батарею, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью осуществления регулирования режима сети в зависимости от нескольких параметров, последовательно с исполнительным органом включен дополнительный фильтр токов обратной последовательности, соединенньш через фазочувствительный блок и усилители с фазорегулирующпм блоком.2. Устройство по и. 1, отличающеесятем, что, с целью осуществления раздельного регулирования режима в трехфазной сети в зависимости от модуля п аргумента тока обратной последовательности, каждьш фазочувствительный элемент фазочувствцтельного блока выполнен в виде полупроводникового моста, вход которого соединен с двумя последовательно включенными вторичными обмотками трансформаторов, один цз которых подключен на линейное напряжение трехфазцой сети, а второй через усилитель соединен с выходамп фильтров, причем указанные вторичные оомоткп трансформаторов шунтировацы встречно-параллельными диодами.3. Устройство по п, 1, о т л ц ч а ю щ е е с я ЗБ тем, что последовательно с регулируемымиэлементами исполнительного органа, например конденсаторными батареямп, включены встречно-параллельные тирцсторы, управляющие электроды которых через усилители сое динены с фазочувствительным блоком.Источники информации, принятые во внимание при экспертцзе:1. Лвт. св. СССР Хо 243701, кл. Н 025 3/26, 1969.45 2. Лвт. св. СССР Ко 320885, кл. Н 02 Л 3/26,1970.3. Лвт. св. СССР Хо 376854, кл. Н 02,1 3/26,1971.испо пография, пр. Сапунова, 2 Заказ 25/5 Изд Ьо 2ЦНИИПИ Государственнпо делам3035, Москва,2 Тираж 899ого комитета Совета Мннистзобретений и открытийЖ, Раушская наб., д. 4/5