CZ16312U1 - Kompenzační transformátorová jednotka pro kompenzaci jedno- i vícefázového proudu - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci jedno- i vícefázového proudu.

Dosavadní stav techniky

V systémech střídavých sítí elektrických rozvodů dochází vlivem kapacitních nebo induktivních spotřebičů k posunu průběhu proudu proti napětí. Tento posuv se vyjadřuje účiníkem ve tvaru goniometrické funkce, cosip, jehož hodnota vyjadřuje přímo snížení činného výkonu vlivem uvedeného posuvu. V praxi je samozřejmě žádoucí, aby tento posuv byl co nejmenší, tedy aby φ = 0 ίο neboli aby cosip = 1.

Kompenzace takového posuvu se doposud provádí kompenzačními kondenzátory, a to buď centrálními nebo zapojenými u jednotlivých větších strojů.

Nevýhodou takového řešení je zejména jeho složitost, vyplývající z nutnosti regulace této kompenzace při změně zatížení. Nevýhodou jsou i nutné mechanické úpravy, jako jsou zavádění sběrných jímek na olej z kondenzátorů.

Podstata technického řešení

Uvedené nedostatky dosavadního stavu techniky do značné míry eliminuje kompenzační transformátorová jednotka pro kompenzaci jedno- i vícefázového proudu, kde podstata technického řešení spočívá v tom, že pro každou fázi kompenzovaného proudu je vytvořeno zapojení jednoho autotransformátoru a jednoho převodového transformátoru. U tohoto zapojení je mezi každou vstupní fázovou svorku a střední vodič svými koncovými svorkami zapojen autotransformátor dané fáze. Odbočka tohoto autotransformátoru je přes sekundární vinutí převodového transformátoru téže fáze napojena na svorku výstupního fázového napětí téže fáze. Primární vinutí každého převodového transformátoru dané fáze pak je zapojeno mezi vstupní fázovou svorku této fáze a střední vodič. Směr vinutí autotransformátoru se vůči směru vinutí převodového transformátoru u každé fáze zvolí pro vytvoření napětí, která jsou vzájemně v protifázi.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení bude dále podrobněji popsáno podle přiloženého výkresu, kde na obr. 1 je znázorněno základní zapojení kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci jednofázo30 vého proudu podle technického řešení a na obr. 2 je znázorněno zapojení kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci třífázového proudu podle technického řešení.

Příklady provedení technického řešení

Na obr. 1 je znázorněno základní zapojení kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci jednofázového proudu. Mezi vstupní fázovou svorku X a střední vodič N je svými konco35 vými svorkami zapojen autotransformátor Tl. Odbočka autotransformátoru Ti je přes sekundární vinutí převodového transformátoru T2 napojena na svorku X) výstupního fázového napětí. Primární vinutí převodového transformátoru T2 je zapojeno mezi vstupní fázovou svorku X a střední vodič N. Směr vinutí autotransformátoru Tl se vůči směru vinutí převodového transformátoru T2 zvolí pro vytvoření napětí, která jsou vzájemně v protifázi.

V činnosti se na odbočce autotransformátoru Tl odebírá snížené napětí, jehož průběh je v souladu s průběhem napětí v napájecí síti. K tomuto napětí se připočítává sekundární napětí převodového transformátoru T2, jehož průběh je oproti průběhu napětí v síti posunut o 180°. Vektor proudu autotransformátoru Tl je ve srovnání s vektorem proudu převodového transformátoru T2

- 1 CZ 16312 Ul stejné absolutní hodnoty, avšak opačného znaménka. Vektorovým součtem se při rovnosti těchto vektorů získává nulový posuv pro vstupní napájecí soustavu.

Toto zařízení se chová stejně, ať je zatěžováno spotřebiči charakteru induktivního nebo kapacitního. Velikost výkonových parametrů zapojení kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci jednofázového proudu závisí na předpokládaných kompenzačních výkonech. Výkony autotransformátoru TI i převodového transformátoru T2 jsou zpravidla maximálně 20 % předpokládaného výkonu napájecí sítě. Sekundární vinutí autotransformátoru TI i převodového transformátoru T2 však musí být dimenzovány na proud plného instalovaného výkonu.

Na obr. 2 je znázorněno zapojení kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci třífáío zového proudu. V každé fázi je zapojení obdobné zapojení kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci jednofázového proudu s tím, že autotransformátor TI i převodový transformátor T2 jsou vytvořeny jako třífázové. Směr vinutí autotransformátoru TI je vůči směru vinutí převodového transformátoru T2 u každé fáze zvolen pro vytvoření napětí, která jsou vzájemně v protifázi.

Mezi svorku X první fáze vstupního napětí a střední vodič N je přes nožovou pojistku PÍ svými koncovými svorkami zapojeno vinutí první fáze autotransformátoru TI. Odbočka vinutí první fáze autotransformátoru TI je přes sekundární vinutí první fáze převodového transformátoru T2 a nožovou pojistku P2 výstupní svornice napojena na svorku Xj první fáze výstupního napětí. Primární vinutí první fáze převodového transformátoru T2 je přes nožovou pojistku PÍ vstupní svornice zapojeno mezi svorku X první fáze vstupního napětí a střední vodič N.

Mezi svorku Y druhé fáze vstupního napětí a střední vodič N je přes nožovou pojistku PÍ svými koncovými svorkami zapojeno vinutí druhé fáze autotransformátoru TI. Odbočka vinutí druhé fáze autotransformátoru TI je přes sekundární vinutí druhé fáze převodového transformátoru T2 a nožovou pojistku P2 výstupní svornice napojena na svorku Y druhé fáze výstupního napětí.

Primární vinutí druhé fáze převodového transformátoru T2 je přes nožovou pojistku PÍ vstupní svornice zapojeno mezi svorku Y druhé fáze vstupního napětí a střední vodič N.

Mezi svorku Z třetí fáze vstupního napětí a střední vodič N je přes nožovou pojistku PÍ svými koncovými svorkami zapojeno vinutí třetí fáze autotransformátoru TI. Odbočka vinutí třetí fáze autotransformátoru TI je přes sekundární vinutí třetí fáze převodového transformátoru T2j a nožovou pojistku P2 výstupní svornice napojena na svorku 27 třetí fáze výstupního napětí. Primární vinutí třetí fáze převodového transformátoru T2 je přes nožovou pojistku PÍ vstupní svornice zapojeno mezi svorku Z třetí fáze vstupního napětí a střední vodič N.

Funkce kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci třífázového proudu je obdobná funkci kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci jednofázového proudu. Primární strany autotransformátoru TI i převodového transformátoru T2 jsou v zapojení do hvězdy. Sekundární vinutí převodového transformátoru T2 jsou připojena k fázovým odbočkám autotransformátoru TI. Tím se docílí toho, že k výstupnímu sníženému napětí autotransformátoru TI se připočítává sekundární napětí převodového transformátoru T2 posunuté o 180°, tak jak je tomu u kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci jednofázového proudu.

Velikost kompenzačního výkonu je dána úrovní napětí na odbočce autotransformátoru TI, čímž jsou určeny i výkony jak převodového transformátoru T2, tak i autotransformátoru TL

Celkové výkony převodového transformátoru T2 i autotransformátoru TI jsou dimenzovány na 15 až 20 % jmenovitého instalovaného výkonu provozních souborů, čímž se dosahuje účinnosti až 96 %. Sekundární vinutí ovšem musí být dimenzováno na proud plného instalovaného výkonu.

Zapojením kompenzační transformátorové jednotky pro kompenzaci třífázového proudu lze snadno, při malém omezení kompenzačních schopností, snížit výstupní napětí na jmenovitou hodnotu 380 V. Tím se docílí menších ztrát ve spotřebičích založených na magnetické indukci v železe, kde vyšší napětí zvyšuje jen ztráty v železe a tím snižuje účinnost zařízení.

-2CZ 16312 Ul

Mechanické provedení kompenzační transformátorové jednotky podle technického řešení je jednoduché. V jednom poli rozvaděče jsou převodový transformátor T2 i autotransformátor TI včetně dvou sad třífázových nožových pojistek PÍ a P2 vstupních a výstupních svornic. Pouze u hodnot nad 200 A jmenovitého proudu je třeba použít více polí rozvaděče. V takových případech se musí zařízení řešit podle technicky upřesněných parametrů celého komplexu.

Kompenzační transformátorové jednotky podle technického řešení dosahují velmi dobré účinnosti při minimálních pořizovacích i provozních nákladech, zejména vezme-li se v úvahu, že nepotřebují žádné regulační ani spínací prvky ani žádné kompenzační kondenzátory.

Průmyslová využitelnost ío Kompenzačními transformátorovými jednotkami pro kompenzaci jedno- i vícefázového proudu podle technického řešení lze nahrazovat ty systémy, kde se doposud pro zvýšení účiníku používaly kompenzační kondenzátory.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Kompenzační transformátorová jednotka pro kompenzaci jedno- i vícefázového proudu,

   15 vyznačující se tím, že je vytvořena zapojením jednoho autotransformátoru (TI) a jednoho převodového transformátoru (T2), kde mezi každou vstupní svorku (X, Y, Z) jedné fáze a střední vodič (N) je svými koncovými svorkami zapojeno vinutí autotransformátoru (TI) této fáze, jehož odbočka je přes sekundární vinutí téže fáze převodového transformátoru (T2) napojena na svorku (X', Y', Z') výstupního napětí téže fáze, přičemž primární vinutí každého převo20 dového transformátoru (T2) dané fáze je zapojeno mezi vstupní fázovou svorku (X, Y, Z) této fáze a střední vodič (N), a přičemž směr vinutí autotransformátoru (TI) je vůči směru vinutí převodového transformátoru (T2) u každé fáze zvolen pro vytvoření napětí, která jsou vzájemně v proti fázi.