RU128033U1

RU128033U1 - FILTER-COMPENSATING DEVICE

Info

Publication number: RU128033U1
Application number: RU2012145928/07U
Authority: RU
Inventors: Павел Анфимович Бутырин; Геннадий Григорьевич Гусев; Виктор Валерьевич Кужман; Олег Владимирович Толчеев
Priority date: 2012-10-29
Filing date: 2012-10-29
Publication date: 2013-05-10

Abstract

Фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее реактор, конденсатор и компенсируемую сеть, отличающееся тем, что реактор выполнен в виде магнитопровода из П-образных стержней, конденсатор выполнен в виде последовательно-согласно намотанных на П-образных стержнях магнитопровода двузаходных обмоток из двух изолированных проводов в виде фольги, при этом компенсируемая сеть подключена к началу первого провода и концу второго, конец первого и начало второго разомкнуты.A filter-compensating device containing a reactor, a capacitor and a compensated network, characterized in that the reactor is made in the form of a magnetic circuit made of U-shaped rods, the capacitor is made in the form of two-way windings from two insulated wires in the form of foil that are sequentially wound on U-shaped magnetic cores, while the compensated network is connected to the beginning of the first wire and the end of the second, the end of the first and the beginning of the second are open.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в установках для улучшения качества электрической энергии, в гребенчатых фильтрах компенсации высших гармоник напряжения питания.The utility model relates to the field of electrical engineering and can be used in installations to improve the quality of electrical energy, in comb filters for the compensation of higher harmonics of the supply voltage.

Известно фильтрокомпенсирующее устройство для трехфазной системы электроснабжения [RU C1 №2046489, МПК H02J 3/18, H02J 3/01 опубликовано 20.10.1995]. Фильтрокомпенсирующее устройство снабжено трехстержневым трансформатором, три обмотки каждой фазы которого расположены на одном стержне, первые одноименные выводы первой и второй обмоток подключены к питающей сети системы электроснабжения, первые выводы третей обмотки соединены по схеме «звезда», вторые выводы первой обмотки соединены с конденсаторной батареей, вторые выводы второй обмотки соединены с реактором, вторые выводы третьей обмотки соединены с резистором.A filter-compensating device for a three-phase power supply system is known [RU C1 No. 2046489, IPC H02J 3/18, H02J 3/01 published on 10/20/1995]. The filter compensating device is equipped with a three-rod transformer, three windings of each phase of which are located on one rod, the first terminals of the same name of the first and second windings are connected to the power supply system of the power supply system, the first conclusions of the third winding are connected in a star pattern, the second terminals of the first winding are connected to a capacitor bank, the second conclusions of the second winding are connected to the reactor, the second conclusions of the third winding are connected to the resistor.

Недостатком такого устройства является его конструктивная сложность, большое количество соединений приводит к снижению надежности работы устройства, узкая сфера применения, а также низкий коэффициент мощности и большой коэффициент гармоник при больших массогабаритных показателях, и неэффективное использование материалов при изготовлении.The disadvantage of this device is its structural complexity, a large number of connections leads to a decrease in the reliability of the device, a narrow scope of application, as well as a low power factor and a large harmonic coefficient at high mass and dimensional parameters, and inefficient use of materials in the manufacture.

Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является фильтрокомпенсирующая конденсаторная установка [RU C1 №2317625, МПК H02J 3/18 опубликовано 20.02.2008]. Фильтрокомпенсирующая конденсаторная установка, содержащая конденсаторные секции, однофазные тороидальные реакторы и настроены в резонанс на частоты фильтруемых гармоник, которая подключена к компенсирующей сети через коммутационный аппарат. Реактор и конденсатор выполнены отдельными элементами.The closest in technical essence to the utility model is a filter-compensating capacitor unit [RU C1 No. 2317625, IPC H02J 3/18 published on 02.20.2008]. A filter-compensating capacitor installation containing capacitor sections, single-phase toroidal reactors and tuned in resonance to the frequencies of the filtered harmonics, which is connected to the compensating network through a switching device. The reactor and capacitor are made of separate elements.

Недостатком прототипа являются: сложность устройства, при большом количестве элементов и соединений большая вероятность выхода устройства из строя, а также низкий коэффициент мощности и большой коэффициент гармоник при больших массогабаритных показателях, и неэффективном использовании материалов при изготовлении.The disadvantage of the prototype are: the complexity of the device, with a large number of elements and connections, a high probability of failure of the device, as well as a low power factor and a large harmonic coefficient at high mass and size indicators, and inefficient use of materials in the manufacture.

Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение коэффициента мощности и уменьшение коэффициента гармоник.The technical task of the proposed utility model is to increase the power factor and reduce the harmonic coefficient.

Техническим результатом полезной модели является повышение надежности устройства, уменьшение количества элементов устройства, что ведет к уменьшению массогабаритов, который достигается тем, что в известном фильтрокомпенсирующем устройстве, содержащем реактор, конденсатор и компенсируемая сеть, реактор выполнен в виде магнитопровода из П-образных стержней, конденсатор выполнен, в виде последовательно-согласно соединенной на П-образных стержнях магнитопровода двузаходной обмотки, выполненной двумя изолированными проводами из фольги, при этом компенсируемая сеть, подключена к началу первого провода и концу второго, конец первого и начало второго разомкнуты.The technical result of the utility model is to increase the reliability of the device, reducing the number of elements of the device, which leads to a reduction in weight and dimensions, which is achieved by the fact that in the known filter-compensating device containing a reactor, a capacitor and a compensated network, the reactor is made in the form of a magnetic circuit from U-shaped rods, a capacitor made in the form of series-according to the double-side winding connected to the U-shaped rods of the magnetic circuit, made of two insulated foil wires , The compensated network, connected to the top end of the first wire and the second end of the first and second top open.

Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показано фильтрокомпенсирующее устройство.The essence of the utility model is illustrated by the drawing, which shows a filter compensating device.

Фильтрокомпенсирующее устройство содержит реактор, из двух изолированных проводов 1 и 2 в виде фольги. Двузаходная обмотка реактора выполнена намоткой изолированными проводами 1 и 2 на стержни из двух П-образных магнитопроводов 3, образуя конденсатор. Компенсируемая сеть 4 подключается к началу H1 изолированного провода 1 и к концу К2 изолированного провода 2. Начало Н2 изолированного провода 2 и конец К1 изолированного провода 1 - разомкнуты. Обмотки на стержнях соединены последовательно согласно: соединение 5 и 6 изолированного провода 1, и соединение 7 и 8 изолированного провода 2.The filter compensating device contains a reactor of two insulated wires 1 and 2 in the form of a foil. The two-way winding of the reactor is made by winding insulated wires 1 and 2 onto the rods of two U-shaped magnetic circuits 3, forming a capacitor. The compensated network 4 is connected to the beginning of H1 of insulated wire 1 and to the end K2 of insulated wire 2. The beginning of H2 of insulated wire 2 and the end K1 of insulated wire 1 are open. The windings on the rods are connected in series according to: connection 5 and 6 of the insulated wire 1, and connection 7 and 8 of the insulated wire 2.

Фильтрокомпенсирующее устройство работает следующим образом.Filter compensating device operates as follows.

При подключении компенсируемой сети 4, между изолированными проводами 1 и 2 возникает электрическое поле, приводящее к возникновению токов смещения. Эти токи, как токи проводимости в проводах, являются намагничивающими магнитопровода 3. Выполнение магнитопровода из двух П-образных стержней упрощает технологию изготовления устройства, наладку и проведение ремонтных работ реактора.When connecting the compensated network 4, an electric field arises between the insulated wires 1 and 2, leading to the occurrence of bias currents. These currents, like conduction currents in the wires, are magnetizing the magnetic circuit 3. The implementation of the magnetic circuit of two U-shaped rods simplifies the manufacturing technology of the device, commissioning and repair of the reactor.

Компенсируемая сеть 4 подключена к изолированным проводам 1 и 2, обеспечивая работу конденсатора. Протекание тока в конденсаторе, как тока смещения, приводит одновременно к протеканию намагничивающего тока реактора. В результате достигается оптимальная компоновка фильтрокомпенсирующего устройства в целом. Выполнение реактора на двух стержнях магнитопровода 3 обеспечивает близкое к равномерному распределению намагничивающей силы реактора по периметру магнитопровода 3. При этом уменьшается уровень потока рассеяния, так как магнитное поле вне реактора взаимно компенсируется. Последовательное согласное включение обмоток на стержнях магнитопровода 3 обеспечивает суммирование намагничивающих сил, определяемых токами в проводах 1 и 2.Compensated network 4 is connected to insulated wires 1 and 2, ensuring the operation of the capacitor. The flow of current in the capacitor, as a bias current, leads simultaneously to the flow of the magnetizing current of the reactor. The result is an optimal layout filtering device as a whole. The implementation of the reactor on two rods of the magnetic circuit 3 provides a close to uniform distribution of the magnetizing force of the reactor along the perimeter of the magnetic circuit 3. This reduces the level of scattering flux, since the magnetic field outside the reactor is mutually compensated. The sequential consonant inclusion of the windings on the rods of the magnetic circuit 3 provides a summation of the magnetizing forces determined by the currents in wires 1 and 2.

Для компенсации высших гармоник, в компенсируемой сети 4 используется режим резонанса фильтрокомпенсирующего устройства. Емкость конденсатора и индуктивность реактора определяет значение резонансной частоты. На основной частоте компенсируемой сети 4 реализуется повышение коэффициента мощности, так как на этой частоте фильтрокомпенсирующее устройство носит емкостной характер.To compensate for higher harmonics, the compensated network 4 uses the resonance mode of the filter-compensating device. The capacitance and inductance of the reactor determines the value of the resonant frequency. At the main frequency of the compensated network 4, an increase in the power factor is realized, since at this frequency the filter-compensating device is capacitive in nature.

В научной лаборатории НИУ МЭИ изготовлена физическая модель фильтрокомпенсирующего устройства. Полученные результаты, подтверждают реализуемость фильтрокомпенсирующего устройстваи достижение поставленной технической задачи.In the scientific laboratory of NRU MPEI, a physical model of a filter-compensating device is manufactured. The results obtained confirm the feasibility of the filter compensating device and the achievement of the technical task.

Использование полезной модели обеспечивает уменьшение стоимости фильтрокомпенсирующего устройства, а также улучшить технические показатели, обусловленные тем, что реактор и конденсатор выполняются как единое целое.Using the utility model provides a reduction in the cost of the filter-compensating device, as well as improving technical indicators due to the fact that the reactor and capacitor are performed as a single unit.

Claims

A filter-compensating device containing a reactor, a capacitor and a compensated network, characterized in that the reactor is made in the form of a magnetic circuit of U-shaped rods, the capacitor is made in the form of sequentially-wound double-wound windings of two insulated wires in the form of a foil wound on U-shaped rods of a magnetic circuit, while the compensated network is connected to the beginning of the first wire and the end of the second, the end of the first and the beginning of the second are open.