RU158207U1 - Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники 4-проводной сети - Google Patents

Abstract

Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в 4-проводной сети, содержащий трехфазный однополупериодный выпрямитель с нулевой точкой, четыре трансформатора тока, один из которых включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод, а три других - в фазные провода сети, начала вторичных обмоток четырех трансформаторов тока образуют общую точку, отличающийся тем, что в него дополнительно введены фильтр с полосой пропускания 150 Гц, три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены согласно в фазах сети с вышеупомянутыми трансформаторами тока, а начала их вторичных обмоток подключены на вход трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой, выход которого через фильтр с полосой пропускания 150 Гц подключен к концу вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, включенного в нейтральном проводе сети, при этом концы вторичных обмоток шести трансформаторов тока, включенных в фазах сети, объединены так, что конец вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в опережающую фазу сети, соединен с концом вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в отстающую фазу сети.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для повышения качества и снижения потерь электрической энергии в трехфазной четырехпроводной сети.

Известно устройство защиты сети от воздействия токов третьей гармоники (патент RU 2353040, МПК H02J 3/01, H02J 3/26, Бюл. №11, 2009 г), состоящее из измерительного трансформатора и выпрямителя, в которое введены три трансреактора, первичные обмотки которых включены в рассечку линейных проводов сети, а начала их вторичных обмоток образуют общую точку с концом вторичной обмотки измерительного трансформатора, при этом измерительный трансформатор выполнен трансреактором, а выпрямитель - трехфазным.

Недостатками данного устройства являются неполное подавление тока третьей гармоники в нулевом проводе сети и вследствие этого - низкая энергоэффективность при передаче электроэнергии.

За прототип принят электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети (патент RU 2346370, МПК H02J 3/01, Бюл. №4, 2009 г), содержащий измерительный трансформатор тока, выпрямитель и преобразователь, в который введены три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в рассечку линейных проводов сети, а начала их вторичных обмоток образуют с концом вторичной обмотки измерительного трансформатора тока общую точку, концы вторичных обмоток трех трансформаторов тока через выпрямитель подключены к положительному выходному зажиму преобразователя, отрицательный выходной зажим которого соединен с началом вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в нейтральный провод сети, кроме того, выпрямитель выполнен трехфазным, и его катоды образуют общую точку с положительным выходным зажимом преобразователя, а каждый из анодов выпрямителя присоединен к концам вторичных обмоток трех трансформаторов тока.

Недостатками данного устройства являются частичное подавление тока третьей гармоники в нулевом проводе сети и низкая энергоэффективность при передаче электроэнергии.

Задачей предлагаемой полезной модели является повышение эффективности компенсации третьей гармоники в нулевом проводе сети.

Для достижения поставленной задачи в электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники 4-х проводной сети, содержащий трехфазный однополупериодный выпрямитель с нулевой точкой, четыре трансформатора тока, один из которых включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод, а три других - в фазные провода сети, начала вторичных обмоток четырех трансформаторов тока образуют общую точку, введены фильтр с полосой пропускания 150 Гц, три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены согласно в фазах сети с вышеупомянутыми трансформаторами тока, а начала их вторичных обмоток подключены на вход трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой. Выход трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой через фильтр с полосой пропускания 150 Гц подключен к концу вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, включенного в нейтральном проводе сети. Причем, концы вторичных обмоток шести трансформаторов тока, включенных в фазах сети, объединены так, что конец вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в опережающую фазу сети, соединен с концом вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в отстающую фазу сети.

Кроме того, вместо шести трансформаторов тока включенных в рассечку линейных проводов сети могут быть использованы три трансформатора тока с двумя вторичными обмотками, включенными на разность фаз.

На фиг. 1 представлена схема заявляемого электромагнитного компенсатора тока третьей гармоники 4-х проводной сети. На фиг. 2 представлена векторная разность фазных вторичных токов.

Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники 4-х проводной сети содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель с нулевой точкой 1, измерительного трансформатора тока 2, шести трансформаторов тока 3-8, фильтр 9 с полосой пропускания 150 Гц. Измерительный трансформатор тока 2 включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод N, а трансформаторы тока 3-8 подключены согласно в фазные провода сети L1, L2, L3, начала вторичных обмоток четырех трансформаторов тока 2-5 образуют общую точку. Начала вторичных обмоток трансформаторов тока 6-8 подключены на вход трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой 1. Выход трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой 1 через фильтр 9 с полосой пропускания 150 Гц подключен к концу вторичной обмотки измерительного трансформатора тока 2, включенного в нейтральном проводе сети N. Причем, концы вторичных обмоток шести трансформаторов тока 3-8, включенных в фазах сети L1, L2, L3, объединены так, что конец вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в опережающую фазу сети, соединен с концом вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в отстающую фазу сети.

Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники 4-х проводной сети работает следующим образом:

Однофазные нелинейные нагрузки вызывают протекание в фазах и нейтрали четырехпроводной сети несинусоидальных токов, среди которых доминирует третья гармоника. Под действием напряжений U_L1, U_L2 и U_L3 во вторичных обмотках трансформаторов тока 3-8 индуцируются вторичные токи. Диоды трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой 1 включаются попеременно по 1/3 периода промышленной частоты. Так как трансформаторы тока 3-5 и 6-8 включены на разность фаз, то через диоды трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой 1 будет проходить ток в √3 раз больше фазного вторичного тока (фиг. 2), ток будет проводить тот диод трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой 1, потенциал анода которого относительно общей точки трансформаторов тока 3-5 выше, чем у других диодов. Коммутация диодов происходит в моменты времени, соответствующие точкам пересечения синусоид линейных напряжений, поэтому кривая выпрямленного напряжения имеет вид огибающей синусоиды линейных напряжений, индуктируемых вторичными обмотками трансформаторов тока 3-8. Кривая выпрямленного тока повторяет кривую выпрямленного напряжения. Кратность пульсаций выпрямленного Тока, протекающего во вторичной обмотке измерительного трансформатора тока 2, по отношению к основной частоте первичной сети равна трем. Для компенсации постоянной составляющей и нежелательных гармоник выпрямленного тока введен фильтр 9 с полосой пропускания 150 Гц. В результате ток протекающий через измерительный трансформатор тока 2 будет содержать только токи частотой 150 Гц, а вторичные обмотки не будут дополнительно прогреваться.

Таким образом, уменьшается материалоемкость электромагнитного компенсатора, повышается надежность его работы и точность компенсации третьей гармонической составляющей тока, что улучшает качество электрической энергии, снижает потери активной мощности и потери напряжения во всех элементах сети от тока третьей гармонической составляющей

Claims (1)

1. Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в 4-проводной сети, содержащий трехфазный однополупериодный выпрямитель с нулевой точкой, четыре трансформатора тока, один из которых включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод, а три других - в фазные провода сети, начала вторичных обмоток четырех трансформаторов тока образуют общую точку, отличающийся тем, что в него дополнительно введены фильтр с полосой пропускания 150 Гц, три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены согласно в фазах сети с вышеупомянутыми трансформаторами тока, а начала их вторичных обмоток подключены на вход трехфазного однополупериодного выпрямителя с нулевой точкой, выход которого через фильтр с полосой пропускания 150 Гц подключен к концу вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, включенного в нейтральном проводе сети, при этом концы вторичных обмоток шести трансформаторов тока, включенных в фазах сети, объединены так, что конец вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в опережающую фазу сети, соединен с концом вторичной обмотки трансформатора тока, включенного в отстающую фазу сети.

   

Images