RU167845U1

RU167845U1 - Фильтрокомпенсирующее устройство

Info

Publication number: RU167845U1
Application number: RU2016130355U
Authority: RU
Inventors: Павел Анфимович Бутырин; Геннадий Григорьевич Гусев; Дмитрий Владимирович Михеев; Феликс Нигматзянович Шакирзянов
Priority date: 2016-07-25
Filing date: 2016-07-25
Publication date: 2017-01-10

Abstract

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в установках оптимизации показателей качества электрической энергии, в гребенчатых фильтрах высших гармоник напряжения питания электрической сети.Фильтрокомпенсирующее устройство, подключаемое к источнику напряжения 1, содержит два П-образных участка магнитопровода 2 и четыре одинаковых участка магнитопровода в виде прямоугольных стержней 3, выполненных из электротехнической стали, отделенных друг от друга одинаковыми по длине шестью немагнитными зазорами 4, четыре намотанные секции 5, 6, 7, 8, каждая из которых выполнена из двузаходных обмоток из одинаковых изолированных проводов в виде ферромагнитной фольги 9, 10 и двух пленок диэлектрика 11, 12. У каждой секции имеется по четыре вывода для соединения между собой и с источником напряжения: у первой секции 5 - выводы 13, 14, 15, 16, у второй секции 6 - выводы 17, 18, 19, 20, у третьей секции 7 - выводы 21, 22, 23, 24, у четвертой секции 8 - выводы 25, 26, 27, 28.Первая, вторая и третья секции 5, 6, 7 соединены между собой согласно последовательно. Источник напряжения 1 подключается к выводу 13 первой секции 5 и к выводу 24 третьей секции 7, вывод 14 первой секции 5 и вывод 23 третьей секции 7 разомкнуты. Источник напряжения 1 также подключается к выводам 25 и 28 четвертой секции 8, выводы 26 и 27 разомкнуты.Согласное последовательное включение изолированных проводов 9 и 10 в каждой секции обеспечивает суммирование намагничивающих сил, определяемых токами в них, что делает эффективным использование устройства на низких частотах в целях повышения качества электрической энергии. 2 ил.

Description

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в установках оптимизации показателей качества электрической энергии, в гребенчатых фильтрах высших гармоник напряжения питания электрической сети.

Известно фильтрокомпенсирующее устройство для трехфазной системы электроснабжения [RU С1 2046489, МПК H02J 3/18, H02J 3/01 опубл. 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.

Недостатками такого устройства являются его конструктивная сложность, нерациональное использование материалов и проводников, узкая сфера применения, а также меньший положительный эффект при больших массогабаритных показателях.

Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является фильтрокомпенсирующее устройство [RU U1 128033, МПК H02J 3/01 опубл. 10.05.2013]. Фильтрокомпенсирующее устройство содержит реактор, выполненный в виде магнитопровода из П-образных стержней, конденсатор, выполненный в виде последовательно-согласно намотанных на П-образных стержнях магнитопровода двузаходных обмоток из двух изолированных проводов в виде фольги и компенсируемую сеть, подключаемую к началу первого провода и концу второго, при этом конец первого и начало второго разомкнуты. Для компенсации высших гармоник в устройстве используется режим последовательного резонанса, резонансная частота которого определяется его емкостью и индуктивностью. На промышленной частоте компенсируемой сети реализуется повышение коэффициента мощности.

Недостатком прототипа является невозможность компенсации одновременно двух высших гармоник сети при решении задач повышения качества электрической энергии.

Технической задачей полезной модели является оптимизация показателей качества электрической энергии в электрических сетях.

Технический результат полезной модели состоит в повышении коэффициента мощности и снижении коэффициентов гармонических составляющих напряжения и суммарного коэффициента гармонических составляющих напряжения сети за счет компенсации реактивной мощности и двухчастотной фильтрации высших гармоник при одновременном повышении надежности и уменьшении массогабаритных показателей устройства и достигается тем, что в известном фильтрокомпенсирующем устройстве, содержащем реактор, выполненный в виде магнитопровода из прямых и П-образных стержней, конденсатор, выполненный в виде последовательно-согласно намотанных на стержни магнитопровода двухзаходных обмоток из фольги, согласно полезной модели, конденсатор выполнен в виде 4 отдельных секций, попарно размещенных на прямых стержнях магнитопровода, при этом первая, вторая и третья секции соединены согласно последовательно, выводы сети подключены к началу первого провода первой секции и к концу второго провода третьей секции, конец первого и начало второго проводов разомкнуты, начало первого провода четвертой секции и конец второго провода четвертой секции подключены к выводам сети, конец первого и начало второго проводов разомкнуты.

Сущность полезной модели поясняется чертежами на фиг. 1 и фиг. 2. На фиг. 1 представлена принципиальная схема фильтрокомпенсирующего устройства, на фиг. 2 - внешний вид одной из секций обмоток.

На фиг. 1 показано фильтрокомпенсирующее устройство, к которому подключается источник напряжения 1, состоящее из двух П-образных участков магнитопровода 2 и из четырех одинаковых участков магнитопровода 3, выполненных из электротехнической стали и отделенных друг от друга одинаковыми по длине шестью немагнитными зазорами 4.

На участки магнитопровода 3 намотаны четыре секции 5, 6, 7, 8, выполненные каждая из двузаходных обмоток из одинаковых изолированных проводов 9, 10 в виде ферромагнитной фольги и пленок диэлектрика 11, 12 (фиг. 2). У каждой секции есть выводы для соединения между собой и компенсируемой сетью: у секции 5 - выводы 13, 14, 15, 16; у секции 6 -выводы 17, 18, 19, 20; у секции 7 - выводы 21, 22, 23, 24; у секции 8 - выводы 25, 26, 27, 28.

Фильтрокомпенсирующее устройство работает следующим образом.

Секции 5, 6, 7 соединены согласно последовательно. Источник напряжения 1 подключен к выводу 13 секции 5 и к выводу 24 секции 7, выводы 14 и 23 разомкнуты. Источник напряжения 1 подключен к выводам 25 и 28 секции 8, выводы 26 и 27 разомкнуты.

Согласное включение проводов 9 и 10 через любые выводы секций обеспечивает суммирование намагничивающих сил, определяемых токами в них, что делает эффективным использование устройства на низких частотах.

В результате подключения источника напряжения к проводам 9 и 10 возникает электрическое поле, приводящее к возникновению токов смещения. Эти токи, как токи проводимости в проводах, являются намагничивающими магнитопровода, состоящего из двух участков 2 и четырех участков 3. Применение шести немагнитных зазоров 4 позволяет снизить нелинейность магнитопровода, а изменение их длины позволяет регулировать значение резонансной частоты фильтрокомпенсирующего устройства без изменения других параметров устройства.

Выполнение магнитопровода из двух участков 2 и четырех участков 3 во время работы устройства обеспечивает равномерное распределение намагничивающей силы по периметру магнитопровода. При этом уменьшается уровень потока рассеяния, так как магнитное поле вне фильтрокомпенсирующего устройства взаимно компенсируется.

Для подавления высших гармоник электрической сети используется режим последовательного резонанса фильтрокомпенсирующего устройства, причем при соединении согласно фиг. 1 реализуемо подавление сразу двух высших гармоник. Значения емкости конденсатора, индуктивности индуктивной катушки и длины немагнитного зазора определяют значение резонансной частоты. На промышленной частоте электрической сети реализуется повышение коэффициента мощности за счет компенсации реактивной мощности.

Claims

Фильтрокомпенсирующее устройство, содержащее реактор, выполненный в виде магнитопровода из прямых и П-образных стержней, конденсатор, выполненный в виде последовательно-согласно намотанных на стержни магнитопровода двухзаходных обмоток из фольги, отличающееся тем, что конденсатор выполнен в виде 4 отдельных секций, попарно размещенных на прямых стержнях магнитопровода, обмотки каждой секции изолированы друг от друга диэлектриком, при этом первая, вторая и третья секции соединены согласно последовательно, выводы сети подключены к началу первого провода первой секции и к концу второго провода третьей секции, конец первого и начало второго проводов разомкнуты, начало первого провода четвертой секции и конец второго провода четвертой секции подключены к выводам сети, конец первого и начало второго проводов разомкнуты.