RU218514U1

RU218514U1 - DEVICE FOR LIMITING THE CURRENT IN THE ZERO WORKING WIRE OF A THREE-PHASE FOUR-WIRE NETWORK

Info

Publication number: RU218514U1
Application number: RU2023107457U
Authority: RU
Inventors: Михаил Анатольевич Юндин; Александра Михайловна Исупова; Константин Михайлович Юндин
Filing date: 2023-03-27
Publication date: 2023-05-29

Abstract

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для снижения тока в нулевом рабочем проводе за счет ограничения токов нулевой последовательности основной частоты и третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных электрических сетях. Задача полезной модели - повышение эффективности ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной электрической сети. Сущность полезной модели - устройство для ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной сети, состоящее из трех обмоток, находящихся на замкнутом магнитопроводе, согласно-продольно включенных в фазные провода сети со стороны источника питания, и трехфазного трансформатора со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем», поперечно включенного между фазными и нулевым рабочим проводами сети, трехфазный трансформатор со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» поперечно включен в электрическую сеть со стороны нагрузки так, что между ним и тремя обмотками, находящимися на замкнутом магнитопроводе, образовываются полные сопротивления проводов электрической сети.

The utility model relates to electrical engineering and can be used to reduce the current in the neutral working wire by limiting the zero-sequence currents of the fundamental frequency and the third harmonic in three-phase four-wire electrical networks. The objective of the utility model is to improve the efficiency of current limitation in the zero working wire of a three-phase four-wire electrical network. The essence of the utility model is a device for limiting the current in the zero working wire of a three-phase four-wire network, consisting of three windings located on a closed magnetic circuit, according to the longitudinally included in the phase wires of the network from the side of the power source, and a three-phase transformer with a connection diagram of the windings "double zigzag with zero", transversely connected between the phase and zero working wires of the network, a three-phase transformer with a winding connection scheme "double zigzag with zero" is transversely connected to the electrical network from the load side so that impedances are formed between it and the three windings located on a closed magnetic circuit wires of the electrical network.

Description

Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для снижения тока в нулевом рабочем проводе за счет ограничения токов нулевой последовательности основной частоты и третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных электрических сетях.The utility model relates to electrical engineering and can be used to reduce the current in the zero working wire by limiting the zero-sequence currents of the fundamental frequency and the third harmonic in three-phase four-wire electrical networks.

Известно устройство для снижения тока в нулевом рабочем проводе четырехпроводной сети, содержащее индуктивный элемент с замкнутым кольцевым магнитопроводом, на который намотаны три обмотки с одинаковым числом витков, согласно-продольно включенные в фазные провода между источником питания и нагрузкой [Патент РФ №159155 "Устройство для снижения тока в нулевом проводе четырехпроводной сети", опубл. в БИ №4, 2016].A device is known for reducing the current in the zero working wire of a four-wire network, containing an inductive element with a closed annular magnetic circuit, on which three windings are wound with the same number of turns, according to the longitudinally included in the phase wires between the power source and the load [RF Patent No. 159155 "Device for current reduction in the neutral wire of a four-wire network", publ. in BI No. 4, 2016].

Недостатком устройства является увеличение несимметрии напряжения у потребителя с неоднородной нагрузкой в фазах сети и неполная компенсация третьей гармоники тока, что снижает эффективность ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной сети.The disadvantage of the device is the increase in voltage asymmetry at the consumer with a non-uniform load in the phases of the network and incomplete compensation of the third current harmonic, which reduces the efficiency of current limitation in the zero working wire of a three-phase four-wire network.

Известно также трехфазное симметрирующее устройство [Патент РФ №2314620 "Трехфазное симметрирующее устройство", опубл. в БИ №1, 2008 - прототип], выполненное в виде трехстержневого трансформатора, имеющего первичные обмотки, каждая из которых состоит из первой, второй и третьей обмоток, размещенных на разных стержнях магнитопровода, при этом вторые и третьи обмотки включены по схеме «зигзаг», а каждая из первых обмоток включена встречно-последовательно со второй и третьей обмотками смежных фаз, а нулевой вывод образован соединением свободных выводов третьих обмоток.It is also known three-phase balancing device [RF Patent No. 2314620 "Three-phase balancing device", publ. in BI No. 1, 2008 - prototype], made in the form of a three-rod transformer having primary windings, each of which consists of the first, second and third windings placed on different cores of the magnetic circuit, while the second and third windings are connected according to the "zigzag" scheme , and each of the first windings is connected in anti-series with the second and third windings of adjacent phases, and the zero terminal is formed by connecting the free terminals of the third windings.

Недостатком данного устройства является не полное симметрирование при несимметричном входном напряжении и слабое ограничение токов третьих гармоник из-за большого сопротивления токам нулевой последовательности.The disadvantage of this device is incomplete balancing at an unbalanced input voltage and weak limitation of the third harmonic currents due to the high resistance to zero-sequence currents.

Задача полезной модели - повышение эффективности ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной электрической сети.The objective of the utility model is to improve the efficiency of current limitation in the zero working wire of a three-phase four-wire electrical network.

Указанный технический результат достигается тем, что три обмотки, находящиеся на замкнутом магнитопроводе, согласно-продольно включены в фазные провода сети со стороны источника питания, а трехфазный трансформатор со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» поперечно включен между фазными и нулевым рабочим проводами сети со стороны нагрузки, при этом между трехфазным трансформатором и тремя обмотками, находящимися на замкнутом магнитопроводе, образовываются полные сопротивления проводов электрической сети.The specified technical result is achieved by the fact that three windings located on a closed magnetic circuit are connected longitudinally to the phase wires of the network from the side of the power source, and a three-phase transformer with a “double zigzag with zero” winding connection scheme is transversely connected between the phase and neutral working wires of the network from the load side, while between the three-phase transformer and three windings located on a closed magnetic circuit, impedances of the wires of the electrical network are formed.

Предлагаемая полезная модель поясняется чертежом: на фиг. 1 представлена схема подключения устройства к трехфазной четырехпроводной электрической сети.The proposed utility model is illustrated by the drawing: Fig. 1 shows a diagram of connecting the device to a three-phase four-wire electrical network.

Устройство для ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной сети состоит из трех обмоток 1, 2, 3, размещенных согласно на замкнутом магнитопроводе и включенных продольно между источником питания 4 и полными сопротивлениями проводов 5, 6, 7 и 8, трехфазный трансформатор со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» 9, поперечно включенный в электрическую сеть со стороны нагрузки 10.A device for limiting the current in the zero working wire of a three-phase four-wire network consists of three windings 1, 2, 3, placed according to a closed magnetic circuit and connected longitudinally between the power source 4 and the impedances of the wires 5, 6, 7 and 8, a three-phase transformer with a connection diagram windings "double zigzag with zero" 9, transversely connected to the electrical network from the load side 10.

Устройство для ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной сети работает следующим образом. A device for limiting the current in the zero working wire of a three-phase four-wire network operates as follows.

В трехфазной четырехпроводной сети с несимметричной и нелинейной нагрузкой на каждой гармонике появляются токи и напряжения нулевой последовательности. Трехфазный трансформатор со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем» будет иметь минимальное сопротивление токам нулевой последовательности при поперечном подключении к трехфазной четырехпроводной сети. Обмотки, размещенные согласно на замкнутом магнитопроводе и включенные продольно между источником питания и полными сопротивлениями сети, разделяющими места подключения к ней трехфазного трансформатора со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем», наоборот, имеют максимальное сопротивление токам нулевой последовательности. Следовательно, значительная часть тока нулевой последовательности основной гармоники и тока третьей гармоники будет замыкаться через обмотки трехфазного трансформатора со схемой соединения обмоток «двойной зигзаг с нулем». Часть напряжения нулевой последовательности источника питания будет падать на обмотках, которые размещены согласно на замкнутом магнитопроводе и включены продольно между источником питания и полными сопротивлениями сети. Для токов прямой и обратной последовательности устройство для ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной сети не будет увеличивать сопротивление.In a three-phase four-wire network with an asymmetric and non-linear load, zero-sequence currents and voltages appear on each harmonic. A three-phase transformer with a “double zigzag with zero” winding connection scheme will have a minimum resistance to zero-sequence currents when connected transversely to a three-phase four-wire network. Windings placed according to a closed magnetic circuit and connected longitudinally between the power source and the impedances of the network, separating the points of connection to it of a three-phase transformer with a “double zigzag with zero” winding connection scheme, on the contrary, have the maximum resistance to zero-sequence currents. Consequently, a significant part of the zero-sequence current of the fundamental harmonic and the third harmonic current will be closed through the windings of a three-phase transformer with a “double zigzag with zero” winding connection scheme. Part of the zero-sequence voltage of the power supply will drop on the windings, which are placed according to the closed magnetic circuit and are connected longitudinally between the power supply and the impedances of the network. For positive and negative sequence currents, a current limiting device in the neutral working wire of a three-phase four-wire network will not increase the resistance.

Таким образом, ограничивая токи нулевой последовательности основной гармоники и токи третьей гармоники, снижается нагрев нулевого рабочего провода трехфазной четырехпроводной сети.Thus, by limiting the currents of the zero sequence of the main harmonic and the currents of the third harmonic, the heating of the neutral working wire of a three-phase four-wire network is reduced.

Claims

A device for limiting the current in the neutral working wire of a three-phase four-wire network, consisting of three windings located on a closed magnetic circuit, according to the longitudinally included in the phase wires of the network from the power source, and a three-phase transformer with a “double zigzag with zero” winding connection scheme, transversely connected between the phase and zero working wires of the network, characterized in that a three-phase transformer with a “double zigzag with zero” winding connection scheme is transversely connected to the electrical network from the load side so that there are impedances between it and the three windings located on a closed magnetic circuit wires of the electrical network.