RU2314620C2

RU2314620C2 - Three-phased balancing device

Info

Publication number: RU2314620C2
Application number: RU2003119569/09A
Authority: RU
Inventors: Валерий Дмитриевич Василенко (MD); Валерий Дмитриевич Василенко; Владимир Викторович Евдокимов (RU); Владимир Викторович Евдокимов
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью (ООО) "Интер Электро-XXI век"
Priority date: 2003-07-02
Filing date: 2003-07-02
Publication date: 2008-01-10
Also published as: RU2003119569A

Abstract

FIELD: electric engineering, possible use in power circuits of various equipment.

SUBSTANCE: three-phased balancing device contains input and output clamps of powering networks. To output clamps, three-phased transformer is connected, primary windings of which are oppositely coupled in a zigzag. In accordance to the invention, between input and output clamps of powering network, first three-phased automatic switch is coupled, having an independent release. Serially with primary windings of three-phased transformer, second three-phased automatic switch is coupled. As zero contact for connection of phase loads, zero contact of primary windings of three-phased transformer, coupled oppositely in a zigzag, is used. Control block is connected serially to independent release, coupled between output clamp of one of the phases and zero contact of powering network, and ensures supply of voltage to independent release and activation of first automatic switch on disabling of second automatic switch.

EFFECT: increased reliability when powered from three-conductor or four-conductor powering network.

3 dwg

Description

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры.The invention relates to electrical engineering and can be used in power circuits of various equipment.

Известен трехфазный стабилизатор переменного напряжения, содержащий симметрирующий трансформатор [1].Known three-phase AC voltage stabilizer containing a balancing transformer [1].

Недостаток - сложность.The disadvantage is complexity.

Известен трехфазный стабилизатор переменного напряжения, содержащий симметрирующий трансформатор, содержащий первичные обмотки, соединенные в «звезду», и вторичные обмотки, соединенные в «треугольник» [2].Known three-phase AC voltage stabilizer containing a balancing transformer containing primary windings connected to a "star", and secondary windings connected to a "triangle" [2].

Недостаток - большая установленная мощность трансформатора, низкая надежность [2].The disadvantage is the large installed capacity of the transformer, low reliability [2].

Наиболее близким к предлагаемому является трехфазное симметрирующее устройство, содержащее входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, к которым подключен трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого соединены в «зигзаг» или «звезду», но имеющего при соединении первичных обмоток трехфазного трансформатора в «звезду» вторичные обмотки, соединенные в «треугольник», блок управления [3].Closest to the proposed one is a three-phase balancing device containing input terminals for connecting the mains and output terminals to which a three-phase transformer is connected, the primary windings of which are connected in a "zigzag" or "star", but having the primary windings of a three-phase transformer in the "star" "Secondary windings connected in a" triangle ", the control unit [3].

Недостаток - низкая надежность устройства при работе от трехпроводной или четырехпроводной питающей сети, обусловленная значительными перегрузками симметрирующего трансформатора, возникающих при перекосах нагрузок в питающей сети или нагрузок на выходе трансформатора.The disadvantage is the low reliability of the device when operating from a three-wire or four-wire supply network, due to significant overloads of the balancing transformer that occur when the loads in the mains or the loads at the output of the transformer are distorted.

Цель изобретения - повышение надежности устройства при работе от трехпроводной или четырехпроводной питающей сети.The purpose of the invention is to increase the reliability of the device when operating from a three-wire or four-wire power supply network.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем входные зажимы для подключения питающей сети и выходные зажимы, к которым подключен трехфазный трансформатор, первичные обмотки которого соединены в «зигзаг» или «звезду», но имеющего при этом при соединении первичных обмоток трехфазного трансформатора в «звезду» вторичные обмотки, соединенные в «треугольник», блок управления, между входными и выходными зажимами включен первый трехфазный автоматический выключатель, имеющий независимый расцепитель, а последовательно с первичными обмотками включен второй трехфазный автоматический выключатель, блок управления, связанный с первым и вторым трехфазными автоматическими выключателями, обеспечивающий подачу напряжения на независимый расцепитель и срабатывание первого автоматического выключателя при отключении второго автоматического выключателя, причем входные выводы первичных обмоток, не соединяемые между собой, включены на входные или выходные зажимы устройства.This goal is achieved by the fact that in the known device containing input terminals for connecting the supply network and output terminals to which a three-phase transformer is connected, the primary windings of which are connected in a “zigzag” or “star”, but having at the same time when connecting the primary windings of a three-phase transformer in the "star" secondary windings connected in a "triangle", the control unit, between the input and output terminals includes the first three-phase circuit breaker having an independent release, and the subsequent In addition to the primary windings, a second three-phase circuit breaker is connected, a control unit connected to the first and second three-phase circuit breakers that provides voltage to the shunt trip and the first circuit breaker operates when the second circuit breaker is turned off, the input terminals of the primary windings not being interconnected, included on the input or output terminals of the device.

Таким образом, заявляемое устройство соответствует критерию изобретения «новизна».Thus, the claimed device meets the criteria of the invention of "novelty."

Сравнение заявляемого технического решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники, не выявило в них признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии технического решения критерию "существенные отличия".Comparison of the claimed technical solution not only with the prototype, but also with other technical solutions in this technical field, did not reveal signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype, which allows us to conclude that the technical solution meets the criterion of "significant differences".

На фиг.1 приведена схема устройства.Figure 1 shows a diagram of a device.

Устройство содержит симметрирующий трансформатор 1, имеющий первичные обмотки 2, 3, включенные в «зигзаг». Свободные выводы первичных обмоток 2, 3 подключены на входные зажимы фаз А, В, С. В цепь первичных обмоток 2, 3 включен трехфазный автоматический выключатель 4. Между входными и выходными зажимами включен автоматический выключатель 5, имеющий независимый расцепитель 6, блок управления 7, через который независимый расцепитель 6 автоматического выключателя 5 связан с трехфазным автоматическим выключателем 4.The device comprises a balancing transformer 1 having primary windings 2, 3 included in a zigzag. The free terminals of the primary windings 2, 3 are connected to the input terminals of phases A, B, C. A three-phase circuit breaker 4 is connected to the primary windings 2, 3 circuit. Between the input and output terminals, a circuit breaker 5 has an independent release 6, control unit 7, through which an independent release 6 of the circuit breaker 5 is connected to a three-phase circuit breaker 4.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

При подаче напряжения на трехфазное симметрирующее устройство нулевым выводом для подключения фазных нагрузок служит нулевой вывод встречно включенных в «зигзаг» первичных обмоток 2, 3 трехфазного трансформатора 1. Блок управления 7, который выполнен в виде блок-контакта, замыкающегося при отключении автоматического выключателя 4, соединенного последовательно с независимым расцепителем выключателя 5 и подключенного между выходным зажимом одной из фаз и нулевым выводом питающей сети, обеспечивает отключение трехфазного симметрирующего устройства от питающей сети и нагрузки в аварийных режимах работы. Аварийными режимами работы в данном случае являются значительная несимметрия в исходной питающей сети, обусловленная перекосами нагрузок в этой питающей сети, а также несимметрией нагрузок на выходе устройства, превышающие допустимые. Поскольку при таком включении первичных обмоток 2, 3 трехфазный трансформатор 1 имеет большое сопротивление для токов прямой и обратной последовательности и малое сопротивление для токов нулевой последовательности, т.е. обеспечивает создание устойчивой нулевой точки и симметрирование фазных напряжений.When voltage is applied to the three-phase balancing device with a zero output, the phase loads are connected to the zero output of the primary windings 2, 3 of the three-phase transformer 1, which are included in the zigzag, control unit 7, which is made in the form of a block contact that closes when the circuit breaker 4 is closed, connected in series with an independent release of circuit breaker 5 and connected between the output terminal of one of the phases and the zero output of the supply network, provides tripping of the three-phase balancing device from the mains supply and the load in emergency operating conditions. Emergency operating modes in this case are significant asymmetries in the initial supply network, due to distortion of the loads in this supply network, as well as asymmetries of the loads at the output of the device that exceed the permissible ones. Since with this connection of the primary windings 2, 3, the three-phase transformer 1 has a large resistance for currents of direct and negative sequence and a small resistance for currents of zero sequence, i.e. provides the creation of a stable zero point and the balancing of phase voltages.

Основные варианты выполнения симметрирующего трансформатора приведены на фиг.2 и 3.The main embodiments of the balancing transformer are shown in figure 2 and 3.

На фиг.2 симметрирующий трансформатор выполнен в виде трансформатора, имеющего первичные обмотки 2, соединенные в «звезду», при этом вторичные обмотки 3 соединены в «треугольник».In Fig.2, the balancing transformer is made in the form of a transformer having primary windings 2 connected to a "star", while the secondary windings 3 are connected to a "triangle".

На фиг.3 симметрирующий трансформатор выполнен из первичных обмоток, каждая из которых состоит из первой, второй и третьей обмотки, при этом вторые и третьи обмотки выполнены по схеме «зигзаг», а каждая из первых обмоток включена встречно-последовательно со второй и третьей обмотками смежных фаз, а нулевой выходной вывод образован соединением свободных выводов третьих обмоток.In Fig. 3, the balancing transformer is made of primary windings, each of which consists of the first, second and third windings, while the second and third windings are made in a zigzag circuit, and each of the first windings is turned on in series with the second and third windings adjacent phases, and the zero output terminal is formed by connecting the free terminals of the third windings.

Такое выполнение трехфазного симметрирующего устройства обеспечивает создание устойчивой нулевой точки в трехфазной сети без нулевого провода, устраняя перекосы фазных напряжений при несимметрии токов нагрузки до 100% от номинальной, и отключение устройства от сети при несимметрии, превышающей номинальную, а также значительно снижает сопротивление токам нулевой последовательности, обеспечивая симметрирование исходной четырехпроводной питающей сети с нулевым проводом и защиту симметрирующего устройства путем отключения от питающей сети при превышении допустимой мощности симметрирования как со стороны питающей сети, так и со стороны нагрузки. Технико-экономическая эффективность предлагаемого технического решения заключается в обеспечении надежной работы симметрирующего устройства как при соединении нулевого провода питающей сети с нулевым выводом симметрирующего устройства, так и при создании собственной нулевой точки.This embodiment of a three-phase balancing device ensures the creation of a stable zero point in a three-phase network without a neutral wire, eliminating phase voltage distortions with unbalanced load currents up to 100% of the nominal value, and disconnecting the device from the network with asymmetries exceeding the nominal one, and also significantly reduces the resistance to zero sequence currents providing balancing of the initial four-wire power supply network with a zero wire and protection of the balancing device by disconnecting from the power network in excess of the permissible balancing power from both the supply network and the load side. The technical and economic efficiency of the proposed technical solution is to ensure reliable operation of the balancing device both when connecting the neutral wire of the supply network to the zero output of the balancing device, and when creating your own zero point.

Источники информацииInformation sources

1. А.с. СССР №1324086, М. кл. Н 02 М 5/12,1985.1. A.S. USSR No. 1324086, M. cl. H 02 M 5 / 12.1985.

2. «Электротехнический справочник», Москва, издательство МЭИ, 1998 г., стр.135, рис.24.19.2. "Electrotechnical reference book", Moscow, publishing house MPEI, 1998, p. 135, fig. 24.19.

3. А.с. СССР №1310787, М. кл. G 05 F 1/ 30, 1985.3. A.S. USSR No. 1310787, M. cl. G 05 F 1/30, 1985.

Claims

A three-phase balancing device containing input and output terminals of the supply network, a three-phase transformer is connected to the output terminals, the primary windings of which are counterclosed in a zigzag, and a control unit, characterized in that a first three-phase circuit breaker is connected between said input and output terminals of the supply network, having an independent release, and in series with the indicated primary windings of a three-phase transformer, a second three-phase circuit breaker is connected, while zero The output terminal for connecting the phase loads is the zero terminal of the primary windings of the three-phase transformer, which are counter-connected in the zigzag, and the control unit is connected in series with an independent release connected between the output terminal of one of the phases and the neutral terminal of the supply network, and provides voltage to the independent release and operation of the first circuit breaker when tripping the second circuit breaker.