RU2346370C1 - Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети - Google Patents
Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети Download PDFInfo
- Publication number
- RU2346370C1 RU2346370C1 RU2008103657/09A RU2008103657A RU2346370C1 RU 2346370 C1 RU2346370 C1 RU 2346370C1 RU 2008103657/09 A RU2008103657/09 A RU 2008103657/09A RU 2008103657 A RU2008103657 A RU 2008103657A RU 2346370 C1 RU2346370 C1 RU 2346370C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- harmonic
- current
- network
- rectifier
- phase
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Rectifiers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при создании технических средств, повышающих качество и уменьшающих потери электрической энергии при ее транспортировке в трехфазных четырехпроводных электрических сетях за счет снижения несинусоидальности и несимметрии. Технический результат заключается в компенсации наибольшей из гармоник спектра циркулирующих в нейтральном проводе токов. Для этого электромагнитным компенсатором из фазных токов выделяется ток частотой 150 Гц, который мгновенно вводится в противофазе к третьей гармонике тока нейтрального провода. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения качества и уменьшения потерь электрической энергии за счет снижения несинусоидальности и несимметрии в трехфазных четырехпроводных электрических сетях с глухозаземленной нейтралью.
Известно устройство /1/, содержащее трехстержневой трансформатор, обмотки которого включены по схеме «звезда с нулем - треугольник». При продольном включении такого трансформатора в электрическую сеть токи третьей гармоники замыкаются в обмотках, соединенных в треугольник, и не проходят в линейные токи.
Недостатками данного устройства являются большая материалоемкость и неполная компенсация третьей гармоники при несимметричной нагрузке в фазах сети, что снижает эффективность подавления тока третьей гармоники, искажающей синусоиду напряжения сети.
Известен способ, по которому реализовано устройство, принятое за прототип /2/, состоящее из измерительного трансформатора тока, анализатора высших гармоник, фильтра первой гармоники, фильтра высших гармоник, управляемого полупроводникового преобразователя и выпрямителя.
К недостаткам данного устройства относятся его большая материалоемкость, сложность и низкая надежность при перенапряжениях, возникающих в первичной электрической сети.
Задачей заявляемого изобретения является повышение надежности работы при сохранении точности компенсации третьей гармонической составляющей тока и снижение материалоемкости устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети, содержащий измерительный трансформатор тока, выпрямитель и преобразователь, дополнительно введены три трансформатора тока, первичные обмотки которых однополярно 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 однополярно с тремя упомянутыми трансформаторами тока, при этом входные зажимы преобразователя включены между одним из фазных и нейтральным проводами 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.
Кроме того, измерительный трансформатор тока может быть выполнен в виде тороидального магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой, охватывающей нейтральный провод сети, или с размыкающимся магнитопроводом по типу токоизмерительных клещей.
Заявляемый электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети приведен на фигуре 1, а на фигуре 2 приведены диаграммы гармонических составляющих напряжений и токов для непрерывного режима работы.
Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети содержит включенные в нейтральный N и фазные проводники L1-L3 измерительный трансформатор тока 1 и дополнительные трансформаторы тока 2, 3, 4, к вторичным обмоткам которых подключены выпрямитель 5 и преобразователь 6 (фиг.1). Диоды 7, 8, 9 выпрямителя 5 своими анодами образуют общую точку с положительным выходным зажимом преобразователя 6.
Преобразователь состоит из конденсатора 10, диодов 11, 14, стабилитронов 12, 13, электролитического конденсатора 15, микросхемы стабилизатора 16, резистора 17 и подстроечного резистора 18 (Источники электропитания. Любительские схемы. Ч.2. Сост. А.А.Халоян. - М.: ИП РадиоСофт, ЗАО «Журнал «Радио», 2003. - с.178).
Трансформаторы тока 1-4 в составе электромагнитного компенсатора имеют одинаковый коэффициент трансформации и класс точности.
Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети функционирует следующим образом.
Однофазные нелинейные нагрузки вызывают протекание в фазах и нейтрали четырехпроводной сети несинусоидальных токов, среди которых доминирует третья гармоника. Под действием напряжений UL1, UL2 и UL3 (фиг.2) во вторичных обмотках трансформаторов тока 2, 3, 4 диоды 7, 8, 9 включаются попеременно по 1/3 периода промышленной частоты. Ток будет проводить тот диод выпрямителя, потенциал анода которого относительно общей точки трансформаторов тока 2, 3, 4 выше, чем у других диодов. Коммутация диодов происходит в моменты времени, соответствующие точкам пересечения синусоид фазных напряжений, поэтому кривая выпрямленного напряжения Ud имеет вид огибающей синусоиды фазных напряжений, индуктируемых вторичными обмотками трансформаторов тока (фиг.2). Кривая выпрямленного тока id повторяет кривую выпрямленного напряжения, но из-за присутствия индуктивного сопротивления вторичной обмотки измерительного трансформатора тока 1 немного уплощается. Кратность пульсаций выпрямленного тока, протекающего во вторичной обмотке трансформатора тока 1 по отношению к основной частоте первичной сети равна трем.
Для компенсации возникающей при выпрямлении постоянной составляющей Ed преобразователем 6 формируется противоэлектродвижущая сила, которая направлена встречно электродвижущей силе выпрямителя 5. В результате протекающий через трансформатор тока 1 ток iв частотой 150 Гц не будет содержать постоянной составляющей Id (фиг.2). Точную компенсацию постоянной составляющей выпрямителя можно осуществить подстроечным резистором 18 преобразователя 6 (фиг.1).
Таким образом, уменьшается материалоемкость электромагнитного компенсатора, повышается надежность его работы и точность компенсации гармонических составляющих тока, что улучшает качество электрической энергии, снижает потери активной мощности и потери напряжения во всех элементах сети от тока третьей гармонической составляющей.
Источники информации
1. Брускин Д.Э. Электрические машины. В 2-х ч. Ч.1 / Д.Э.Брускин, А.Е.Зорохович, B.C.Хвостов. - М.: Высшая школа, 1987. - с.135.
2. Патент RU 2294044. Кл. Н02J 3/01, Н02J 3/26, 2007, БИ 5.
Claims (3)
1. Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети, содержащий измерительный трансформатор тока, выпрямитель и преобразователь, отличающийся тем, что в него дополнительно введены три трансформатора тока, первичные обмотки которых однополярно 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 однополярно с тремя упомянутыми трансформаторами тока, при этом входные зажимы преобразователя включены между одним из фазных и нейтральным проводами 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.
2. Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети по п.1, отличающийся тем, что измерительный трансформатор тока выполнен в виде тороидального магнитопровода с расположенной на нем вторичной обмоткой, охватывающей нейтральный провод сети.
3. Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети по п.1, отличающийся тем, что измерительный трансформатор тока выполнен с размыкающимся магнитопроводом по типу токоизмерительных клещей.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103657/09A RU2346370C1 (ru) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2008103657/09A RU2346370C1 (ru) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2346370C1 true RU2346370C1 (ru) | 2009-02-10 |
Family
ID=40546869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2008103657/09A RU2346370C1 (ru) | 2008-01-30 | 2008-01-30 | Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2346370C1 (ru) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447563C2 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-04-10 | Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Устройство для компенсации тока 3-й гармоники нейтрали сети |
RU2677244C1 (ru) * | 2017-12-26 | 2019-01-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях |
RU186774U1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-02-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Устройство для компенсации тока третьей гармоники в нейтральном проводе электрической сети |
RU186773U1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-02-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Устройство для компенсации тока третьей гармоники в нейтральном проводе электрической сети |
-
2008
- 2008-01-30 RU RU2008103657/09A patent/RU2346370C1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2447563C2 (ru) * | 2010-06-30 | 2012-04-10 | Федеральное государственное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Устройство для компенсации тока 3-й гармоники нейтрали сети |
RU2677244C1 (ru) * | 2017-12-26 | 2019-01-16 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях |
RU186774U1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-02-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Устройство для компенсации тока третьей гармоники в нейтральном проводе электрической сети |
RU186773U1 (ru) * | 2018-10-16 | 2019-02-01 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Волгоградский государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Волгоградский ГАУ) | Устройство для компенсации тока третьей гармоники в нейтральном проводе электрической сети |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101331671B (zh) | 高频调制/解调多相整流装置 | |
EA029591B1 (ru) | Автотрансформаторная система, уменьшающая коэффициент гармоник | |
RU2346370C1 (ru) | Электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети | |
Krismer et al. | Novel isolated bidirectional integrated dual three-phase active bridge (D3AB) PFC rectifier | |
RU2353040C1 (ru) | Устройство защиты сети от воздействия токов третьей гармоники | |
US8199542B2 (en) | Method and device for creating a direct voltage or a direct current | |
US9425696B2 (en) | Rectifying circuit and method for an unbalanced two phase DC grid | |
KR20190025196A (ko) | 절연형 dc-dc 컨버터 및 그 구동방법 | |
Han et al. | Non-isolated three-port DC/DC converter for+-380V DC microgrids | |
Gonçalves et al. | Three-phase unidirectional transformerless hybrid rectifier with boost converter | |
Cortes et al. | Detailed analysis and design of a three-phase phase-modular isolated matrix-type PFC rectifier | |
RU2717080C1 (ru) | Многомостовой выпрямитель | |
JP3696855B2 (ja) | 整流装置 | |
Erickson et al. | Converter circuits | |
RU161057U1 (ru) | Устройство для снижения тока третьей гармоники четырехпроводной сети | |
JP6696626B2 (ja) | 電気またはハイブリッド車両の車載充電装置用の三相整流器を制御する方法 | |
RU64451U1 (ru) | Импульсный преобразователь | |
RU158207U1 (ru) | Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники 4-проводной сети | |
Mattsson et al. | Implementation design of the converter-based galvanic isolation for low voltage DC distribution | |
TWI587618B (zh) | High buck converter | |
Peterson et al. | Transients in EHVDC Power Systems: Part I-Rectifier Fault Currents | |
CN112820524B (zh) | 多相变压器及整流器系统 | |
RU2677244C1 (ru) | Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях | |
Singh et al. | Zigzag autotransformer based full-wave ac-dc converters | |
RU2149495C1 (ru) | Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100131 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20120527 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20140131 |