RU2686303C2 - Устройство для межфазного распределения тока - Google Patents
Устройство для межфазного распределения тока Download PDFInfo
- Publication number
- RU2686303C2 RU2686303C2 RU2018122399A RU2018122399A RU2686303C2 RU 2686303 C2 RU2686303 C2 RU 2686303C2 RU 2018122399 A RU2018122399 A RU 2018122399A RU 2018122399 A RU2018122399 A RU 2018122399A RU 2686303 C2 RU2686303 C2 RU 2686303C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- phase
- windings
- consumer
- input terminal
- zero input
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 40
- 230000016507 interphase Effects 0.000 abstract description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 4
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 230000008030 elimination Effects 0.000 abstract 1
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 2
- 230000001939 inductive effect Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
-
- 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
- Y02E40/50—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transformers For Measuring Instruments (AREA)
- Protection Of Transformers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения энергетической эффективности однофазных и трехфазных потребителей, путем рекуперации потребляемой энергии за счет циркуляции ее части между потребителем и предлагаемым устройством межфазного распределения тока (МРТ). Устройство для межфазного распределения тока содержит три однофазных трансформатора, обмотки которых выполнены каждая со средним выводом, соединены крайними выводами в «треугольник», вершины которого подключены к фазным входным выводам, нулевой входной вывод, потребитель, подключенный к нулевому входному выводу и, по крайней мере, к одному фазному входному выводу, уравнительный реактор с тремя идентичными обмотками, подключенными одноименными выводами к нулевому входному выводу, а свободными выводами - к средним выводам обмоток трансформаторов. Технический результат, достигаемый в предлагаемом устройстве, заключается в устранении непроизводительных потерь мощности на нагрев обмоток МРТ. Дополнительный технический результат, достигаемый в предлагаемом устройстве, заключается в уравнивании величин потребляемых фазных токов. Кроме того, устройство может быть использовано для рекуперации энергии как в случае подключения потребителя между тремя фазными и нулевым входными выводами, так и в случае его подключения между одним из фазных и нулевым входными выводами. Это происходит за счет циркуляции трети энергии между МРТ и потребителем, минуя питающую сеть. Магнитопроводы трансформаторов МРТ и уравнительного реактора могут иметь различную конфигурацию, в том числе витую ленточную кольцевидной формы. 2 ил.
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения энергетической эффективности однофазных и трехфазных потребителей, путем рекуперации потребляемой энергии за счет циркуляции ее части между потребителем и устройством межфазного распределения тока (МРТ).
Известно устройство по авт.св. №860238, кл. Н02М 7.12 от 02.08.79 г. к основному авт. св. №752681, кл. Н02М 7/06, от 04.02.76 г., содержащее дополнительно введенный трехфазный трансформатор, первичные фазные обмотки которого соединены в подключенную к фазным входным выводам «звезду», общей точкой которой образован нулевой входной вывод, а группа дополнительных обмоток соединена в треугольник.
Это устройство является межфазным распределителем тока (МРТ) и предназначено для защиты сети от тока нулевой последовательности. Дополнительной функциональной возможностью МРТ является рекуперация потребляемой энергии. Недостатком данного устройства МРТ является необходимость в 3-стержневом магнитопроводе трехфазного трансформатора и повышенная расчетная мощность.
Совокупность причин, препятствующих получению требуемого технического результата, заключается в том, что соединение первичной обмотки МРТ в «звезду» на групповом трансформаторе резко увеличивает ее индуктивное сопротивление для замыкающегося через нее тока нулевой последовательности. В случае 3-стержневого магнитопровода через каждую фазную обмотку трансформатора МРТ замыкается треть его общего тока, что может повышать расчетную мощность трансформатора МРТ до ~ 30% от мощности, выделяемой на нагрузке (потребителе).
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению (прототип) является устройство для межфазного распределения тока (МРТ), содержащее три однофазных трансформатора, обмотки которых выполнены каждая со средним выводом, соединены крайними выводами в «треугольник», вершины которого подключены к фазным входным выводам, нулевой входной вывод, образованный общей точкой упомянутых средних выводов, потребитель, подключенный к нулевому и фазным входным выводам (патент №2379818 от 15.07.2008).
Недостаток данного устройства МРТ заключается в том, что, в случае несимметрии напряжений сети их сумма в замкнутом на промежуточные выводы внутреннем контуре обмоток не равна нулю. Поэтому в каждом из этих контуров могут циркулировать паразитные токи.
Совокупность причин, препятствующих получению требуемого технического результата, заключается в непроизводительных потерях мощности на нагрев обмоток от паразитных токов.
Задача, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, заключается в устранении непроизводительных потерь мощности на нагрев обмоток.
Эта задача решается тем, что устройство для межфазного распределения тока, содержит три однофазных трансформатора, обмотки которых выполнены каждая со средним выводом, соединены крайними выводами в «треугольник», вершины которого подключены к фазным входным выводам, нулевой входной вывод, потребитель, подключенный к нулевому входному выводу и, по крайней мере, к одному фазному входному выводу, уравнительный реактор с тремя идентичными обмотками, подключенными одноименными выводами к нулевому входному выводу, а свободными выводами - к средним выводам обмоток трансформаторов.
Технический результат, достигаемый в предлагаемом устройстве, заключается в устранении непроизводительных потерь мощности на нагрев обмоток МРТ.
Дополнительный технический результат, достигаемый в предлагаемом устройстве, заключается в уравнивании величин потребляемых фазных токов. Кроме того, устройство может быть использовано для рекуперации энергии как в случае подключения потребителя между тремя фазными и нулевым входными выводами, так и в случае его подключения между одним из фазных и нулевым входными выводами. Это происходит за счет циркуляции трети энергии между МРТ и потребителем, минуя питающую сеть.
На фиг. 1 приведена принципиальная схема устройства для межфазного распределения тока трехфазного потребителя, где стрелками показаны направления протекания долей потребляемого тока I в его положительный полупериод с утроенной частотой питающей сети. На фиг. 2 приведена принципиальная схема устройства для межфазного распределения тока однофазного потребителя, где стрелками показаны направления протекания долей потребляемого тока I0 в его положительный полупериод с частотой питающей сети.
Устройство (фиг. 1) содержит три однофазных трансформатора 1, 2 и 3 с обмотками соответственно 4, 5, 6, 7 и 8, 9. Эти обмотки соединены в «треугольник», а их числа витков равны. Начало (конец) обмотки 4 (8) трансформатора 1 (3) подключено к входному выводу фазы А. Начало (конец) обмотки 6 (5) трансформатора 2 (1) подключено к входному выводу фазы В. Начало (конец) обмотки 9 (7) трансформатора 3 (2) подключено к входному выводу фазы С. Общие точки разноименных выводов пар обмоток 4, 5; 6, 7 и 8, 9, составляющих каждая пара соответствующую фазную обмотку трансформатора, подключены соответственно к началам обмоток 10, 11, 12 уравнительного реактора 13. Концы обмоток 10, 11, 12 подключены к нулевому входному выводу 0. Потребитель подключен к нулевому входному выводу 0 и фазным входным выводам А, В, С. Потребитель выполнен в виде соединенной в «звезду» первичной обмотки магнитно неуравновешенного трехфазного трансформатора, генерирующего в сеть ток нулевой последовательности I0. Такая генерация может быть следствием работы трансформаторного выпрямителя с неравной нулю суммой первичных фазных токов.
К каждому из замкнутых нулевым входным выводом 0 контуров, содержащих, например, обмотки 5, 6 прикладываются три равных по величине UЛ/2 и сдвинутых друг относительно друга на 120 эл. град. напряжения, где UЛ - линейное напряжение сети. Поэтому их сумма в каждом из этих замкнутых контуров равна нулю, а нулевой входной вывод 0 - искусственный ноль. Однако, на практике строгая симметрия сети отсутствует, и в рассматриваемом контуре замыкаются паразитные токи, препятствующие разветвлению тока I0 на три равные части. Этот дисбаланс устраняется взаимоиндуктивностью обмоток 10, 11, 12 уравнительного реактора 13.
На фиг. 1 показаны величины разветвляющихся частей тока I0 при положительной разности потенциалов между фазным входным выводом А и нулевым входным выводом. При смене полярности на входном выводе фазы А, все показанные на фиг. 1 токи замыкаются в обратном направлении. Если сумма линейных напряжений сети не равна нулю, то она прикладывается к обмоткам уравнительного реактора 13, стремясь внести неравенство в токи обмоток трансформаторов 1, 2, 3. Уравнительный реактор 13, для баланса ампер-витков его обмоток обеспечивает равенство токов в обмотках 5 и 6, 4 и 8, 7 и 9, тем самым, устраняя паразитный ток.
Как видно из фиг. 1, большая часть потребляемого тока замыкается через искусственно образованный внутренний контур с обмотками 10, 4 и 12, 8, а меньшая - через внешнюю цепь, включающую обмотки 10, 5; 12, 9; 11, 6, 7 и фазные входные выводы В и С. Таким образом, мощность, отбираемая потребителем от сети, без учета мощности МРТ, составляет ~2/3 от мощности, выделяемой в потребителе. Расчетная мощность трансформаторной группы на фиг. 1, с учетом автотрансформаторной связи между обмотками каждого однофазного трансформатора, в 4/√3 раз меньше, чем в прототипе (без учета обмотки трансформатора, соединенной в "треугольник»), т.е. составляет (√3/4)⋅100% = 43, 3% от мощности МРТ в прототипе для одного и того же потребителя. Что касается расчетной мощности уравнительного реактора, то она нивелируется реактансами однофазных трансформаторов независимо от величины несимметрии сети и зависит, в основном, от замыкающегося через его обмотки тока.
Устройство на фиг. 2 схемотехнически отличается от устройства на фиг. 1 только тем, что потребитель в виде нагрузки любого вида подключен только к одной фазе А сети и к нулевому входному выводу. В обоих случаях циркуляция энергии между МРТ и потребителем уменьшает величину потребляемой из сети энергии. Однако во втором случае (фиг. 2), верхний предел мощности потребителя ограничен возможностью «перекоса» напряжений сети, вследствие неравной нагрузки ее фаз.
Магнитопроводы трансформаторов МРТ и УР могут иметь различную конфигурацию, в том числе витую ленточную кольцевидной формы.
Claims (1)
- Устройство для межфазного распределения тока, содержащее три однофазных трансформатора, обмотки которых выполнены каждая со средним выводом, соединены крайними выводами в «треугольник», вершины которого подключены к фазным входным выводам, нулевой входной вывод, потребитель, подключенный к нулевому входному выводу и, по крайней мере, к одному фазному входному выводу, отличающееся тем, что содержит уравнительный реактор с тремя идентичными обмотками, подключенными одноименными выводами к нулевому входному выводу, а свободными выводами - к средним выводам обмоток трансформаторов.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122399A RU2686303C2 (ru) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Устройство для межфазного распределения тока |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018122399A RU2686303C2 (ru) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Устройство для межфазного распределения тока |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2018122399A RU2018122399A (ru) | 2018-10-08 |
RU2018122399A3 RU2018122399A3 (ru) | 2019-04-09 |
RU2686303C2 true RU2686303C2 (ru) | 2019-04-25 |
Family
ID=63763157
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018122399A RU2686303C2 (ru) | 2018-06-18 | 2018-06-18 | Устройство для межфазного распределения тока |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2686303C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218514U1 (ru) * | 2023-03-27 | 2023-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) | Устройство для ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной сети |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU862313A1 (ru) * | 1979-12-18 | 1981-09-07 | Институт Электродинамики Ан Усср | Симметрирующее устройство дл трехфазной четырехпроводной электрической сети |
RU2379818C1 (ru) * | 2008-07-15 | 2010-01-20 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Устройство для межфазного распределения тока |
WO2017175016A1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | György Róbert | Circuit arrangement and device for load balance of parallel conductors of ac systems |
-
2018
- 2018-06-18 RU RU2018122399A patent/RU2686303C2/ru active
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU862313A1 (ru) * | 1979-12-18 | 1981-09-07 | Институт Электродинамики Ан Усср | Симметрирующее устройство дл трехфазной четырехпроводной электрической сети |
RU2379818C1 (ru) * | 2008-07-15 | 2010-01-20 | Ариф Гасан оглы Аслан-заде | Устройство для межфазного распределения тока |
WO2017175016A1 (en) * | 2016-04-05 | 2017-10-12 | György Róbert | Circuit arrangement and device for load balance of parallel conductors of ac systems |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU218514U1 (ru) * | 2023-03-27 | 2023-05-29 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Донской государственный аграрный университет" (ФГБОУ ВО Донской ГАУ) | Устройство для ограничения тока в нулевом рабочем проводе трехфазной четырехпроводной сети |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2018122399A (ru) | 2018-10-08 |
RU2018122399A3 (ru) | 2019-04-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6101113A (en) | Transformers for multipulse AC/DC converters | |
CA2576990C (en) | Auto-transformer for use with multiple pulse rectifiers | |
RU2591040C1 (ru) | Устройство равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трёхфазной сети | |
US7750782B1 (en) | Nine-phase autotransformer | |
JP2008178180A (ja) | 整流回路 | |
US10742028B2 (en) | Longitudinal voltage regulation at the line terminals of a phase shifting transformer | |
RU2453965C2 (ru) | Трехфазное симметрирующее устройство | |
US3308368A (en) | Six-phase rectifier wherein the input even harmonics are eliminated | |
RU2686303C2 (ru) | Устройство для межфазного распределения тока | |
RU2552377C2 (ru) | Устройство симметрирования напряжений трехфазной сети | |
Abdullah et al. | The study of triplen harmonics currents produced by salient pole synchronous generator | |
JP2008278714A (ja) | 整流回路 | |
RU2652104C2 (ru) | Устройство для межфазного распределения тока (варианты) | |
RU2612649C1 (ru) | Трехфазное симметрирующее устройство | |
Ha et al. | Operational behaviors of flux-coupling type SFCL using integrated three phase transformer under transient state | |
US3440516A (en) | Transformer and capacitor apparatus for three-phase electrical systems | |
US2224755A (en) | Electrical transformation apparatus | |
RU2700567C2 (ru) | Устройство для межфазного распределения тока (варианты) | |
RU2674753C2 (ru) | Устройство для равномерного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети | |
RU2630215C2 (ru) | Преобразователь трехфазного переменного напряжения в постоянное | |
RU2604491C1 (ru) | Каскадный преобразователь трехфазного переменного напряжения (варианты) | |
Bhide et al. | Analytical description for zero-sequence characteristics of five-legged core construction in transformers | |
US1979699A (en) | Balance coil | |
RU2416866C1 (ru) | Преобразователь трехфазного переменного напряжения | |
RU2633958C2 (ru) | Устройство для межфазного распределения тока (варианты) |