SU729750A1 - Фильтросимметрирующее устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к электротехнике и может быть использовано в электрических сет х с несимметричными и нелинейными нагрузками дл  одновременного симметрировани  режима и компенсации реактивной мощности на основной частоте сети, а также фильтрации высших гармонических.

Известны фильтро-симметрирующие устройства (ФСУ) с соединением двух индуктивных и одного емкостного элементов по схеме звезда 1 и 2. На основной частоте питающей сети установленна  мощность этих ФСУ соизмерима с мощностью несимметричной нагрузки .

Одним из основных недостатков таких устройств  вл етс  низкое индуктивное значение коэффициента мощности на входе схемы cosO 0,561.

Известны также ФСУ, состо щие из индуктивности с промежуточным отводом, дел щим ее на равные магнитосв занные часта 3.

Выводы индуктивности имеют гальваническую св зь с двум  фазами сети. Промежуточныи отвод индуктивности через конденсатор гальванически св зан с третьей фазой сети.

Дл  получени  требуемого значени  коэффициента мощности симметрированной сети последовательно к каждой части индуктивности подключены воздушные индуктивности. Так как мощность последних не превьпцает 8% мощности индуктивности, то при использовани  ФСУ ДЛЯ целей симметрировани  однофазной нагрузки н фильтрации высших гармонических

10 установленна  мощность его реактивных элементов , как н в ФСУ 1, соизмерима с мощностью однофазной нагрузки.

В ФСУ с электромагнитной св зью 3, прин том за прототип, также как и в ФСУ 1,

15 на одно из линейных напр жений подключены ТОЛЬКО индуктивные элементы, имеющие на частотах высщих гармонических большое сопротивление .

На другие же линейные напр жени  подклю20 чень индуктивно-емкостные элементы.

Claims (3)

1. Так как в этом случае сопротивление взаимоиндукции частей индуктивности на фильтрацию высших гармоник вли ни  не оказывает, то дл  ослаблени  нес шусовдальности в питающе сети эквивалентные сопротивлени  воздушной индуктивности и конденсаториой батареи на частотах одной из высших гармоник подбираютс  равными нулю. В результате большой асимметрии упом нутых двухполюсников ФСУ, даже на частотах фильтруемых высших гармоник, в питающей сети наблюдаетс  существенна  остаточна  нескнусоидальность питающего напр жени . Из-за недостаточной эффективности фильтрации прототипа в р де случаев и в особенности в электрических сет х с повышенным содержанием высших гармоник не удаетс  добитьс  требуемого качества электрической энергии в них. С целью ослаблени  несинусоидальности нап жени  сети в требуемых пределах и ненарушени  симметрии режима на основной частоте сети требуетс  дополнительна  установка трехфазных симметричных силовых фильтров, что ведет к существенному ухудшению весогабаритных показателей установленного оборудовани . Цель изобретени  - повышение эффективности фильтрации высших гармоник в электри ческой сети и снижение мощности установленного оборудовани . Это достигаетс  тем, что фильтро-симметрирующее устройство, содержащее индуктивный элемент с двум  магнитосв занными соед1шенными последовательно обмотками, обща  точка которых чере конденсатор подсоединена к одной из фаз сети, и двум  дополнительными обмотками, св занными с магнитосв занны ми, выводы которых присоединены к двум фазам сети, снабжено двум  конденсаторами, каждый из которых подсоединен одним выво .дом к выводу одной из магнитосв занных обмоток, а вторым выводом - к вьшоду св занной с ней дополнительной обмотки. На чертеже изображена электрическа  схема ФСУ. ФСУ HlvieeT индуктивность 1 с промежуточным отводом, дел щим ее на равные магнитйсв занные части, конденсаторную батарею 2, дополнительные конденсаторы 3 и 4, воздушные индуктивности 5 и 6. Индyкт fflнocть 1, воздушные индуктивности 5 и 6 и дополнительные конденсаторы 3 и 4 имеют гальваническун св зь с двум  фазами А и В сети. Промежуточный отвод индуктивности 1 через конденсатор 2 гальванически св зан с третьей фазой сети С. К этой и вторюй фазам (С, В) подключена несимметрична  нагрузка 7 На основной частоте питающей сети конденсатооы 3 и 4 полностью или частично компенсируют индуктивности 5 и 6 соответственно. Так как мощность угюм шутых реактивных элементов мала в обоих случа х, то векторы пульсирующих мощностей индуктивности 1 и конденсаторной батареи 2 ФСУ практически совпадают по фазе и наход тс  в противофазе с вектором пульсирующей мошлости несимметричной нагрузки 7. Достш-аетс  равенство установленных мощностей элементов ФСУ и несимметричной нагрузки. Подключение реактивных элементов ФСУ позвол ет рационально осуществить не только полное симметрирование режима на основной частоте сети, но и частигшое симметрирование, при котором использование реактивных элементов устройства может повышатьс  дополнительно . Условие полного симметрировани  предлагаемого устройства может быть записано в таком виде . v.b-., где S „ - кажуща с  мошность несимметричп ной нагрузки; 5Qj- суммарна  реактивна  мощность кон денсаторов и индуктивностей устройства . В зависимости от характера сопротивлени  сети, соотношени  реактивных мощностей в узле подключени  нагрузок и MOLUHOCTH элементов ФСУ получаютс  различные значени  коэффициента мощности сети. Требуемое значение коэффициента мощности сети (при сохранении приведенного услови  симметрировани ) получаетс  соответствующим подбором мощностей индзт тивности 1 и конденсаторной батареи 2. Это оказываетс  возможным вследствие того, что изменение мощности индуктивности 1 не вызывает нарушени  услови  фильтрации высших гармонических. Условие фильтрации дл  за вл емого устройства имеет следующий вид: где Х и емкостные сопротивлени  конденсаторной батареи и дополнительного конденсатора; ь - индуктивное сопротивление воздушной индуктивности; - пор дковый номер фильтруемой гармоники. При использовании дополнительных конденсаторов приведенное выше условие фильтрации в отличие от прототипа справедливо дл  трех двухполюсников ФСУ и при выполнении этого услови  и указанных выше условий одним за вл емым устройством обеспечиваетс  не только симметрирование режима и компенсаци реактивной мощности на основной частоте сети но и устран етс  несинусоидальность во всех фазных и линейных напр жени х сети (без дополнительно установленного оборудовани ), к тому же энергетические характеристики устройства остаютс  высокими. Использование новых элементов - дополнительных конденсаторов выгодно отличает предлагаемое фильтро-симметрирующее .устройство от указанного прототипа, так как в св зи с этим возникают дополнительные фильтровые звень  и увеличиваетс  эффективность фильтрации высших гармонических в трехфазных и линейных напр жени х сети. В результате не требуетс  установка дополнительной мощности оборудовани  (трехфазных симметричных фильтров), что позвол ет дл  повышени  качества электрической энерги в сет х с несимметричными и нелинейными нагрузками симметрировани  режима сети, получени  требуемого значени  коэффи11иента мощности на основной частоте и фильтрации высших гармонических, использовать одно.опи сьгааемое комплексное устройство. Формула изобретени  Фильтро-симметрируюшее устройство, содержащее индуктивный элемент с двум  магнито f( «- 7 6 св занными соединенными последовательно обмотками , обща  точка которых через конденсатор подсоединена к одной из фаз сети, и двум  дополнительными обмотками, св занными с магнитосв эанными, выводы которых присоединены к двум фазам сети, отличающеес  тем, что, с целью повьииени  эффективности фильтрации высших гармоник в электрической сети и снижени  мощности установленного оборудовани , оно снабжено двум  конденсаторами, каждый из которых подсоединен одним вьшодом к вьшоду одной из магнитосв занных обмоток, а вторым выводом - к выводу св занной с ней дополнительчой обмотки. Источники информации, прин тые во внима1ше при экспертизе 1.Кузнецов В. Г. и Шидловский А. К. Фильтро-симметрирующие устройства дп  повышени  качества электроэнергии в сет х. - Электричество, № 2, 1976, с. 27-32.
2. 2.Шидловский А. К., Кузнецов В. Г., Москаленко Г. А. и Михайлец Ю. С. Анализ фильтро-симметрирующих устройствс улучшенными знергетическими показател ми. - В кн. Повышение эффективности устройств преобразователей техники. Институт электродинамики АН УССР, К., 1976, с. 13-14.
3. 3.Авторское свидетельство СССР И 549857. кл.,Н 02 Т 3/26, 1975.