SU862313A1

SU862313A1 - Symmetrical device for three-phase four-wire electric network

Info

Publication number: SU862313A1
Application number: SU792854298A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Корнеевич Шидловский; Владимир Григорьевич Кузнецов; Иван Васильевич Мостовяк; Александр Всеволодович Самков
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1979-12-18
Filing date: 1979-12-18
Publication date: 1981-09-07

Description

i i

Изобретение относитс к области элек«тротехники , в частности, дл компенсации токов обратной и нулевой последовательностей и снижени несимметрии токов и напр жений в трехфазных четырехпроводных электрических сет х с неравномерной | нагрузкой.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular, to compensate for reverse and zero sequence currents and to reduce the asymmetry of currents and voltages in three-phase four-wire electrical networks with uneven | load.

Известны симметрирующие устройства (СУ), которые используютс в трехфаз-, ных электрических сет х, выполненные на основе реактивных элементов с электри ,ческими и электромагнитными св зами i,Known balancing devices (SU), which are used in three-phase electrical networks, are made on the basis of reactive elements with electrical and electromagnetic connections i,

Недостатком этих устройств вл етс то, что они примен ютс только в трехфазных трехпроводных сет х и не могут j быть использованы в трехфазных чотырехпроводных электрических сет х.The disadvantage of these devices is that they are used only in three-phase three-wire networks and cannot be used in three-phase three-wire electric networks.

Наиболее близким по технической сущности вл етс устройство 12, предназначенное дл симметрировани токов и JQ напр жений трехфазных четырехпроводных .электрических сетей с неравномерной нагрузкой фаз, содержащее дроссель, подключаемый между двум фазами, и конденсаторы , включаемые между вьюодами дроссел и нулевым проводом, причем значение сопротивлени конденсаторов равно |- сопротивлени нагрузки, а сопротивлени дроссел равно тГ5/2 сопротивлени нагрузки.The closest in technical essence is a device 12 for balancing currents and JQ voltages of three-phase four-wire electrical networks with uneven phase loading, containing a choke connected between two phases and capacitors connected between the throttle cable and the neutral wire, and the resistance value the capacitors is equal to | - the load resistance, and the resistance of the throttles is equal to tG5 / 2 of the load resistance.

Недостатками этого устройства вл ютс ограниченна область его использовани и больша установленна мощность.The disadvantages of this device are the limited range of its use and the large installed power.

Устройство обеспечивает симметрию токов и напр жений только при одном фиксированном значении коэффициента мощности нагрузки, а его установленна мощность в семь раз превышает установленную мощность эквивалентной однофазной нагрузки (несимметричную нагрузку сети можно представить в виде эквивалентных симметричной и однофазной).The device provides the symmetry of currents and voltages only with one fixed value of the load power factor, and its installed power is seven times higher than the installed power of the equivalent single-phase load (the unbalanced load of the network can be represented as equivalent symmetrical and single-phase).

Больша установленна мощность устройства объ сн етс тем, что его элементы подключаютс на напр жени сети с жестко заданными фазами. При таком подключении компенсаци токов нулевой последовательности сопровождаетс увеличе3- g нвем ГОКОВ обратной последовагельносги и ОЛЯ компенсации последних требуюгс дополнительные элементы, поцключаёмые на линейные напр жени сети (в данном случае цроссель). Целью изобретени вл етс снижение мощности и расширение диапазона симметрировани . .Дл этого в симметрирующем устройстве , содержащем дроссель и конденсатор, введен трансформатор, первична обмотка которого подключена к двум фазам сети, средний вьтод вторичной регулируемой обмотки подключен к третьей фазе, первые выводы конденсатора и дроссел подключены к разным выводам вторичной обмотки трансформатора, а вторые выводы конденсаторй и дроссел соединены друг с другом и подсоединены к нулевому проводу сети. На чертеже представлена принципиальна -электрическа -схема симметрирующего устройства. Устройство содержит конденсатор 1, дроссель 2, трансформатор 3, который имеет две обмотки: первичную обмотку 4, вторичную, регулируемую обмотку 5. Между двум фазами (например В и С), рассматриваемьшЕи как наименее загруженные , включена первична обмотка 4 трансформатора 3, а треть фаза сети (например А, рассматриваема как наиболее загруженна ) подключена к среднему выводу вторичной обмо.тки 5 трансформатора 3. Реактивные элементы 1 и 2 своими выводами включены между крайними регулируемыми выводами вторичной обмотки 5 трансформатора 3 и нулевым про вод1Юу1 сети (в данном примере О). За счет введени трансформатора с регулируемой вторичной обмоткой обеспечиваетс изменение фаз напр жений на ре- активных элементах (устран етс жест .кость фаз напр жений), что позвол ет снизить установленную мощность устройства и осуществл ть симметрирование токе и напр жений в трехфазной четырех- проводной сети при любом характере нагрузки . При регулировании на вторичной обмот ке трансформатора 3 обеспечиваютс фазы , и Чд напр жений Оц и Од реак тивных элементов 1 и 2 такими, йри которых векторы пульсирующих мощностей .-. NK Т - элементов создают ре зультирутащий вектор NCV наход щийс в противофазе с вектором пульсирующей мощности нагрузкиНн- Компенсаци токов нулевой последовательности обеспечиваетс при компенсации тока нагрузки 1 током i-cit который равен векторной сумме токов Т ц и I л реактивных элементов 1 .и 2, Проводимости элементов симметрирующего устройства определ ютс из следующих уравнений:... .. .JU -;v,i.o-,A-or+e S1V1 счА-ато ; iL Jfe4t,o) ) Ж(Чд-270оГ При практически возможном диапазоне фазового угла нагрузки - . ЭО диапазоны изменени фаз напр жений на конденсаторе и дросселе следующие: , При изменении фазного угла нагрузки по абсолютной величине от f, 0 до н 90 установленна мощность СУ измен етс от 1,925 5ц до 1,0 SH (где 5ц установленна мощность однофазной эквивалентной нагрузки), что значительно меньше по сравнению с установленной мощностью известных устройств. Таким образом, рассматриваема схема симметрирующего устройства обеспе- .чивает симметрирование во всем возможном диапазоне фазовых углов нагрузки при малой .мощности самого устройства. Формула и 3 о б р е т е .н и Симметрирующее устройство дл трехфазной четырехпроводной электрической сети, содержащее дроссель и конденсатор, отличающеес тем, что, с целью снижени мощности и расширени диапазона симметрировани , в него введен трансформатор, первична обмотка которого подключена к двум фазам сети, средний вьшоц вторичной регулируемой обмотки подключен .к третьел фазе, первые вы- воды конденсатора и дроссел подключены к разным выводам вторичной обмотки трансформатора, а вторые выводы конденсатора и цроссел соединены друг с другом и подсоединены к нулевому проводу сети Источники информации прин тые во внимание при экспертизе 1. Мил х А. Н., Шидловский А, К. и Кузнецов В. Г. Схемы симметрировани однофазных нагрузок в трехфазных цеп х. Киев, Наукова аумкаГ, 1973. 2. Авторское свидетельство СССР № 585526, кл. Н О2 J 3/26, 1976.The higher installed power of the device is due to the fact that its elements are connected to the mains voltage with fixed phases. With such a connection, the compensation of the zero-sequence currents is accompanied by an increase of 3– g in the output of the GOKS of the inverse sequence and the OLE compensation of the latter, additional elements connected to the line voltage (in this case, the choke) are required. The aim of the invention is to reduce power and extend the range of symmetrization. For this, in a balancing device containing a choke and a capacitor, a transformer is inserted whose primary winding is connected to two phases of the network, the middle of the secondary controlled winding is connected to the third phase, the first terminals of the capacitor and the throttle are connected to different terminals of the secondary winding of the transformer, and the second terminals the capacitor and the throttle are connected to each other and are connected to the neutral wire network. The drawing shows a principle -electric circuit diagram of a balancing device. The device contains a capacitor 1, choke 2, transformer 3, which has two windings: primary winding 4, secondary, adjustable winding 5. Between the two phases (for example, B and C), considered the least loaded, the primary winding 4 of transformer 3 is turned on, and the third the network phase (for example, A, considered as the most loaded) is connected to the secondary output of the secondary winding 5 of the transformer 3. The reactive elements 1 and 2 are connected between the outermost regulated leads of the secondary winding 5 of the transformer 3 and zero vy pro vodu1yu1 network (in this example, O). By introducing a transformer with an adjustable secondary winding, the phases of the voltages on the reactive elements are changed (the stiffness of the phases of the voltages is eliminated), which reduces the installed power of the device and balances the current and voltages in the three-phase four-wire network for any nature of the load. When regulating, the secondary windings of transformers Oc and Od of reactive elements 1 and 2 are provided to the secondary winding of the transformer 3 such that the vectors of pulsating powers are .-. NK T - elements create a resultant NCV vector out-of-phase with the vector of pulsating power load HH- Compensation of zero-sequence currents is provided when load current 1 is compensated by i-cit current which is equal to the vector sum of currents T c and I l The conductivities of the elements of the balancing device are determined from the following equations: ... ... .JU -; v, io-, A-or + e S1V1 schA-atoms; iL Jfe4t, o)) Ж (Чд-270оГ With a practically possible range of phase angle of load - EO, the ranges of phases of voltages on the capacitor and choke are as follows: When changing the phase angle of load in absolute value from f, 0 to n 90 SU varies from 1.925 5 c to 1.0 SH (where 5 c is the installed power of a single-phase equivalent load), which is significantly less than the installed power of the known devices. Thus, the considered circuit of the balancing device provides balancing in all A possible range of phase angles of load at a low power of the device itself. The formula and 3 are three and a balancing device for a three-phase four-wire electrical network containing a choke and a capacitor, characterized in that, in order to reduce the power and extend the range of symmetrization , a transformer, the primary winding of which is connected to two phases of the network, is inserted into it, the middle output of the secondary regulated winding is connected to the third phase, the first terminals of the capacitor and the throttle are connected to different terminals in of the toric winding of the transformer, and the second terminals of the capacitor and the trossel are connected to each other and connected to the zero wire of the network. Sources of information taken into account in the examination 1. Mil x AN, Shidlovsky A, K. and Kuznetsov V. G. Symmetry schemes single-phase loads in three-phase circuits. Kiev, Naukova AumkG, 1973. 2. USSR inventor's certificate No. 585526, cl. H O2 J 3/26, 1976.

Claims

SUMMARY OF THE INVENTION A balancing device for a three-phase four-wire electric network containing a choke and capacitor, • characterized in that, in order to reduce power and expand the range of symmetrization, a transformer is introduced into it, the primary winding of which is connected to two phases of the network, the middle terminal of the secondary adjustable winding is connected .to the third phase, the first terminals of the capacitor and the inductor are connected to different terminals of the secondary winding of the transformer, and the second terminals of the capacitor and the inductor are connected to each other other and connected to the neutral wire of the network.