SU955359A1 - Устройство последовательной компенсации трехфазной сети - Google Patents

Description

(54) УСТРОЙСТВО ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОЙ КОМПЕНСАЦИИ ТРЕХФАЗНОЙ СЕТИ

Изобретение относитс  к техническим средствам компенсации реактивной мощности, а также колебаний, отклонений и несимметрии напр жени  в трехфазных электрических сет х различного напр жени  и предназначено дл  применени  в сет х с резкопеременными или несимметричными нагрузками, такими как крупные асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором, дуговые плавильные печи, электросварка и т говые нагрузки.

Известно устройство дл  компенсации индуктивного сопротивлени  короткой сети, которое содержит три однофазных трехобмоточных трансформатора , две обмотки каждого из них включены в рассечку двух различных фаз, а к третьей подключена конденсаторна  батаре . При этом каждый трансформатор включен в разные пары фаз 1.

Недостатком, указанного устройства  вл етс  значительна  суммарна  мощность трансформаторов, из-за чего не обеспечиваютс  максимальный эффект на единицу мощности Элемен тов , минимальные габариты и стоимость устройства.

Наиболее близким к предлагаемому  вл етс  устройство последовательной кс лпенсации трехфазной сети, содержащее конденсаторные батареи, по крайней мере одна из которых под- соединена к соответствующей фазе сети посредством однофазного трансформатора И

Недостатком данного устройства

10  вл етс  то, что процесс симметрировани  требует дополнительных элементов управлени .

Цель изобретени  - повышение эффективности и надежности.

15

Поставленна  цель достигаетс  тем что в устройстве последовательной компенсации трехфазной сети, содержащем две конденсаторные батареи, включенные в разные фазы сети, и

20 однофазный трансформатор,обмотки которого включены в различные фазы сети , обмотки трансформатора включены встречно, причем одна из обмоток включена параллельно одному из кон25 денсаторрв, а втора  обмотка включена в фазу сети, в которую не включен конденсатор.

Устройство может быть снабжено дополнительным понизительным тран30 сформатором, к обмотке низкого напр жени  подсоединен второй конденсатор , при этом первый конденсатор подсоединен параллельно обмотке тра сформатора через дополнительную обмотку. На фигЛ показана принципиальна  схема устройства с двум  трансформа торами; на фиг,2 - векторна  диагра ма, по сн юща  принцип действи  устройства дл  случа  произвольной симметричной нагрузки; на фиг.З схема устройства с одним трансформа тором (вариант). Схема (фиг.1) предназначена дл  сетей низкого напр жени  (до 1000 В питающих, например, электродуговые плавильные печи, электросварочные агрегаты или асинхронные двигатели с короткозамкнутым ротором. Устройство содержит два однофазных трансформатора 1 и 2 и две конденсаторные батареи 3 и 4. В сет х низкого напр жени  падение напр жени  на элементах ус тройства не превышает нескольких дес тков вольт, поэтому требуетс  повыше ние напр жени  на конденсаторах до величины, конструктивно приемлемой дл  силовых конденсаторов переменного тока. С этой целью трансформатор 1 содержит две обмотки 5 и б, включенные встречно в различные фазы сети, и дополнительную обмотку 7 с существенно большим числом витков . Трансформатор 2 с обмотками 8 и 9 используетс  только дл  повышени  напр жени  на батарее 4. Емкостное падение напр жени  на первичной обмотке трансформатора 2 AUc отстает по фазе от тока 1с на 90° благодар  наличию батареи 4. В батарее 3 формируетс  ток, пропорци нальный комплексной разности токов IQ и 1 (показана штриховой линией ) , котора  по модулю { больше каждого из токов, в соответствии с встречным направлением обмоток 5 и 6. При этом указанна  разность токов фаз трансформируетс  в обмотку 7 и конденсаторную батарею 3, уменьша сь по модулю в соответствии с коэффициентом трансформации. Падение напр жени  на батарее 3 сдвинуто по фазе на относительно комплексной разности токов Ig и Т.. Соответственно направлены векто рь- падений напр жени  на первичных обмотках 5 и 6 трансформатора 1 AUa и одно из них совпадает по фазе с током If ,. другое находитс  в противофазе. В результате рациональ ного изменени  направлений векторов компенсирующих напр жений (дл  полу чени  симметричной трехфазной системы напр жений) падени  напр жени  на обмотках трансформатора долж ны быть в Y раз меньше, чем в изве ом, что обеспечивает повьааение эфективности и снижение габаритов устройства. Если индексам чисел витков обмоток трансформаторов присвоить номера согласно обозначени м на схеме, то можно ввести два коэффициента трансформации : Тогда параметры элементов устройства последовательной компбнсации определ ютс  из выражений: К -X, Са:Х, .+Хь K -ii-bi-b-E-i-a, -емкостное сопротивление конденсаторной батареи 3; -емкостное сопротивление конденсаторной батареи 4 ; XQ,XJ, - индуктивные сопротивлеи Xf. ПИЯ соответственно проводов а, Ь и с системы. Знак минус в выражении К соответствует встречному включению обмоток 5 и 6. Коэффициент трансформации Kg зависит от отношени  номинального напр жени  конденсаторов к расчетному компенсирующему падению напр жени . В частности, если требуетс  трехфазна  симметрична  емкостна  компенсаци  ( при ,) , имеем: К( -1, rf у c 2 1 с 2 Схема устройства (фиг.З) предназначена дл  сетей среднего и высокого напр жений (от 3 кВ и выше), например дл  т говых подстанций железных дорог с трехфазными трансформаторами . В этих случа х падение напр жени  на элементах устройства соответствует номиналу конденсаторов (обычно 0,66-1 кВ) или превышает его (в этом случае производитс  последовательное соединение конденсаторов в батарее). В этом варианте исполнени  второй трансформатор не требуетс , а первый имеет только две обмотки 5 и 6, к одной из которых подключена батаре  3. В формулах расчета параметров (1) и (2) принимаетс  , Второй Вариант устройства (фиг.З) особенно удобен дл  использовани  на т говых подстанци х железных дорог, где уже установлена батаре 

продольной компенсации в отсасывающем (заземленном) проводе. В этом случае требуетс  установка второй батареи 3, имеющей в три раза меньшее емкостное сопротивление и в дев ть раз меньшую мощность, с трансформатором 1, в качестве которого может быть использован, например , отсасывающий трансформатор типа ОМО-800/35-72У-1 с коэффициентом трансформации 1:1 и встречным включением обмоток.

Таким образом, без существенных затрат может быть увеличена степень продольной компенсации в два и боле раз с полым Слмметрированием напр жени  по плечам нагрузки. Ожидаемый экономический эффект при этом составит не менее 20 тыс.руб. на одну т говую подстанцию.

В сет х низкого напр жени  предлагаемое устройство обеспечивает автоматическое встречное регулирование напр жени , компенсацию реактивной мощности и усиление электрической сети. Это позвол ет снизить мощность понизительных трансформаторов , уменьшить сечение линий и снизить таким образом общие затраты на устройства электроснабжени . Ожидаемый эффект от применени  устройства в сет х низкого напр жени  составл ет 2-3 руб. на каждый киловатт мощности нагрузки.

Claims (2)

1.Устройство последовательной компенсации трехфазной сети, содержащее две конденсаторные батареи,

включенные в разные фазы сети, и однофазный трансформатор, обмотки которого включены в различные фазы сети, отличающеес  тем, что, с целью повышени  эффективности и надежности, обмотки трйнсформатора включены встречно, причем одна Из обмоток включена параллельно .одному из конденсаторов, а втора  обмотка включена в фазу сети, в которую не включен конденсатор.

2.Устройство ПОП.1, отличающеес  тем,, что, с целью снижени  габаритов, оно-снабжено . дополнительным п низительным. трансформатором , к обмотке низкого напр жени  подсоединен второй конденсатор , при этом первый конденсатор подсоединен параллельно обмотке трансформатора через дополнительную обмотку . .-

Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе

1 Авторское свидетельство СССР 614496, кл. Н 02 J 3/18, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 547911, кл. Н 02 J 3/26, 1974.

/ «иСлЭТ

. /

.3