SU961042A1

SU961042A1 - Apparatus for maintaining symmetry of currents in four-wire network

Info

Publication number: SU961042A1
Application number: SU813241578A
Authority: SU
Inventors: Анатолий Корнеевич Шидловский; Александр Дмитриевич Музыченко; Олег Григорьевич Денисенко; Алексей Петрович Трофименко
Original assignee: Институт Электродинамики Ан Усср
Priority date: 1981-02-02
Filing date: 1981-02-02
Publication date: 1982-09-23

Description

1one

Изобретение относитс к электротехнике и может быть использовано в трехфазных электрических сет х с нулевым проводом /иш симметрировани однофазных нагрузок.This invention relates to electrical engineering and can be used in three-phase electrical networks with a neutral conductor / single-phase load balancing circuit.

Известны симметрирующие устройства , которые используютс в электрических сет х дл симметрировани нагрузок, выполненные на основе автотрансформаторов с емкостными индуктивными симметрирующими элементами 1.Balancing devices are known that are used in electrical networks for balancing loads made on the basis of autotransformers with capacitive inductive balancing elements 1.

Однако эти устройства либо не позвол ют осуществл ть совместную компенсацию токов обратной и нулевой последовательностей, либо позвол ют, но имеют при этом больщук) установленную мощность.However, these devices either do not allow the joint compensation of the reverse and zero sequence currents, or they allow, but at the same time, have a greater installed power.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности вл етс устройство дл симметрировани токов в трехфазной электрической сети с нулевым проводом, которое содержит два реактивных элемента и два фазосдвигающих автотрансформатора с отпайками причем к одной фазе сети подключена одним концом обща точка соединени выводов однофазной нагрузки и автотрансформаторов, два другие вывода автотрансформаторов подключены к двум оставшимс фазам сети, при этом реактивные элементы одними выводами подключены к. отпайкам автотрансформаторов, а свободные выводы реактивных .элементов и нагрузки подключены к нулевому проводу сети 2.Closest to the proposed technical entity is a device for balancing currents in a three-phase electrical network with zero wire, which contains two reactive elements and two phase-shifting autotransformers with taps, with one end of the network connecting the single-phase load terminals and autotransformers, two the other terminals of the autotransformers are connected to the two remaining phases of the network, with the reactive elements being connected to the auto-transformer tapes by one of them. tori, and the free outputs of reactive elements and loads are connected to the neutral wire of the network 2.

Однако наличие в устройстве двух автотрансформаторов , которые, к тому же, дл полностью управл емого устройства должны быть выполнены с максимально возможным числом отпаек, что значительно усложн ет технологию их изготовлени и увеличивает стоимость. Устройство имеет сложную систему управлени , так как при изменении параметров нагрузки нужно обеспечить необходимые фазы напр жени на данных элементах. Дл этого нужно четыре группы силовых коммутаторов, число которых в группе определ етс количеством ступеней управлени .However, the presence of two autotransformers in the device, which, moreover, for a fully controlled device must be performed with the maximum possible number of taps, which greatly complicates the technology of their manufacture and increases the cost. The device has a complex control system, since when the load parameters change, it is necessary to provide the necessary voltage phases on these elements. To do this, four groups of power switches are needed, the number of which in the group is determined by the number of control stages.

Целью изобретени вл етс упрощение устройства.The aim of the invention is to simplify the device.

Поставленна цель достигаетс благодар тому, что устройство дл симметрировани токов в четырехпроводной сети с однофазной нагрузкой, подключенной между одним из фазных и нулевым проводом, содержащее симмет рирующие элементы, два вывода которых соединены в общую точку, ,и автотрансформатор , один из выводов которого подсоединен к той из фаз сети, к которой подсоединен вывод нагрузки, снабжено дополнительной регулируемой ковдснсаторной батареей, в качестве симметрирующих элементов применены регулируемый дроссель и регулируема конденсаторна батаре , второй вывод автотрансформатора подсоединен к общей точке симмет рирующих элементов, промежуточный отвод автотрансформатора подсоединен к нулевому проводу, а дополнительна конденсаторна батаре подсоединена к промежуточному отводу автотрансформатора и к его выводу, подключенному к фазе сети, причем сопротивлени симметрирующих элементов равны между собо и в 3 i раэа больше сопротивлени нагрузки На фиг. 1 представлена принципиальна схе ма устройства; на фиг. 2 - векторна диаграмма токов и напр жений устройства. Устройство содержит фазы цепи А, В, С, О, конденсаторную батарею 1, дроссель 2, автотрансформатор 3, общую точку 4 конденсаторной батареи и дроссел , подключенную к выво ду второй обмотки автотрансформатора, нагрузку 5, дополнительную конденсаторную баратею 6. Кроме того, векторна диаграмма токов и напр жений устройства включает фазы сети А, В, С, О, ток нагрузки IH, ток, протекающий по второй обмотке автотрансформатора , токи А- Cv с в фазах А, В, С, линейные напр жен Ц;Л АЪ- иц5;,напр жение конденсаторной батарее 1, напр жение Ue, дросселе 2, напр жениеU Qна второй обмотке. Работает устройство следующим образом. При подключении устройства к сети по кон денсаторной батарее под действием напр жени 04 епротекает ток %е . ±. по дроссел -d90° 3 зУъг.е 2 под действием напр жени иф е протекает ток VBu. Ф --- D e j900- - H зУЭ2це где , - токи, протекающие соответстве но по конденсаторной батарее и дросселю; и ф - ф.азное напр жение сети; Z - полное сопротивление нагрузки Токи конденсаторной батареи и дроссел определ ют соответственно токи в фазах ( и По второй обмотке автотрансформатора 3 протекает суммарный ток дроссел и KQFraenсаторной батареи, который равен l,(e,) i,,. Так как коэффициент трансформации автотранс форматора равен 2, то по первой его обмотке (А-0) протекает удвоенный ток по отношению к току во второй обмотке |AO 2 Цо 3 IH где 1дд- ток, протекающий по первой обмотке автотрансформатора. Ток в фазе А представл ет собой разность тока нагрузки (1 5) и тока первой обмотки автот)а 1сформатора (1до) Л н зи зи Таким образом получаем симметричную систему токов. При симметрировании нагрузки, измеи юП1ейс по величине, закон управлени конденсаторной батареей и дросселем должен обеспечить величину их реактивного сопротивлении равную 3 f3 сопротивлени нагрузки. П.ри этом можно использовать секциопйровапие конденсаторной батареи и дроссел в соответствии с изменением нагрузки включать или выключать секции. Можно секционировать только конденсаторную батарею и включать отдельные секции конденсаторной батареи параллельно дросселю. Закон управлени дополнительной кондепсаторной батареи должен обеспечивать полную компенса1шю индуктивного сопротивлени нагрузки. Предлагаемое устройство выгодно отличаетс от известного, так как содержит только один автотрансформатор с одной отпайкой (в известном два автотрансформатора с больщим количеством отпаек), содержит три группы силовых коммутаторов (в известном 4) и более простую систему управлени , так как достаточно обеспечить зависимости . . где Гц - активное сопротивление нагрузки; XH- индуктивное сопротивление нагрузки; X, - индуктивное сопротивление дроссел ; Xj - емкостное сопротивление конденсаторной батареи; САОП бмкостное сопротивление дополнительной конденсаторной батареи. Кроме того, устройство позвол ет использовать без завышени установленной мощности серийно выпускаемые конденсаторы, так как они включены на линейное и фазное напр жение (в известном конденсаторы наход тс под на тр жением меньше фазного). This goal is achieved due to the fact that a device for balancing currents in a four-wire network with a single-phase load connected between one of the phase and neutral wires, containing balancing elements, two terminals of which are connected to a common point, and an autotransformer, one of which terminals is connected to that of the phases of the network to which the load output is connected, is equipped with an additional adjustable capacitor battery, an adjustable choke and an adjustable cond are used as balancing elements The secondary battery, the second output of the autotransformer is connected to the common point of the balancing elements, the intermediate lead of the autotransformer is connected to the neutral wire, and the additional capacitor battery is connected to the intermediate lead of the autotransformer and its output connected to the mains phase, and the resistances of the balancing elements are equal between themselves and 3 i raea more load resistance. FIG. 1 shows the basic scheme of the device; in fig. 2 is a vector diagram of device currents and voltages. The device contains the phases of the circuits A, B, C, O, capacitor battery 1, choke 2, autotransformer 3, common point 4 of the capacitor battery and the throttle connected to the output of the second winding of the autotransformer, load 5, additional capacitor battery 6. In addition, the vector the current and voltage diagram of the device includes the network phases A, B, C, O, the load current IH, the current flowing through the second winding of the autotransformer, the currents A – Cv c in phases A, B, C, the linear voltages C; L Ab– 5;, voltage of capacitor battery 1, voltage Ue, choke 2, voltage Eu Qna second winding. The device works as follows. When the device is connected to the mains by a capacitor battery under the action of voltage 04, a current flows% e. ±. Drossel -d90 ° 3 of the connector. 2 under the action of a voltage, if the current flows through the current VBu. Ф --- D e j900- - H ЗУЭ2це, where, are the currents flowing in accordance with the capacitor battery and the choke; and f - phasic network voltage; Z is the load impedance. The currents of the capacitor battery and the droplets determine the currents in the phases respectively (and the total winding of the throttles and the KQFraence battery, which is equal to l, (e,) i ,, flows through the second winding of the autotransformer 3. Since the transformation ratio of the autotransformer is 2, then its first winding (A-0) flows twice the current relative to the current in the second winding | AO 2 TcO 3 IH where 1 dd-current flowing through the first winding of the autotransformer. The current in phase A is the load current difference ( 1 5) and the first auto winding current m) a 1formator (1do) Lnie zi Thus we obtain a symmetrical system of currents. When balancing the load, measuring the displacement by magnitude, the law of control of the capacitor battery and the choke should ensure the magnitude of their reactance equal to 3 f3 of the load resistance. In this case, it is possible to use a section capacitor bank and throttle in accordance with the load change to turn sections on or off. You can only partition the capacitor bank and include separate sections of the capacitor bank parallel to the choke. The control law of the additional de-coupling battery should provide full compensation for the inductive load impedance. The proposed device favorably differs from the known one, since it contains only one autotransformer with one tap (there are two autotransformers with a larger number of taps), contains three groups of power switches (in known 4) and a simpler control system, since it is enough to provide dependencies. . where Hz is the active load resistance; XH - inductive load impedance; X, is the inductive resistance of the drossel; Xj is the capacitance of a capacitor bank; SAOP capacitance additional capacitor bank. In addition, the device allows the use of commercially available capacitors without overstating the installed power, since they are connected to linear and phase voltages (in a known capacitor, the voltage is less than phase voltage).

Claims

Claim

A device for balancing currents in a four-wire network with a single-phase load connected between one of the phase and zero wires ^ containing balancing elements, two terminals of which are connected to a common point, and an autotransformer, one of the terminals of which is connected to one of the phases of the network, to which the load terminal is connected, it is about τη and: moreover, in order to simplify the device, it is equipped with an additional 20 adjustable capacitor bank, an adjustable inductor and a regulator are used as balancing elements Rui condenser battery, a second terminal connected to the autotransformer sheathe point of balancing elements, an intermediate tap of the autotransformer is connected to the zero wire. and an additional capacitor bank is connected to the intermediate tap of the autotransformer and its output connected to the phase of the network, and the resistances of the balancing elements are equal to each other and are 3 times greater than the load resistance.