UA82728C2 - Method and device for three-phase voltage compensation - Google Patents
Method and device for three-phase voltage compensation Download PDFInfo
- Publication number
- UA82728C2 UA82728C2 UAA200605440A UAA200605440A UA82728C2 UA 82728 C2 UA82728 C2 UA 82728C2 UA A200605440 A UAA200605440 A UA A200605440A UA A200605440 A UAA200605440 A UA A200605440A UA 82728 C2 UA82728 C2 UA 82728C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- phase
- network
- zero
- consumer
- linear
- Prior art date
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 49
- 230000009466 transformation Effects 0.000 claims abstract description 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 67
- 230000008569 process Effects 0.000 claims description 10
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 9
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 6
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 3
- 238000000844 transformation Methods 0.000 claims description 2
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 abstract description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 241000238424 Crustacea Species 0.000 description 1
- 101000616562 Danio rerio Sonic hedgehog protein A Proteins 0.000 description 1
- 235000001018 Hibiscus sabdariffa Nutrition 0.000 description 1
- 101100533441 Neurospora crassa (strain ATCC 24698 / 74-OR23-1A / CBS 708.71 / DSM 1257 / FGSC 987) she-9 gene Proteins 0.000 description 1
- 235000005291 Rumex acetosa Nutrition 0.000 description 1
- 240000007001 Rumex acetosella Species 0.000 description 1
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 description 1
- 230000005520 electrodynamics Effects 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 238000013178 mathematical model Methods 0.000 description 1
- 230000010349 pulsation Effects 0.000 description 1
- 235000003513 sheep sorrel Nutrition 0.000 description 1
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 1
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
Abstract
Description
Спосіб та пристрій для симетрування трифазних напруг відноситься до електротехніки та електроенергетики. Він призначений для зменшення несиметрії лінійних напруг у високовольтних та низьковольтних трифазних мережах, у тому числі в розподільчих чотирипровідних мережах. Пристрій може бути використаний для регулювання коефіцієнту несиметрії за зворотною послідовністю трифазних напруг, наприклад, для живлення трифазних двигунів та інших споживачів, чутливих приймачів до несиметрії трифазних напруг.The method and device for balancing three-phase voltages refers to electrical engineering and power engineering. It is designed to reduce the asymmetry of line voltages in high-voltage and low-voltage three-phase networks, including distribution four-wire networks. The device can be used to adjust the asymmetry coefficient according to the reverse sequence of three-phase voltages, for example, to power three-phase motors and other consumers, receivers sensitive to the asymmetry of three-phase voltages.
Відомий спосіб симетрування трифазних напруг на приймачах споживача, при якому змінюють ступінь несиметрії живильних напруг трифазної мережі (1|, при якому симетрію досягають параметрично, тобто незалежно від параметрів несиметрії напруг (величини та фазного кута). Для цього зменшують опір нульової послідовності трансформаторів та автотрансформаторів шляхом зміни схеми з'єднань. При цьому способі задовільно симетрують фазні трифазні напруги. Недолік способу полягає у тому, що параметричні способи принципово не можуть виконувати симетрування лінійних напруг трифазної мережі.There is a known method of balancing three-phase voltages at consumer receivers, in which the degree of asymmetry of the supply voltages of the three-phase network is changed (1|, in which symmetry is achieved parametrically, that is, regardless of the parameters of voltage asymmetry (magnitude and phase angle). For this, the zero-sequence resistance of transformers and autotransformers is reduced by changing the connection scheme. With this method, phase-to-phase three-phase voltages are satisfactorily balanced. The disadvantage of the method is that parametric methods cannot, in principle, perform balancing of linear voltages of a three-phase network.
Відомий спосіб симетрування трифазних напруг (21, при якому симетрію досягають шляхом зміни опорів конденсаторних батарей та котушок індуктивності (реакторів). З цією метою перемикають виводи секцій конденсаторних батарей або/га котушок індуктивностей. Недолік способу - велика встановлена потужність реактивних елементів, яка складає не менше 11595 потужності приймача енергії.There is a known method of balancing three-phase voltages (21), in which symmetry is achieved by changing the resistances of capacitor banks and inductors (reactors). For this purpose, the terminals of sections of capacitor banks or/and inductors are switched. The disadvantage of the method is the large installed power of the reactive elements, which is not less than 11595 power receiver energy.
Відомий спосіб симетрування трифазних напруг ІЗ-6Її, при якому симетрію досягають шляхом перемикання виводів трифазних або/та однофазних трансформаторів. Недолік способу - велика встановлена потужність трансформаторів, яка досягає 130-15095 і більше від потужності навантаження споживача.There is a known method of balancing three-phase voltages IZ-6Yi, in which symmetry is achieved by switching the outputs of three-phase and/or single-phase transformers. The disadvantage of the method is the large installed capacity of the transformers, which reaches 130-15095 or more of the load capacity of the consumer.
Найближчим аналогом до способу, що заявляється є спосіб симетрування трифазних напруг І7|, при якому перемикають виводи обмоток однофазних вольтодобавочних трансформаторів за допомогою силових ключів, а середню точку силової схеми приєднують до нульової фази живильної мережі. Недолік способу - тривалість перерви електропостачання сягає від 100 мілісекунд до 300 мілісекунд, що перевищує допустиму норму перерви живлення у 10-30 разів. Крім того, спосіб має недостатню точність підтримання необхідної несиметрії, яка у багатьох випадках не повинна перевищувати 0,595-195.The closest analogue to the proposed method is the method of balancing three-phase voltages I7|, in which the terminals of the windings of single-phase step-up transformers are switched using power switches, and the middle point of the power circuit is connected to the zero phase of the power supply network. The disadvantage of this method is that the duration of the power supply interruption ranges from 100 milliseconds to 300 milliseconds, which is 10-30 times higher than the permissible rate of power interruption. In addition, the method has insufficient accuracy to maintain the necessary asymmetry, which in many cases should not exceed 0.595-195.
У зв'язку з цим була поставлена задача: забезпечити неперервність електропостачання при перемиканні силових ключів у процесі регулювання симетрії лінійних трифазних напруг і підвищити точність симетрування.In this regard, the task was set: to ensure continuity of power supply when switching power switches in the process of regulating the symmetry of linear three-phase voltages and to increase the accuracy of balancing.
Поставлена задача вирішена шляхом розширення області симетрування і розмежування вказаної області у відповідності до зміни фазного кута та модуля коефіцієнту несиметрії трифазних напруг, а саме тим, що у способі симетрування трифазних напруг споживача, при якому змінюють ступінь несиметрії напруг живильних трифазної мережі, для чого переключають виводи обмоток трансформаторів та автотрансформаторів з допомогою силових ключів та суміщають окремі фази різних систем напруг, трифазну систему напруг живильної трифазної мережі перетворюють у шестифазну систему напруг з нульовою фазою, шестифазну систему напруг повертають на фазний кут жл/б або -л/б, нульову фазу шестифазної системи напруг суміщають за потенціалом з однією лінійною фазою живильної трифазної мережі, а вказані перетворення проводять з допомогою перетворювача фаз, перед переключенням комутовану фазу трифазної мережі споживача відключають за допомогою силового ключа від однієї з фаз шестифазної мережі, після закінчення перехідних процесів у електричних колах указану комутовану фазу трифазної мережі споживача приєднують до іншої фази шестифазної системи напруг, а під час указаного переключення знижують опір нульової послідовності трифазної мережі споживача.The problem is solved by expanding the symmetrization area and delimiting the specified area in accordance with the change in the phase angle and the modulus of the asymmetry coefficient of three-phase voltages, namely, that in the method of balancing the three-phase voltages of the consumer, in which the degree of asymmetry of the feeder voltages of the three-phase network is changed, for which the outputs are switched the winding of transformers and autotransformers with the help of power switches and combine individual phases of different voltage systems, the three-phase voltage system of the three-phase supply network is transformed into a six-phase voltage system with a zero phase, the six-phase voltage system is turned to the phase angle zl/b or -l/b, the zero phase of the six-phase voltage systems are matched by potential with one linear phase of the three-phase power supply network, and the indicated transformations are carried out using a phase converter, before switching, the switched phase of the consumer's three-phase network is disconnected with the help of a power switch from one of the phases of the six-phase network, after the transition processes in electrical circuits, the specified switched phase of the consumer's three-phase network is connected to another phase of the six-phase voltage system, and during the specified switching, the resistance of the zero sequence of the consumer's three-phase network is reduced.
Трифазну систему напруг живильної мережі перетворюють у дванадцятифазну систему напруг з нульовою фазою, дванадцятифазну систему напруг повертають на фазний кут кл/б або -л/6, нульову фазу дванадцятифазної системи напруг суміщають за потенціалом з лінійною фазою живильної трифазної мережі, причому з її лінійною фазою, яку суміщають з нульовою фазою шестифазної системи напруг, а комутуючу лінійну фазу мережі споживача з допомогою силових ключів переключають між фазами як шестифазної, так і дванадцятифазної системи напруг.The three-phase voltage system of the power supply network is converted into a twelve-phase voltage system with a zero phase, the twelve-phase voltage system is turned to the phase angle kl/b or -l/6, the zero phase of the twelve-phase voltage system is combined by potential with the linear phase of the three-phase power supply network, and with its linear phase , which is combined with the zero phase of the six-phase voltage system, and the switching linear phase of the consumer's network is switched between the phases of both the six-phase and twelve-phase voltage systems using power switches.
Трифазну систему напруг живильної мережі перетворюють у вісімнадцятифазну систему напруг з нульовою фазою, вісімнадцятифазну систему напруг повертають на фазний кут кл/18 або -л/18, нульову фазу вісімнадцятифазної системи напруг суміщають за потенціалом з лінійною фазою живильної трифазної мережі, яку суміщають з нульовою фазою шестифазної системи напруг, а комутуючу лінійну фазу мережі споживача з допомогою силових ключів переключають між фазами як шестифазної та дванадцятифазної систем напруг, так і вісімнадцятифазної систем напруг.The three-phase voltage system of the supply network is converted into an eighteen-phase voltage system with a zero phase, the eighteen-phase voltage system is turned to a phase angle of kl/18 or -l/18, the zero phase of the eighteen-phase voltage system is combined by potential with the linear phase of the three-phase supply network, which is combined with the zero phase six-phase voltage system, and the switching linear phase of the consumer's network is switched between the phases of both six-phase and twelve-phase voltage systems, and eighteen-phase voltage systems with the help of power switches.
Для більшого розширення області симетрування трифазну систему напруг живильної мережі перетворюють у двадцятичотирьохфазну систему напруг з нульовою фазою, двадцятичотирьохфазну систему напруг повертають на фазний кут кл/18 або -л/18, нульову фазу двадцятичотирьохфазної системи напруг суміщають за потенціалом з лінійною фазою живильної трифазної мережі, яку суміщають з нульовою фазою шестифазної системи напруг, а комутуючу лінійну фазу мережі споживача з допомогою силових ключів переключають між фазами як шестифазної, дванадцятифазної та вісімнадцятифазної систем напруг, так і двадцятичотирьохфазної системи напруг.To further expand the symmetrization area, the three-phase voltage system of the supply network is transformed into a twenty-four-phase voltage system with a zero phase, the twenty-four-phase voltage system is turned to the phase angle kl/18 or -l/18, the zero phase of the twenty-four-phase voltage system is combined by potential with the linear phase of the three-phase supply network, which is combined with the zero phase of the six-phase voltage system, and the switching linear phase of the consumer network is switched between the phases of the six-phase, twelve-phase and eighteen-phase voltage systems, and the twenty-four-phase voltage system with the help of power switches.
Процеси перетворення трифазної системи напруг в шестифазну та дванадцятифазну та інші системи напруг суміщають в одному електромагнітному елементі.The processes of converting a three-phase voltage system into six-phase and twelve-phase and other voltage systems are combined in one electromagnetic element.
Зниження опору нульової послідовності трифазної мережі споживача виконують за допомогою приєднаного до неї електромагнітного чотириполюсника, наприклад, фільтру струмів нульової послідовності.Reducing the zero-sequence resistance of the consumer's three-phase network is performed with the help of an electromagnetic four-pole connected to it, for example, a zero-sequence current filter.
Вимірюють модуль та фазний кут вектора напруги зворотної послідовності трифазної живильної мережі, за модулем та фазним кутом якого обчислюють порядковий номер того силового ключа, з допомогою якого комутовану лінійну фазу мережі споживача приєднують до виводів обмоток перетворювача фаз.The modulus and phase angle of the reverse sequence voltage vector of the three-phase supply network are measured, and the serial number of the power key with which the switched linear phase of the consumer network is connected to the terminals of the phase converter windings is calculated from the modulus and phase angle of the voltage vector.
Вимірюють модулі трьох лінійних напруг живильної мережі, за модулями цих напруг обчислюють модулі напруг зворотної послідовності всіх трикутників напруг, утворених двома некомутованими фазами мережі споживача та кожною фазою перетворювача фаз, обчислені модулі порівнюють між собою і обирають той трикутник напруг, а отже і номер силового ключа, який забезпечує мінімальну несиметрію трифазної мережі споживача.The modules of three linear voltages of the supply network are measured, the modules of the reverse sequence voltages of all voltage triangles formed by two non-commutated phases of the consumer network and each phase of the phase converter are calculated based on the modules of these voltages, the calculated modules are compared with each other and that voltage triangle is selected, and therefore the number of the power switch , which ensures minimal asymmetry of the consumer's three-phase network.
Відомий пристрій для симетрування трифазних напруг споживача |З), що має тристрижневий магнітопровід, на кожному стрижні якого розміщена перша та друга обмотки. Перша обмотка, яка розміщена на одному стрижні, та друга обмотка, яка розміщена на другому стрижні, між собою ввімкнені послідовно. Три такі послідовні з'єднання ввімкнені в зірку й променями приєднані до лінійних фаз трифазної мережі. Спільна точка зірки приєднана до нульової фази мережі. Пристрій задовільно симетрує фазні напруги. Недолік пристрою полягає в тому, що пристій принципово не може симетрувати лінійні напруги мережі.A known device for balancing three-phase voltages of the consumer |Z), which has a three-core magnet wire, on each core of which the first and second windings are placed. The first winding, which is placed on one rod, and the second winding, which is placed on the second rod, are connected in series with each other. Three such serial connections are switched on in a star and connected by rays to the linear phases of a three-phase network. The common point of the star is connected to the zero phase of the network. The device satisfactorily balances the phase voltages. The disadvantage of the device is that the device cannot, in principle, balance the line voltages of the network.
Відомі пристрої для симетрування трифазних напруг (9-12), що включають котушки індуктивності (дроселі) та конденсаторні батареї, ввімкнені між лінійними фазами мережі. Серед таких пристроїв найбільш відомою є схема Штейнметца (|І9). В загальному випадку такі пристрої включають шість регульованих елементів, із яких три - котушки індуктивності, а три інші - конденсаторні батареї. Такі пристрої задовільно симетрують лінійні напруги трифазної мережі. Недоліки таких пристроїв: труднощі виконання регульованих котушок індуктивностей та конденсаторних батарей; висока вартість пристрою.Known devices for balancing three-phase voltages (9-12), including inductors (chokes) and capacitor banks, are included between the linear phases of the network. Among such devices, the most famous is the Steinmetz scheme (|I9). In general, such devices include six adjustable elements, of which three are inductors, and the other three are capacitor banks. Such devices satisfactorily balance the line voltages of a three-phase network. Disadvantages of such devices: difficulty in making adjustable inductors and capacitor banks; high cost of the device.
Відомі пристрої для симетрування трифазних напруг 1І3-6)Ї), які включають основні трифазні трансформатори та додаткові трифазні трансформатори, комутуючі ключі та блок керування. Трифазні основні та додаткові трансформатори мають різноманітні схеми приєднання між собою та мережею.Known devices for balancing three-phase voltages 1І3-6)І), which include main three-phase transformers and additional three-phase transformers, switching keys and a control unit. Three-phase main and additional transformers have various connection schemes between themselves and the network.
Наприклад, обмотки основних та додаткових трансформаторів між собою можуть бути з'єднані за Т- подібною схемою. Ці пристрої мають задовільні регульовані характеристики ступеню симетрії лінійних напруг. Недоліки пристроїв: порівняно велика встановлена потужність основних та додаткових трансформаторів, недостатньо жорстка зовнішня вольт-амперна характеристика та недостатня надійність роботи блоків керування.For example, the windings of the main and additional transformers can be connected to each other according to a T-shaped scheme. These devices have satisfactory adjustable characteristics of the degree of symmetry of line voltages. Disadvantages of the devices: the relatively large installed power of the main and additional transformers, the insufficiently rigid external current-voltage characteristic and the insufficient reliability of the operation of the control units.
Найближчим аналогом (прототипом) пристрою, який заявляється, є пристрій для симетрування напруг у трифазній чотирипровідній мережі із глухим заземленням нейтралі (7), який містить затискачі лінійних фаз живильної мережі та затискачі лінійних фаз споживача, трифазний трансформатор, три однофазні вольтодобавочні трансформатори, силові ключі та блок керування. Пристрій має меншу на 2595-3095 встановлену потужність за попередні пристрої. Недоліки пристрою: перерви електропостачання приймача електричної енергії при перемиканні силових ключів; велика (подвійна) установлена потужність; неточність роботи блоків керування. Останнє пояснюється тим, що симетрія лінійних напруг досягається шляхом пофазного керування у кожній фазі окремо за умови, що всі три лінійні напруги змінюються незалежно одна від інших, хаотично за випадковими законами.The closest analogue (prototype) of the claimed device is a device for balancing voltages in a three-phase, four-wire network with a blind grounding of the neutral (7), which contains clamps of the linear phases of the supply network and clamps of the linear phases of the consumer, a three-phase transformer, three single-phase step-up transformers, power switches and control unit. The device has 2595-3095 less installed capacity than previous devices. Disadvantages of the device: interruptions in the power supply of the receiver of electrical energy when switching power switches; large (double) installed capacity; inaccuracy of control units. The latter is explained by the fact that the symmetry of the line voltages is achieved by phase-by-phase control in each phase separately, provided that all three line voltages change independently of each other, chaotically according to random laws.
У зв'язку з цим була поставлена задача: забезпечити неперервність електропостачання при перемиканні силових ключів у процесі регулювання симетрії лінійних трифазних напруг; зменшити встановлену потужність пристрою; підвищити точність і надійність роботи блоку керування.In this regard, the task was set: to ensure continuity of power supply when switching power switches in the process of regulating the symmetry of linear three-phase voltages; reduce the installed power of the device; increase the accuracy and reliability of the control unit.
Поставлена задача вирішена шляхом комутації ключів лише в одній фазі, а саме завдяки тому, що: у пристрій для симетрування трифазних напруг споживача, який містить затискачі лінійних та нульової фаз живильної трифазної мережі та затискачі лінійних та нульової фаз мережі споживача, силові ключі та блок керування, тристрижневий магнітопровід, на кожному стрижні якого розміщені принаймні по одній обмотці з виводами, які з'єднані між собою у трикутник, вершини якого приєднані до лінійних фаз живильної мережі, додано шість перших додаткових обмоток, розміщених по дві обмотки на кожному стрижні, та чотириполюсник з мінімально малим опором нульової послідовності, шість перших додаткових обмоток одними виводами з'єднані між собою і приєднані до затискача однієї з лінійних фаз живильної трифазної мережі, шість перших додаткових обмоток ввімкнені між собою у шестипроменеву зірку так, що потенціали других виводів шести перших додаткових обмоток є потенціалами шестифазної системи напруг, шість перших додаткових обмоток мають однакову кількість витків, кожен затискач другої і третьої лінійних фаз, а також затискач нульової фази живильної мережі приєднані по одному до одного із затискачів однойменних фаз мережі споживача, а затискач третьої (комутованої) лінійної фази мережі споживача приєднаний до кожного першого виводу всіх силових ключів, кожен другий вивід силового ключа по одному приєднаний до одного другого виводу шести перших додаткових обмоток шестифазної системи напруг, а затискачі лінійних та нульової фаз електромагнітного чотириполюсника приєднані відповідно до затискачів мережі споживача.The task is solved by switching the switches in only one phase, namely due to the fact that: in the device for balancing the three-phase voltages of the consumer, which contains the clamps of the linear and zero phases of the supply three-phase network and the clamps of the linear and zero phases of the consumer network, power switches and a control unit , a three-core magnet wire, on each core of which there is at least one winding with terminals that are connected to each other in a triangle, the vertices of which are connected to the linear phases of the power network, six first additional windings are added, two windings are placed on each core, and a four-pole with minimally small zero-sequence resistance, the six first additional windings are interconnected by one terminal and connected to the clamp of one of the linear phases of the three-phase power supply network, the six first additional windings are connected to each other in a six-ray star so that the potentials of the second terminals of the six first additional windings are potentials of a six-phase voltage system, six per of additional windings have the same number of turns, each clamp of the second and third linear phases, as well as the clamp of the zero phase of the supply network are connected one to one of the clamps of the same phases of the consumer network, and the clamp of the third (switched) linear phase of the consumer network is connected to each first terminal of all power switches, every second output of the power switch is connected one by one to one second output of the first six additional windings of the six-phase voltage system, and the terminals of the linear and zero phases of the electromagnetic four-pole are connected, respectively, to the terminals of the consumer network.
Шестифазна та дванадцятифазна системи напруг суміщені в перетворювачі фаз, у зв'язку з вказаним суміщенням до пристрою додано шість других додаткових обмоток, а кожна з шести перших додаткових обмоток виконана з двома проміжними виводами, перший з яких ділить кожну з шести перших додаткових обмоток у відношенні 0,5:0,5, а другий - у відношенні 37/2(1-37172), кожен з перших виводів шести других додаткових обмоток приєднаний по одному до одного другого проміжного виводу кожної з шести перших додаткових обмоток, а кожен з других виводів шести других додаткових обмоток по одному приєднаний до одного другого виводу силового ключа першої групи, кожен перший проміжний вивід кожної з шести перших додаткових обмоток по одному приєднаний до одного другого виводу силового ключа другої групи, кожен другий вивід кожної з шести перших додаткових обмоток по одному приєднаний до одного другого виводу силового ключа третьої групи, лінійна фаза живильної трифазної мережі, яка суміщена з нульовими фазами шестифазної та інших багатофазних систем напруг, приєднана до другого виводу одного силового ключа.The six-phase and twelve-phase voltage systems are combined in the phase converter, in connection with the specified combination, six second additional windings are added to the device, and each of the first six additional windings is made with two intermediate terminals, the first of which divides each of the first six additional windings with respect to 0.5:0.5, and the second - in the ratio 37/2(1-37172), each of the first terminals of the six second additional windings is connected one to one second intermediate terminal of each of the six first additional windings, and each of the second terminals of six second additional windings, one is connected to one second terminal of the power key of the first group, each first intermediate terminal of each of the first six additional windings is connected to one second terminal of the power key of the second group, each second terminal of each of the first six additional windings is connected to one to one second terminal of the power switch of the third group, the linear phase of the three-phase power supply network, which is combined with zero phases six-phase and other multiphase voltage systems, connected to the second output of one power switch.
Електромагнітний чотириполюсник з мінімально малим опором нульової послідовності виконано у вигляді фільтру струмів нульової послідовності, обмотки якого ввімкнені у зигзаг.Electromagnetic four-pole with minimal zero-sequence resistance is made in the form of a zero-sequence current filter, the windings of which are connected in a zigzag pattern.
Електромагнітний чотириполюсник з мінімально малим опором нульової послідовності виконано у вигляді фільтру струмів нульової послідовності, обмотки якого ввімкнені за Х-подібною схемою.Electromagnetic four-pole with minimal zero-sequence resistance is made in the form of a zero-sequence current filter, the windings of which are connected according to the X-shaped circuit.
Розглянемо графічні матеріали.Let's consider graphic materials.
На Фіг.1 показана блок-схема пристрою для симетрування трифазних напруг, який реалізує спосіб.Figure 1 shows a block diagram of a device for balancing three-phase voltages, which implements the method.
На Фіг.2,а на топографічному (фазорному) зображенні показане перетворення трифазної системи напруг у шестифазну.In Fig. 2, a topographic (phasor) image shows the transformation of a three-phase voltage system into a six-phase one.
На Ффіг2,в на топографічному зображенні показане суміщення трифазної системи напруг з шестифазною.In Fig. 2, the topographic image shows the combination of a three-phase voltage system with a six-phase one.
На Ффіг.З,а на топографічному зображенні показане перетворення трифазної системи напруг у дванадцятифазну систему.Figure 3a shows the transformation of a three-phase voltage system into a twelve-phase system on a topographical image.
На Ффіг.З,в на топографічному зображенні показане суміщення трифазної системи напруг з шестифазною та дванадцятифазною системами.In Fig. 3c, the topographic image shows the combination of a three-phase voltage system with six-phase and twelve-phase systems.
На Фіг.4 показана блок-схема пристрою для симетрування трифазних напруг споживача.Figure 4 shows a block diagram of the device for balancing three-phase consumer voltages.
На Фіг.1 позначено: А, В, С, 0 та Ас, Вс, Сс, 0с - затискачі фаз живильної трифазної мережі та затискачі трифазної мережі споживача відповідно; 1 - перетворювач фаз трифазної системи напруг в одну або декілька багатофазних систем напруг; 2 - блок силових ключів; З - зменшувач опору нульової послідовності мережі споживача; 4 - блок керування; КІ, К2, КЗ, ..., Кі, ..., Кт - силові ключі.In Fig. 1 are marked: A, B, C, 0 and Ac, Bs, Cs, 0s - clamps of the phases of the three-phase supply network and clamps of the consumer's three-phase network, respectively; 1 - phase converter of a three-phase voltage system into one or more multiphase voltage systems; 2 - block of power keys; C - zero-sequence resistance reducer of the consumer's network; 4 - control unit; KI, K2, KZ, ..., Ki, ..., Kt - power keys.
На Фіг.2,а позначено: А, В, С, 0 - затискачі фаз живильної трифазної мережі; А1, А2, АЗ, ..., Аб та о - затискачі лінійних та нульової фаз утвореної шестифазної системи напруг відповідно.In Fig. 2a, the following are marked: A, B, C, 0 - clamps of the phases of the three-phase power supply network; A1, A2, AZ, ..., Ab and o - clamps of linear and zero phases of the formed six-phase voltage system, respectively.
На Фіг.2,в позначено: А, В, С - затискачі лінійних фаз живильної мережі; А1, А2, АЗ, ..., Аб та А - положення лінійних та нульової фаз шестифазної системи напруг відповідно після суміщення нульової фази (о) шестифазної системи напруг з однією лінійною фазою (А) живильної трифазної системи.In Fig. 2, c are marked: A, B, C - clamps of linear phases of the power supply network; A1, A2, AZ, ..., Ab and A are the positions of the linear and zero phases of the six-phase voltage system, respectively, after combining the zero phase (o) of the six-phase voltage system with one linear phase (A) of the three-phase power supply system.
На Фіг.З,а позначено: А, Ві С, 0 - затискачі фаз живильної трифазної мережі; А7, Ав, А9, ..., А18 та о - затискачі лінійних та нульової фаз утвореної дванадцятифазної системи напруг відповідно.In Fig. 3a, the following are marked: A, B and C, 0 - clamps of the phases of the three-phase power supply network; A7, Av, A9, ..., A18 and o - clamps of the linear and zero phases of the formed twelve-phase voltage system, respectively.
На Фіг.3,8 позначено: А, В, С - затискачі лінійних фаз живильної мережі; А7, А2, АЗ, ..., Аб, А - положення затискачів лінійних та нульової фаз шестифазної системи напруг відповідно після суміщення нульової фази (о) шестифазної та дванадцятифазної систем напруг з однією лінійною фазою (А) живильної трифазної системи ; А7, А8, А9, ..., А18 - положення лінійних фаз утвореної дванадцятифазної системи напруг відповідно після суміщення нульової фази (о) шестифазної та дванадцятифазної систем напруг з однією лінійною фазою (А) живильної трифазної системи; 4, 5, 6, ..., 10 - вузли на топографічному зображення у системі електромагнітних зв'язків перетворювача трифазної системи напруг в шестифазну та дванадцятифазну систем напруг.On Fig. 3,8 are marked: A, B, C - clamps of linear phases of the power supply network; A7, A2, AZ, ..., Ab, A - the position of the clamps of the linear and zero phases of the six-phase voltage system, respectively, after combining the zero phase (o) of the six-phase and twelve-phase voltage systems with one linear phase (A) of the feeding three-phase system; A7, A8, A9, ..., A18 - the position of the linear phases of the formed twelve-phase voltage system, respectively, after combining the zero phase (o) of the six-phase and twelve-phase voltage systems with one linear phase (A) of the feeding three-phase system; 4, 5, 6, ..., 10 - nodes on the topographic image in the system of electromagnetic connections of the converter of the three-phase voltage system into the six-phase and twelve-phase voltage systems.
На Фіг.4 позначено: А, В, С, 0 та Ас, Вс, Сс, Ос - затискачі живильної трифазної мережі та трифазної мережі споживача відповідно; 11 - перетворювач трифазної системи напруг в шестифазну та дванадцятифазну системи напруг; 12 - тристрижневий магнітопровід; 2 - блок ключів; З - зменшувач опору нульової послідовності мережі споживача; 4 - блок керування; 13, 14, 15 - обмотки, з'єднані у трикутник; 16, 21, 26, 31, 36, 41 - другі виводи шести перших додаткових обмоток, перші виводи шести перших додаткових обмоток приєднані до затискача лінійної фази А живильної мережі; 22, 25, 32, 35, 43, 44 - другі виводи шести других додаткових обмоток; 17, 20, 27, 30, 37, 40 - другі проміжні виводи шести перших додаткових обмоток, які ділять їх у відношенні 37/2:(1-3712); 18, 19, 28, 29, 38, 39 - перші проміжні виводи шести перших додаткових обмоток, які ділять їх у відношенні 0,5: 0,5; 23, 24, 33, 34, 42, 45 - перші виводи шести других додаткових обмоток; АТ1, А2, АЗ, ..., Аб - затискачі шестифазної системи напруг; А7, А8, А9, ..., А18 - затискачі дванадцятифазної системи напруг; К1, К2, КЗ.,..., К19 - силові ключі.In Fig. 4 are marked: A, B, C, 0 and Ac, Bs, Cs, Os - clamps of the three-phase supply network and the consumer's three-phase network, respectively; 11 - converter of three-phase voltage system into six-phase and twelve-phase voltage systems; 12 - three-bar magnet wire; 2 - block of keys; C - zero-sequence resistance reducer of the consumer's network; 4 - control unit; 13, 14, 15 - windings connected in a triangle; 16, 21, 26, 31, 36, 41 - the second terminals of the first six additional windings, the first terminals of the first six additional windings are connected to the terminal of the linear phase A of the power network; 22, 25, 32, 35, 43, 44 - second outputs of six second additional windings; 17, 20, 27, 30, 37, 40 - the second intermediate outputs of the first six additional windings, which divide them in the ratio 37/2: (1-3712); 18, 19, 28, 29, 38, 39 - the first intermediate outputs of the first six additional windings, which divide them in the ratio 0.5: 0.5; 23, 24, 33, 34, 42, 45 - the first outputs of the six second additional windings; AT1, A2, AZ, ..., Ab - clamps of the six-phase voltage system; A7, A8, A9, ..., A18 - clamps of the twelve-phase voltage system; K1, K2, KZ.,..., K19 - power keys.
Дії способу.Actions of the method.
Основні дії способу: в блоці 1 перетворюють трифазну систему напруг в одну або декілька багатофазних систем напруг; в блоці 2 комутовану лінійну фазу Ас мережі споживача перемикають з однієї фази багатофазних систем до іншої, а у блоці З зменшують опір нульової послідовності мережі споживача (Фіг.1).The main actions of the method: in unit 1, a three-phase voltage system is converted into one or more multiphase voltage systems; in block 2, the switched linear phase Ac of the consumer's network is switched from one phase of multiphase systems to another, and in block C, the zero-sequence resistance of the consumer's network is reduced (Fig. 1).
Трифазну систему А, В, С, 0 лінійних напруг АВ, ВС, СА трифазної живильної мережі перетворюють у шестифазну систему А1, А2, АЗ, А4, А5, Аб напруг з нульовою фазою о і повертають її на фазний кут жвл/б або -л/6 (фіг.2,а). Нульову фазу о шестифазної системи напруг суміщають за потенціалом з однією лінійною фазою А живильної трифазної мережі (Фіг.2,8). Топографічне зображення Фіг.2,8 вказує на розташування векторів напруг на обмотках перетворювача фаз.The three-phase system A, B, C, 0 of linear voltages AB, VS, CA of the three-phase power supply network is converted into a six-phase system A1, A2, AZ, A4, A5, Ab voltages with a zero phase o and turn it to the phase angle zhvl/b or - l/6 (Fig. 2, a). The zero phase o of the six-phase voltage system is combined by potential with one linear phase A of the power three-phase network (Fig. 2,8). The topographic image in Fig. 2.8 indicates the location of the voltage vectors on the windings of the phase converter.
Переключення комутуючої фази Ас між фазами шестифазної системи напруг забезпечує зменшення величини несиметрії напруг мережі споживача утричі, що не завжди задовольняє вимоги експлуатації устаткування споживача, зокрема трифазних машин змінного струму.The switching of the AC switching phase between the phases of the six-phase voltage system provides a threefold reduction in the value of the asymmetry of the consumer network voltages, which does not always satisfy the requirements for the operation of the consumer's equipment, in particular three-phase alternating current machines.
Для підвищення точності симетрування трифазну систему А, В, С, 0 лінійних напруг АВ, ВС, СА трифазної живильної мережі додатково перетворюють у дванадцятифазну систему А?7,..., А18 напруг з нульовою фазою о і повертають її на фазний кут жл/б або -л/6 (Фіг.3,а). Нульову фазу о шестифазної системи напруг суміщають за потенціалом з однією лінійною фазою А живильної трифазної мережі (Фіг.3,в).To increase the accuracy of symmetrization, the three-phase system A, B, C, 0 of linear voltages AB, VS, CA of the three-phase power network is additionally converted into a twelve-phase system of voltages A?7,..., A18 with a zero phase o and turned to the phase angle zl/ b or -l/6 (Fig. 3a). The zero phase o of the six-phase voltage system is combined by potential with one linear phase A of the power three-phase network (Fig. 3c).
Переключення комутуючої фази Ас між фазами шестифазної та дванадцятифазної систем напруг забезпечує зменшення величини несиметрії напруг мережі споживача у п'ять разів.The switching of the AC switching phase between the phases of the six-phase and twelve-phase voltage systems provides a five-fold reduction in the value of the asymmetry of the consumer's network voltages.
У таблиці показана залежність кратності зменшення напруги зворотної послідовності при зростанні кількості багатофазних систем напруг перетворювача фаз 1.The table shows the dependence of the frequency of the reduction of the reverse sequence voltage with an increase in the number of multiphase voltage systems of the phase converter 1.
ТаблицяTable
Пет 7007777 кратність зменшення ши ши ех ННPet 7007777 multiplicity of reduction shi shi eh NN
ГЕ МИ ОНИ НИ ие У МВ ПИННИННИК ЗННИНННН 51777570 18 бів 01HE WE THEY WE ARE IN MV PINNNINNYK ZNNNNNNNN 51777570 18 biv 01
Перед переключенням комутовану фазу Ас трифазної мережі споживача відключають за допомогою силового ключа, наприклад, КЗ від однієї з фаз шестифазної мережі, наприклад, АЗ. Одразу після відключення ключа КЗ у трифазній мережі споживача та пристрої для симетрування трифазних напруг відбуваються перехідні процеси, зокрема, у тиристорних або контакторних ключах, які заважають негайному ввімкненню нового силового ключа, наприклад, КА. Тому лише після закінчення перехідних процесів, тобто з витримкою часу, указану комутовану фазу Ас трифазної мережі споживача приєднують до іншої фази шестифазної системи напруг за допомогою, наприклад, ключа КА.Before switching, the AC phase of the consumer's three-phase network is disconnected using a power switch, for example, a short circuit from one of the phases of the six-phase network, for example, AZ. Immediately after disconnection of the short-circuit switch in the consumer's three-phase network and the device for balancing three-phase voltages, transient processes take place, in particular, in thyristor or contactor switches, which prevent the immediate switching on of a new power switch, for example, KA. Therefore, only after the end of transient processes, i.e. with a time delay, the indicated switched phase Ac of the consumer's three-phase network is connected to another phase of the six-phase voltage system using, for example, a KA key.
Для подальшого розширення симетруючих можливостей способу трифазну систему напруг перетворюють у вісімнадцятифазну, або/та у двадцятичотирьохфазну системи напруг. Процеси перетворення трифазної системи напруг в шестифазну, дванадцятифазну і т.д. системи напруг суміщають в одному електромагнітному елементі, наприклад, в автотрансформаторі. Це дає можливість істотно зменшити встановлену потужність елементів способу.To further expand the balancing capabilities of the method, the three-phase voltage system is converted into an eighteen-phase and/or twenty-four-phase voltage system. Processes of converting a three-phase voltage system into a six-phase, twelve-phase, etc. voltage systems are combined in one electromagnetic element, for example, in an autotransformer. This makes it possible to significantly reduce the installed capacity of the elements of the method.
Для забезпечення неперервності живлення споживача при відімкненні комутованої фази Ас від джерела напруги знижують опір нульової послідовності трифазної мережі споживача. Зниження опору нульової послідовності виконують за допомогою електромагнітного чотириполюсника, який в 3-4 рази легший за електричний чотириполюсник і має жорсткішу зовнішню характеристику.To ensure the continuity of the consumer's power supply, when switching off the AC phase from the voltage source, the zero-sequence resistance of the consumer's three-phase network is reduced. Zero-sequence resistance reduction is performed using an electromagnetic four-pole, which is 3-4 times lighter than an electric four-pole and has a tougher external characteristic.
Процес підтримання симетрії трифазних напруг споживача на заданому рівні відбувається автоматично з допомогою блоку керування. Його проводять двома способами. За першим способом вимірюють модуль та фазний кут вектора напруги зворотної послідовності трифазної живильної мережі, а за модулем та фазним кутом вказаного вектора обчислюють той номер силового ключа, який забезпечує мінімальну несиметрію напруг мережі спожива.The process of maintaining the symmetry of the consumer's three-phase voltages at the specified level occurs automatically with the help of the control unit. It is carried out in two ways. According to the first method, the modulus and phase angle of the reverse sequence voltage vector of the three-phase supply network are measured, and the number of the power switch that provides the minimum asymmetry of the voltages of the consuming network is calculated from the modulus and phase angle of the indicated vector.
За другим способом вимірюють лише модулі трьох лінійних напруг живильної мережі, за модулями цих напруг обчислюють модулі напруги зворотної послідовності всіх трикутників напруг, утворених двома некомутованими фазами Вс та Сс мережі споживача та кожною фазою перетворювача фаз (від А до А18).According to the second method, only the modules of the three linear voltages of the supply network are measured, and the modules of the reverse sequence voltage of all voltage triangles formed by the two non-commutated phases Bc and Cc of the consumer network and each phase of the phase converter (from A to A18) are calculated based on the modules of these voltages.
Обчислені модулі порівнюють між собою і обирають той трикутник напруг, а отже і номер силового ключа, який забезпечує мінімальну несиметрію трифазної мережі споживача.The calculated modules are compared with each other and choose the voltage triangle, and therefore the number of the power switch, which ensures the minimum asymmetry of the consumer's three-phase network.
Склад та влаштування пристрою. Розглянемо варіант виконання пристрою, який забезпечує п'ятикратне зниження несиметрії напруг мережі споживача. У такому пристрої трифазну систему напруг перетворюють у шестифазну та дванадцятифазну системи (таблиця).Composition and arrangement of the device. Let's consider the version of the device that provides a five-fold reduction in the asymmetry of the consumer's network voltages. In such a device, the three-phase voltage system is converted into six-phase and twelve-phase systems (table).
Пристрій складається із (Фіг.4): затискачів А, В, С, 0 живильної трифазної мережі та затискачів Ас, Вс,The device consists of (Fig. 4): terminals A, B, C, 0 of the three-phase power supply network and terminals Ac, Vs,
Сс, Ос трифазної мережі споживача; перетворювача фаз 1 трифазної системи напруг в шестифазну та дванадцятифазну; блоку керування 4 дев'ятнадцятьма силовими ключами; блоку ключів 2, який включає дев'ятнадцять ключів; зменшувача опору нульової послідовності мережі споживача 3. У свою чергу перетворювач фаз 1 складається із тристрижневого магнітопроводу 12 та п'ятнадцяти обмоток. Три обмотки 13, 14, 15 є мережевими: вони з'єднані у трикутник і приєднані до затискачів лінійних фаз живильної мережі А, В, С. До пристрою додано шість перших додаткових обмоток, перші виводи яких з'єднані між собою і приєднані до лінійної фази А живильної мережі. Другі виводи 16, 21, 26, 31, 36, 41 шести перших додаткових обмоток приєднані до других виводів силових ключів К18, К12, К10, К16, К14, Ка відповідно. Виводи 16, 21, 26, 31, 36, 41 шести перших додаткових обмоток становлять першу групу фаз дванадцятифазної системи напруг.Cs, axis of the consumer's three-phase network; converter of phases 1 of the three-phase voltage system into six-phase and twelve-phase; control unit with 4 nineteen power keys; block of keys 2, which includes nineteen keys; zero-sequence resistance reducer of the consumer network 3. In turn, the phase converter 1 consists of a three-bar magnetic circuit 12 and fifteen windings. Three windings 13, 14, 15 are mains: they are connected in a triangle and connected to the clamps of the linear phases of the power supply network A, B, C. Six first additional windings are added to the device, the first terminals of which are interconnected and connected to the linear phase A of the power supply network. The second terminals 16, 21, 26, 31, 36, 41 of the first six additional windings are connected to the second terminals of the power keys K18, K12, K10, K16, K14, Ka, respectively. Terminals 16, 21, 26, 31, 36, 41 of the first six additional windings constitute the first group of phases of the twelve-phase voltage system.
Для об'єднання шестифазних та дванадцятифазних систем в одному електромагнітному елементі- автотрансформаторі кожна з шести перших додаткових обмоток має по два проміжні виводи. Перші проміжні виводи 18, 19, 28, 29, 38, 39 шести перших додаткових обмоток ділять їх у відношенні 0,5:0,5. Другі проміжні виводи 17, 20, 27, 30, 37, 40 шести перших додаткових обмоток ділять їх у відношенні 371/2:(1-37172),To combine six-phase and twelve-phase systems in one electromagnetic element-autotransformer, each of the first six additional windings has two intermediate outputs. The first intermediate terminals 18, 19, 28, 29, 38, 39 of the first six additional windings divide them in the ratio 0.5:0.5. The second intermediate terminals 17, 20, 27, 30, 37, 40 of the first six additional windings divide them in the ratio 371/2:(1-37172),
Проміжні виводи, які ділять шість перших додаткових обмоток пополам, є фазами А, А2, АЗ, А4, А5, Аб шестифазної системи напруг і приєднані до других виводів силових ключів К1-Кб відповідно. До пристрою додано шість других додаткових обмоток. Кожний із перших виводів 23, 24, 33, 34, 42, 45 шести других додаткових обмоток по одному приєднаний до першого проміжного виводу 40, 38, 20, 17, 27, 30 шести перших додаткових обмоток. Другі виводи 22, 25, 32, 35, 43, 44 шести других додаткових обмоток є другою групою фаз А7, А13, А11, А17, АУ9, А15 відповідно і приєднані по одному до одного другого виводу силових ключів К7, К13, К11, К17, КУ, К15 відповідно. Затискач фази А трифазної живильної мережі приєднаний до другого виводу силового ключа К19. Затискачі двох некомутованих лінійних фаз Вс та Сс, а також затискач нульової фази 0с мережі споживача приєднані до однойменних затискачів В, С та 0 фаз живильної мережі.The intermediate terminals that divide the six first additional windings in half are phases A, A2, AZ, A4, A5, Ab of the six-phase voltage system and are connected to the second terminals of the power keys K1-Kb, respectively. Six second additional windings are added to the device. Each of the first terminals 23, 24, 33, 34, 42, 45 of the second six additional windings is connected one by one to the first intermediate terminal 40, 38, 20, 17, 27, 30 of the first six additional windings. The second terminals 22, 25, 32, 35, 43, 44 of the six second additional windings are the second group of phases A7, A13, A11, A17, AU9, A15, respectively, and are connected one by one to one second terminal of the power keys K7, K13, K11, K17 , KU, K15, respectively. The clamp of phase A of the three-phase power network is connected to the second terminal of the power switch K19. The clamps of the two non-commutated linear phases Bc and Cs, as well as the clamp of the zero phase 0c of the consumer network are connected to the clamps of the same name B, C and 0 phases of the supply network.
А комутована лінійна фаза Ас мережі споживача приєднана до всіх перших виводів силових ключів К1-К19.And the switched linear phase AC of the consumer's network is connected to all the first terminals of power switches K1-K19.
Топографічні зображення Фіг.2 а, фіг.2,в, Фіг.З,а, Фіг.3,в, які ілюструють спосіб, безпосередньо зв'язані з виконанням пристрою, блок-схема якого подана на фіг.4. Так, вузли А! та 5, А2 та 6, АЗ та 7, А4 та 8, А5 та 9, Аб та 10 на топографічному зображенні Фіг.3,в відповідають проміжним виводам обмоток 39 та 40, 28 та 27,19 та 20, 38 та 37, 29 та 30, 18 та 17, показаних на Ффіг.4.Topographic images Fig. 2 a, Fig. 2, c, Fig. 3, a, Fig. 3, c, which illustrate the method, are directly related to the implementation of the device, the block diagram of which is presented in Fig. 4. Yes, nodes A! and 5, A2 and 6, AZ and 7, A4 and 8, A5 and 9, Ab and 10 on the topographical image of Fig. 3, c correspond to the intermediate terminals of windings 39 and 40, 28 and 27, 19 and 20, 38 and 37, 29 and 30, 18 and 17 shown in Fig.4.
Робота пристрою. Роботою пристрою керує блок керування 4. При відсутності несиметрії лінійних напруг у живильній мережі А, В, С блок керування включає силовий ключ К19, який подає симетричну систему напруг у мережу споживача Ас, Вс, Сс. Блок керування постійно з певним інтервалом вимірює модулі трьох лінійних напруг живильної мережі, за модулями цих напруг обчислює модулі напруг зворотної послідовності всіх дев'ятнадцяти трикутників напруг, утворених двома некомутованими фазами Вс та Сс мережі споживача та кожною фазою перетворювача фаз 1 (від А до А18). Обчислені модулі блок керування порівнює між собою і обирає ту фазу, генеровану перетворювачем фаз 1, а отже і номер силового ключа, наприклад, К2, який забезпечить мінімальну несиметрію трифазної мережі споживача. Природно, що далі через певний відрізок часу несиметрія напруг живильної мережі зміниться за величиною та фазою. Блок керування знову з певним інтервалом вимірює модулі трьох лінійних напруг живильної мережі, за модулями цих напруг знову обчислює модулі напруг зворотної послідовності всіх дев'ятнадцяти трикутників напруг, утворених двома некомутованими фазами Вс та Сс мережі споживача та кожною фазою перетворювача фаз 1 (від А до А18). Обчислені модулі блок керування знову порівнює між собою і обирає ту фазу, генеровану перетворювачем фаз 1, а отже і номер силового ключа, наприклад, К15, який забезпечить мінімальну несиметрію трифазної мережі споживача.Operation of the device. The operation of the device is controlled by the control unit 4. If there is no asymmetry of the linear voltages in the supply network A, B, C, the control unit includes the power switch K19, which supplies a symmetrical system of voltages to the consumer network Ac, Vs, Cs. The control unit constantly measures at certain intervals the modules of three linear voltages of the supply network, based on the modules of these voltages it calculates the modules of the reverse sequence voltages of all nineteen voltage triangles formed by two non-commutated phases Bs and Cs of the consumer network and each phase of phase converter 1 (from A to A18 ). The control unit compares the calculated modules with each other and selects the phase generated by the phase converter 1, and therefore the number of the power switch, for example, K2, which will ensure the minimum asymmetry of the consumer's three-phase network. Naturally, after a certain period of time, the asymmetry of the supply network voltages will change in magnitude and phase. The control unit again measures the moduli of the three linear voltages of the supply network at certain intervals, based on the moduli of these voltages, it again calculates the moduli of the reverse sequence voltages of all nineteen voltage triangles formed by the two non-commutated phases Bs and Cs of the consumer network and each phase of the phase converter 1 (from A to A18). The control unit again compares the calculated modules with each other and selects the phase generated by the phase converter 1, and therefore the number of the power switch, for example, K15, which will ensure the minimum asymmetry of the consumer's three-phase network.
Після моменту відключення живлення комутованої фази Ас від живильної мережі подальше живлення комутованої фази (навантаження однієї фази споживача) відбувається від зменшувача опору нульової послідовності, який у моменти переключення генерує напругу, а сам зменшувач опору нульової послідовності живиться у моменти переключення від двох лінійних фаз В та С, а також від нульової фази 0.After the power supply of the switched phase Ac is disconnected from the power supply network, further power supply of the switched phase (load of one phase of the consumer) comes from the zero-sequence resistance reducer, which generates voltage at the moment of switching, and the zero-sequence resistance reducer itself is powered at the moment of switching from two linear phases B and C, as well as from zero phase 0.
В описаному варіанті пристрій для симетрування трифазних напруг зменшує модуль напруги зворотної послідовності у 5 разів. Явище несиметрії трифазних напруг описується і нормується з допомогою коефіцієнту К2и несиметрії напруг за зворотною послідовністю, який визначається з виразу (1). ч/21/2 (двеєво? сяг -зи2нредве во? ово сеанс АВ АВ" ВСЯ - САУ)In the described variant, the device for balancing three-phase voltages reduces the voltage module of the reverse sequence by 5 times. The phenomenon of asymmetry of three-phase voltages is described and normalized using the K2y coefficient of voltage asymmetry in the reverse sequence, which is determined from expression (1). h/21/2 (dove?
Кат ч/21/2 т (двбзво соди рев ВоЙ ово СА конс АВР АВ" -ВОЄ ОА")Kat h/21/2 t (dvbzvo soda rev VoY ovo SA cons AVR AV" -VOE OA")
У більшості розподільчих мереж коефіцієнт К2и несиметрії напруг за зворотною послідовністю менший го (7 - Згідно Стандарту Європи ЕМ 50160-94 та Міждержавного стандарту ГОСТ 13109-97, до якого приєдналась Україна (ДСТУ ГОСТ 13109-97), нормально допустиме значення коефіцієнту несиметрії напруг за зворотною послідовністю встановлене на рівні 295). Але у 1095-1595 розподільчих мереж коефіцієнт К2и з імовірністю, більшою 595, перевищує нормально допустиме значення 295 і досягає значень 2,595-10905. Крім того, ряд високоефективного устаткування, наприклад, асинхронні двигуни закордонного виробництва, вимагають зниження коефіцієнту К2и до рівню 0,595-195.In most distribution networks, the coefficient of voltage asymmetry K2y in the reverse sequence is smaller than (7 - According to the European Standard EM 50160-94 and the Interstate Standard GOST 13109-97, to which Ukraine joined (DSTU GOST 13109-97), the normally permissible value of the coefficient of voltage asymmetry in the reverse sequence is set to 295). But in 1095-1595 distribution networks, the K2y coefficient with a probability greater than 595 exceeds the normally permissible value of 295 and reaches values of 2.595-10905. In addition, a number of high-efficiency equipment, for example, asynchronous motors of foreign production, require a reduction of the K2y coefficient to the level of 0.595-195.
Виходячи з реальної несиметрії (2,590-1090) лінійних напруг у розподільчих мережах, використання пристрою за даним способом дає можливість забезпечити зниження рівня несиметрії до 0,595-295.Based on the real asymmetry (2.590-1090) of line voltages in distribution networks, the use of the device in this way makes it possible to reduce the level of asymmetry to 0.595-295.
В окремих випадках коефіцієнт К2и несиметрії напруг за зворотною послідовністю перевищує 1095. У цих випадках необхідно використати варіант виконання пристрою за даним способом при перетворенні трифазної напруги не тільки у шестифазну та дванадцятифазну, але й у вісімнадцятифазну систему напруг та двадцятичотирьохфазну. У таких випадках кратність зниження коефіцієнту несиметрії напруг за зворотною послідовністю може досягти 7-9, що задовольняє запитам практики.In some cases, the K2y coefficient of voltage asymmetry in the reverse sequence exceeds 1095. In these cases, it is necessary to use the version of the device according to this method when converting three-phase voltage not only into six-phase and twelve-phase, but also into eighteen-phase and twenty-four-phase voltage systems. In such cases, the multiplicity of reduction of the voltage asymmetry factor in the reverse sequence can reach 7-9, which satisfies the demands of practice.
Перевірка дієвості способу та пристрою. Дієвість способу та пристрою перевірена на математичній моделі, яка підтвердила виконання вимог і характеристик як способу, так і пристрою.Checking the effectiveness of the method and device. The effectiveness of the method and device was tested on a mathematical model, which confirmed the fulfillment of the requirements and characteristics of both the method and the device.
Область застосування. Пристрій за даним способом доцільно застосовувати у випадках, коли коефіцієнт несиметрії напруг за зворотною послідовністю у живильній розподільчій трифазній мережі не задовольняє або діючим стандартам, або жорсткішим вимогам експлуатації у плані несиметрії напруг живильної мережі. Такий пристрій крім симетрування лінійних напруг мережі симетрує також фазні напруги.Field of application. The device according to this method is advisable to use in cases where the coefficient of voltage asymmetry in the reverse sequence in the power distribution three-phase network does not satisfy either the current standards or stricter operational requirements in terms of voltage asymmetry of the power supply network. Such a device, in addition to balancing the line voltages of the network, also balances the phase voltages.
Відомо, що несиметрія лінійних напруг в 3,595-4,090 зменшує термін служби асинхронних звичайних двигунів удвічі. Компактні асинхронні двигуни часто виходять з ладу при коефіцієнті несиметрії за зворотною послідовністю, рівному 2,090-2,590 і менше. В результаті симетрування лінійних напруг зменшуються втрати енергії в електричних машинах і зменшується їх нагрівання. Як наслідок, збільшується термін служби електричних машин змінного струму і збільшується надійність роботи технологічних ліній виробництва.It is known that the asymmetry of linear voltages in 3.595-4.090 reduces the service life of asynchronous conventional motors by half. Compact asynchronous motors often fail at a reverse sequence unbalance ratio of 2.090-2.590 and less. As a result of symmetrization of linear voltages, energy losses in electric machines are reduced and their heating is reduced. As a result, the service life of alternating current electric machines increases and the reliability of the production process lines increases.
Застосування симетруючих пристроїв дозволяє в 3-9 разів зменшити пульсації напруги на виході багатофазних випрямлячів та тиристорних перетворювачів. Такі пульсації викликають значні труднощі при їх усуненні іншими пристроями, наприклад, фільтрами-пробками, налаштованими на частоту 100Гц, 200Гц і т.д.The use of balancing devices allows to reduce voltage ripples at the output of multiphase rectifiers and thyristor converters by 3-9 times. Such pulsations cause significant difficulties when they are eliminated by other devices, for example, plug filters tuned to a frequency of 100Hz, 200Hz, etc.
Джерела посилань 1. Шидловский А.К., Новский В.А., Капльічньй Н.Н. Стабилизация параметров злектрической знергии в распределительньх сетях. - АН УССР, Институт злектродинамики. - Киев: Наукова думка, 1989. с.312. 2. Куренев С.Н., Гашев М.А., Еремеев А.С. Вьіравнивание неодинаковой нагрузки фаз в трехфазной системе. - Злектричество, 1939, Ме3, с.63-66.Sources of references 1. Shidlovsky A.K., Novsky V.A., Kapliichnyi N.N. Stabilization of electrical energy parameters in distribution networks. - Academy of Sciences of the Ukrainian SSR, Institute of Electrodynamics. - Kyiv: Naukova Dumka, 1989. p. 312. 2. Kurenev S.N., Hashev M.A., Eremeev A.S. Equalization of unequal load of phases in a three-phase system. - Zlektrychestvo, 1939, Me3, p. 63-66.
З. Каржавов Б.Н., Бродовский В.Н., Рьбкин Ю.П., Геруцкий Г.М. Устройство для симметрирования трехфазного напряжения. Авторское свидетельство СССР, Ме741371 НОгОЗ/26, 1980. 4. МеСіаіп датез Е., 5Кой Номагіа. Патент США Ме4288737, 505Е1/34, 88.09.1981. 5. Непкеї, еї. аІ. Оемісе г сопігої! ої пе ехсйацоп сиггепі тог 5 їпгее рпазе депегаюг. Патент США Моб791301.Z. Karzhavov B.N., Brodovsky V.N., Rybkin Y.P., Herutsky H.M. Device for symmetrization of three-phase voltage. Author's certificate of the USSR, Me741371 NOgOZ/26, 1980. 4. MeSiaip datez E., 5Koi Nomagia. US patent Me4288737, 505E1/34, September 88, 1981. 5. Nepkei, eh. AI. Oemise g sopigoi! oi pe ehsyatsop siggepi tog 5 ipgee rpase depegayug. US patent Mob791301.
Опубл. 9.9.2004. б. Такіаїпеп, єї а. Сотрепзайоп теїйпой Тор а мойаде ипраіїапсе. Патент США Моб6972976, опубліковано 66.12.2005. 7. Белоусов В.С., Золотарева О.П. Устройство для симметрирования трехфазньїх напряжений в трехфазньх сетях с глухим заземлением нейтрали. Авторское свидетельство СССР, Моб17797, ногіЗ/26,1978. 8. Музиченко О.Д., Музиченко Ю.О., Музиченко 0.0. Фільтр струмів нульової послідовності. Патент України,Publ. 9.9.2004. b. Takiaipep, yei a. Sotrepzaiop teijpoi Tor a moiade ipraiiapse. US patent Mob6972976, published on 12/66/2005. 7. Belousov V.S., Zolotareva O.P. Device for symmetrization of three-phase voltage in three-phase networks with blind grounding of the neutral. Author's certificate of the USSR, Mob17797, nogiZ/26, 1978. 8. Muzychenko O.D., Muzychenko Yu.O., Muzychenko 0.0. Zero-sequence current filter. Patent of Ukraine,
Ме34226А, НО2НОО7Т/08, 2001. Бюл. Ме1. 9. Шидловський А.К., Музиченко О.Д. Симетруючі пристрої. - Київ: Техніка, 1970, с.164. 10. Аідпег М. Оіє Зуттеїйієгипд ипзуттеїйізспреїавієїег Огенвзіготпеїгі асп пипепає Аийв-дієїснКгеєїве. -Me34226A, НО2НОО7Т/08, 2001. Byul. Me1. 9. Shidlovsky A.K., Muzychenko O.D. Balancing devices. - Kyiv: Technika, 1970, p. 164. 10. Aidpeg M. Oie Zutteiiiegypd ipzutteiiizspreiavieieieg Ogenvzigotpeigi asp pipepaye Aiyv-dieisnKgeeive. -
ЕТ, 1936, 57, М 34; 35, 5. 971-974; 997-1002. 11. Вадег МУ. Оіе Отуапашпод аег Еіпрпазепіаві іп зуттеїйізсне Огензіготіаві. - ЕТ, 1950, 71 ,М 12, 5.302- 305. 12. Жежеленко И.В., Рабинович И.И., Божко В.М. Качество злектрической знергии на промьішленньх предприятиях. Киев. - Издательство «Техника». - 1981. - 160с.ET, 1936, 57, M 34; 35, 5. 971-974; 997-1002. 11. Vadegh MU. Oie Otuapashpod aeg Eiprpazepiavi ip zutteiiizsne Ogenzigotiavi. - ET, 1950, 71, M 12, 5.302- 305. 12. Zhezhelenko I.V., Rabynovych I.Y., Bozhko V.M. The quality of electrical energy at industrial enterprises. Kyiv. - "Tehnika" publishing house. - 1981. - 160 p.
ша ши зе і ет | ; до ! ; нsha shi ze i et | ; to ! ; N
О-- ; ши ше ші с тк ті Ос ше ШІ я т ОсOh-- shi she shi s tk ti Os she SHI i t Os
І 1 і «М сн яAnd 1 and "M sn i
СОКИ ЗJUICES Z
О є ; А 1 2 4Oh there is; A 1 2 4
СетSet
Ї шия йHer neck and
Фіг.Fig.
А ваAnd you
О-о -е- б В А зO-o -e- b VA A z
Фіг, 2.а два АВ д Мая їм ЩА / фудFig, 2.a two AB d Maya them SHHA / food
Жов ; ./ во уOctober; ./ in
Свиня ! ! а фіг. 2.вA pig! ! and fig. 2.v
А ме б АВ кт М дв с ді ; до і дів КД ; : дій й Фіг. 3.8 ма биA me b AV kt M dv s di ; to and div KD ; : action and Fig. 3.8 should be
Аї шо Аве м п дівиAi sho Ave m p virgins
Ек ся ЛНУ ми, в / зж т) ки дів тEk sia LNU we, in / zzh t) ki div t
Мала 2 / 3 д Фіг. З.в Ш деSmall 2 / 3 d Fig. Z. in Sh where
В ; и ТНТВНШЦЦШЦЦЦШЦННу і ге о нини ин Ки ва ки щи шен «7 І ! ук: 14 Е ЕІIn ; и ТНТВНШЦСЦСЦСЦЦННu and ge o nyny in Ky va ki shshi shen "7 And ! uk: 14 E EI
І ЕЇ б нед ло зві ! ї щі 5 ) пг-н РЕ: я ВИ: вили ЩеЗИ З Др я і З рча І КЕ» ЖЕAnd she wouldn't know! i shchi 5 ) Ms. RE: I YOU: vili ShcheZY Z Drya and Z rcha AND KE" SAME
Ге: Не сЇ Ше ! ря мини жи з ГІ яGe: Don't eat! rya mini live with GI I
ЦЕ Пс» ї НИ пинини ШИTHIS IS Ps» и NI pinyny SHY
Ше 9She 9
І « 13 11 0-2And « 13 11 0-2
І | ГПО рачки 1 щ- явки пий. СЕ п имованнх Ме Ж ПЕ ЛА ОНА Я инAnd | GPO crustaceans 1- sorrel drink. SE p ymovannh Me Zh PE LA Ona Ya in
АЕН ре ---- 8-1 КВ |!AEN re ---- 8-1 KV |!
ОД ннOD nn
МИ Мк ми Мн М я НОВ ВОНИ НСС М плн ни ШИ о і -СА- АВК рочкоWE Mk we Mn M I NOV THEY NSS M pln ny SHY o i -SA- AVK rochko
НІШ но пох НЕ ин Є нишишишишшшиЕ сте птн кя 4 пдв Кі ! - ! і дів, КІВ іНISH no poh NE іn Ye nyshishishishshshiE ste ptn kya 4 pdv Ki ! - ! and maidens, KIV and
А АAnd A
! ідів- КІВ ни КЕ! Jews - KIV ni KE
ОМ иOM and
Claims (12)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200605440A UA82728C2 (en) | 2006-05-18 | 2006-05-18 | Method and device for three-phase voltage compensation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAA200605440A UA82728C2 (en) | 2006-05-18 | 2006-05-18 | Method and device for three-phase voltage compensation |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA82728C2 true UA82728C2 (en) | 2008-05-12 |
Family
ID=39819158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAA200605440A UA82728C2 (en) | 2006-05-18 | 2006-05-18 | Method and device for three-phase voltage compensation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA82728C2 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134969A (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 西门子（中国）有限公司 | Power factor corrector and phase voltage estimation method |
-
2006
- 2006-05-18 UA UAA200605440A patent/UA82728C2/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103134969A (en) * | 2011-11-28 | 2013-06-05 | 西门子（中国）有限公司 | Power factor corrector and phase voltage estimation method |
| CN103134969B (en) * | 2011-11-28 | 2016-01-20 | 西门子（中国）有限公司 | A kind of power factor corrector and phase voltage method of estimation |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8553440B1 (en) | Power conversion circuits | |
| Szcześniak et al. | Hybrid transformer with matrix converter | |
| US7233506B1 (en) | Low kVA/kW transformers for AC to DC multipulse converters | |
| KR20130086280A (en) | Hybrid hvdc converter | |
| US8885372B1 (en) | Low harmonic content AC to DC power conversion | |
| JP5268744B2 (en) | Power converter | |
| RU2621068C1 (en) | Reactive power compensation and ice-melting combination device on the basis of the driven shunt reactor transformer | |
| CA2909782A1 (en) | Dynamic power flow controllers | |
| GB2580748A (en) | Controlling voltage in AC power lines | |
| US10742028B2 (en) | Longitudinal voltage regulation at the line terminals of a phase shifting transformer | |
| JP5972273B2 (en) | Small high-power diode / thyristor rectifier structure | |
| Strzelecki et al. | Distribution transformer with multi-zone voltage regulation for smart grid system application | |
| WO2018087603A4 (en) | Method of continuous power supply | |
| RU2552377C2 (en) | Voltage balancer in three-phase network | |
| US20130293010A1 (en) | Current supply arrangement with a first and a second current supply device, wherein the second current supply device is connected to the first current supply device | |
| UA82728C2 (en) | Method and device for three-phase voltage compensation | |
| US11289996B2 (en) | Converter assembly with an ability to disconnect a fault current and a method for disconnecting a fault current at a converter assembly of this type | |
| RU2674753C2 (en) | Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device | |
| RU2641649C1 (en) | Device for symmetrization and stabilization of three-phase voltage | |
| RU2736579C1 (en) | Method of transmitting electricity with direct current through a multi-wire power line and a device for its implementation | |
| RU2686303C2 (en) | Device for phase-to-phase current distribution | |
| RU2700567C2 (en) | Device for phase-to-phase current distribution (versions) | |
| RU2402134C1 (en) | Device for uniform distribution of reactive power | |
| RU2660936C1 (en) | Three-phase balancing system | |
| RU2662149C1 (en) | Shunt reactor with individual phase control |