WO2017180013A1 - Power line filter - Google Patents

Power line filter Download PDF

Info

Publication number
WO2017180013A1
WO2017180013A1 PCT/RU2016/000343 RU2016000343W WO2017180013A1 WO 2017180013 A1 WO2017180013 A1 WO 2017180013A1 RU 2016000343 W RU2016000343 W RU 2016000343W WO 2017180013 A1 WO2017180013 A1 WO 2017180013A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
inductors
output
load
ballast
outputs
Prior art date
Application number
PCT/RU2016/000343
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Сергей Александрович СКОРОХОДОВ
Владимир Сергеевич КУЧИН
Игорь Анатольевич УФИМЦЕВ
Original Assignee
Сергей Александрович СКОРОХОДОВ
Владимир Сергеевич КУЧИН
Игорь Анатольевич УФИМЦЕВ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Александрович СКОРОХОДОВ, Владимир Сергеевич КУЧИН, Игорь Анатольевич УФИМЦЕВ filed Critical Сергей Александрович СКОРОХОДОВ
Publication of WO2017180013A1 publication Critical patent/WO2017180013A1/en

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/126Arrangements for reducing harmonics from ac input or output using passive filters

Definitions

  • the invention relates to the field of electrical engineering and can be used to prevent abrupt changes in current in circuits with devices powered by a three-wire AC network, to prevent the long-term supply of excess voltage to the load circuit, the general energy saving of active energy and the balancing of the voltage supplied to the load.
  • non-adaptive filters i.e. filters that do not have adaptive elements, the parameters of which depend on the current in the load circuit, and adaptive filters.
  • the disadvantage of this filter is its low efficiency with a quick short-term increase or decrease in current in the load, both due to external and internal reasons.
  • the specified filter is not capable of filtering both high-frequency and mid-frequency current changes at the same time and does not provide a mode of saving active and reactive energy.
  • the disadvantages of this filter are that with a sufficiently effective mode of operation of the filtering inductance coils at loads having an inductively active nature and low power (hundreds of watts), there is a significantly less efficient operation of the line filter on loads of an active and active capacitive nature and small the range of possible power loads associated with the growth at high powers of heat loss in filtering inductors with cores sequentially included in the network wires, which leads to the practical impossibility of creating such an effective device for operation on loads with a capacity of tens and hundreds of kilowatts, i.e. at large relatively stable currents of consumption.
  • the objective of the invention is to improve the design of the surge protector.
  • the technical result of the invention is aimed at balancing the flowing in and outflowing from the load currents, stabilizing the filter at load currents close to maximum, reducing the total component of the currents flowing in the load supplied to the load from a three-wire network, with the control of the permissible limits of voltage reduction in the load according to technical characteristics and, as a result, to save energy consumed by the load.
  • the specified technical result is achieved in that in a line filter containing a core inductance coil included in the gaps of each of the linear wires, capacitors connected between the linear wires, ballast inductors connected in series with the cores on which the control windings are installed, with one terminal of the circuit ballast inductances connected to one of the linear wires, electronic keys connected between one of the linear wires and the first conclusions of the control windings, Other outputs of which are connected to one of the linear wires, electronic switches connected in parallel with ballast inductances, a threshold control device connected by its inputs to the inputs of linear wires, and connected by its outputs to electronic switches and keys, the total number of input and output linear wires is three, the inductors included in the breakdown of the linear wires are connected in pairs at the filter output to the output linear wires, and the magnetization coils installed in the circuit of each of the three linear wires, are placed on a common core with corresponding inductors and are connected with one output to the output of the corresponding linear wire
  • FIG. 1 The block diagram of the line filter is shown in FIG. 1. Detailed description of the invention
  • the line filter includes input 1, 2, 3 and output 4, 5, 6 terminals for connecting it to the gap of the linear wires A, B, C.
  • input terminal 1 and output terminal 4 input terminal 2 and output terminal 5, input terminal 3 and output terminal 6, respectively, include inductors 7, 8, 9 and inductors 10, 11, 12, together with capacitors 13, 14, 15 connected between output terminals 4, 5, 6, forming broadband filters.
  • the common cores 16, 17, 18 of the inductors 7, 8, 9 and inductors 10, 11, 12 have magnetization coils 19, 20, 21, connected by one output to the output terminals 4, 5, 6, and the second output to the first conclusions ballast inductances 22, 23, 24, which are connected by second terminals to the first terminals of ballast inductances 25, 26, 27, which are connected by second terminals to line wires B, C, A.
  • linear wires A, B, C includes a threshold control device 28, which: connected with its findings with electronic keys 29, 30, 31 connected, respectively, between the linear wires A, B, C and one terminal of the control windings 32, 33, 34; connected by its terminals to electronic keys 35, 36, 37 connected, respectively, between the linear wires A, B, C and one terminal of the control windings 38, 39, 40; connected by its inputs to electronic switches 41, 42, 43, which are connected in parallel with ballast inductors 22, 23, 24; connected by its leads to electronic switches 44, 45, 46, which are connected in parallel with ballast inductors 25, 26, 27.
  • the second leads of the control windings 32 and 38, 33 and 39, 34 and 40 are connected, respectively, to the line wires A, B, C.
  • the line filter is functionally divided into a circuit of linear wires A, B, C, while: the circuit of line wire A includes an input terminal 1, electronic keys 35, 29, a common core 16, a bias coil 19, an inductor 7, 10, a capacitor 13, an output terminal 4, control windings 32, 38, ballast inductances 22, 25, electronic switches 41, 44; line wire circuit B includes an input terminal 2, electronic keys 36, 30, a common core 17, a bias coil 20, inductors 8, 11, a capacitor 14, an output terminal 5, control windings 33, 39, ballast inductors 23, 26, electronic switches 42, 45; line wire circuit C includes an input terminal 3, electronic keys 37, 31, a common core 18, a bias coil 21, an inductor 9, 12, a capacitor 15, an output terminal 6, control windings 34, 40, ballast inductors 24, 27, electronic switches 43, 46.
  • the surge protector works as follows. When the load is connected to the output terminals 4, 5, 6, linear wires A, B, C, the current begins to flow through closed circuits. The operation of the line filter on the lines of linear
  • Line current A flows through input terminal 1, inductor 7, output terminal 4, load, output terminals 5 and 6, inductors 8 and 9, and inductors 10 and 11, input terminals 2 and 3.
  • a broadband filter formed by the coils inductors 7, 8, 9, 10, 11 and capacitors 13, 14, 15 provide smoothing of current pulses, when they occur in the load.
  • the bias inductor 19 and the ballast inductors 22, 25 connected in series with it are connected with a voltage taken from the input terminal 2 and the output terminal 4, which, through a common core 16, creates bias currents on the inductors 7 and 10, which are opposite in direction to the current in the load.
  • the parameters of inductors 7 and 10 are selected so that they create equal voltages due to current - this ensures symmetrical operation of the entire filter circuit along the line of the linear wire A.
  • the ratio of the parameters of inductors 7 and 10, magnetization coil 19 and ballast inductances 22 and 25 are chosen so that the bias current reduces the current at the output of the line filter by a certain amount, for example, 8-18%.
  • the voltage between the input terminals 1 and 2 drops below the value of the first threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and provides control signals to the electronic switch 41 and the electronic key 29. It is also turned on using the control winding 32 through the core supplies voltage to the ballast inductance 22.
  • the switch 41 is turned off, which creates a decrease in the current through the input terminal 1 of the line filter by a reduced amount, for example, by 4-9%. If the voltage between terminals 1 and 2 drops below the second threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and, holding control signals on the electronic switch 41 and the electronic key 29, sends control signals to the electronic switch 44 and the electronic key 35. The latter is turned on and using the control winding 38 through the core supplies voltage to the ballast inductance 25. At the same time, the switch 44 is turned off, which creates a decrease in current b
  • the filter circuit along the linear wire circuit and A has the property that a stabilized operation at load currents close to the maximum, with a symmetrical current limitation and circuit connected to the load input and a circuit connected to the load output.
  • Line current B flows through input terminal 2, inductor 8, output terminal 5, load, output terminals 4 and 6, inductors 7 and 9, and inductors 10 and 12, input terminals 2 and 3.
  • a broadband filter formed by the coils inductors 7, 8, 9, 10, 12 and capacitors 13, 14, 15 provide smoothing of current pulses, when they occur in the load.
  • the bias inductor 20 and the ballast inductors 23, 26 connected in series with it are connected with a voltage taken from the input terminal 3 and the output terminal 5, which, through a common core 17, creates magnetization currents on the inductors 8 and 11, which are opposite in direction to the current in the load.
  • the parameters of the inductors 8 and 11 are selected so that they create equal voltages due to the current - this ensures the symmetrical operation of the entire filter circuit along the line of the linear wire B.
  • the ratio of the parameters of the inductors 8 and 11, the magnetization coil 20 and the ballast inductances 23 and 26 are chosen so that the bias current reduces the current at the output of the line filter by a certain amount, for example, 8-18%.
  • the voltage between the input terminals 2 and 3 drops below the value of the first threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and provides control signals to the electronic switch 42 and the electronic switch 30. It is also turned on using the control winding 33 through the core supplies voltage to the ballast inductance 23.
  • the switch 42 is turned off, which creates a decrease in the current through the input terminal 2 of the line filter by a reduced amount, for example, by 4-9%. If the voltage between terminals 2 and 3 drops below the value of the second threshold set by the threshold control parameters device 28, the latter is triggered and, holding control signals on the electronic switch 42 and the electronic key 30, sends control signals to the electronic switch 45 and the electronic key 36. The latter is turned on and using the control winding 39 through the core supplies voltage to the ballast inductance 26. When this switch 45 is turned off, which creates a decrease in current through the input terminal 2 of the line filter by an even more reduced amount, for example, 2-5%.
  • the filter circuit is connected to a linear wire and B has the property that a stabilized operation at load currents close to the maximum, with a symmetrical current limitation and circuit connected to the load input and a circuit connected to the load output.
  • Line current C flows through input terminal 3, inductor 9, output terminal 6, load, output terminals 4 and 5, inductors 7 and 8, and inductors 12 and 10, input terminals 1 and 2.
  • a broadband filter formed by the coils inductors 7, 8, 9, 12, 10 and capacitors 13, 14, 15 provide smoothing of current pulses when they occur in the load.
  • the bias inductor 21 and the ballast inductors 24, 27 connected in series with it are supplied with a voltage taken from the input terminal 1 and the output terminal 6, which, through a common core 18, creates magnetization currents on the inductors 9 and 12, which are opposite in direction to the current in the load.
  • the parameters of the inductors 9 and 12 are selected so that they create equal voltages due to the current - this ensures symmetrical operation of the entire filter circuit along the line of the linear wire C.
  • the ratio of the parameters of the inductors 9 and 12, the magnetization coil 21 and the ballast inductances 24 and 27 are chosen so that the bias current reduces the current at the output of the line filter by a certain amount, for example, 8-18%.
  • the voltage between the input terminals 3 and 1 drops below the value of the first threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and provides control signals to the electronic switch 43 and the electronic key 31. He it is turned on and using the control winding 34 through the core it supplies voltage to the ballast inductance 24.
  • the switch 43 is turned off, which creates a decrease in the current through the input terminal 3 of the line filter by a reduced value, for example, by 4-9%. If the voltage between terminals 3 and 1 drops below the second threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and, holding control signals on the electronic switch 43 and the electronic key 31, sends control signals to the electronic switch 46 and the electronic key 37. The latter is turned on and using the control winding 40 through the core supplies voltage to the ballast inductance 27. At the same time, the switch 46 is turned off, which creates a decrease in current through the input terminal 3 set filter by an even lower value, for example by 2-5%.
  • the filter circuit along the linear wire circuit and C has the property that a stabilized operation at load currents close to the maximum, with a symmetrical current limitation and circuit connected to the load input and a circuit connected to the load output.
  • the combined load typical of a gas station was used, including lighting, heating, pumps, ventilation devices, and office equipment.
  • the input voltage levels at this facility vary depending on the time of day and the operation modes of neighboring facilities connected to one substation.
  • you turn on the filter it starts to work out algorithms for a given economy independently for each linear current and interline voltage. If the voltage supplied from the network to the line filter exceeds the threshold settings of the threshold control device, then in the output circuits of the filter due to the creation of magnetization, the load current decreases by half the maximum value specified by the filter parameters, the second half of the decrease in the load current is provided by the filter circuits into which the current load flows into the filter to return to the mains.
  • the network filter circuit will provide a stabilizing effect by changing the magnetization currents.
  • the reduction of the load currents in both the outgoing filter circuits and in the filter circuits provides modes of symmetrization of the currents and voltages supplied to the load in a wide range of difference of the load currents along linear wires.
  • the surge protector can be manufactured using standard capacitors, standard electronic switches and electronic switches; inductors, magnetization coils, control windings, ballast inductors can be made of a standard winding wire, and mounted on cores made of transformer iron of the required brand; the controller can be made for a specific line filter, it is possible to use an industrial controller with the appropriate program. Ready the line filter can be placed in a standard electrical panel having the required connection and overall dimensions and the required class of electrical protection.
  • the inventive mains filter along with an acceptable threshold decrease in the supply mains current supplied to the load, which significantly saves the energy consumed by the load, ensures operation in a three-wire network in two-sided current symmetry modes, and ensures stabilization of the filter at alternating currents loads, including at load currents close to maximum.

Abstract

The invention can be used in the field of electrical engineering. The technical result is that of preventing surges of current in a three-wire system, preventing long-term supply of overvoltage to a load, saving energy, and providing for a symmetrical voltage supply to a load. A power line filter includes input and output terminals for connecting the filter into a break in line wires which have connected therebetween inductors and inductors together with capacitors, said capacitors being connected between the output terminals, and the inductors together with the capacitors forming broadband filters. Bias coils are mounted on common cores of the inductors and are connected by one output to the output terminals and by a second output to the first outputs of ballast inductors that are coupled by second outputs to the first outputs of ballast inductors that are connected by second outputs to the line wires. A threshold control device is connected between the input terminals and the line wires and is connected by its outputs to electronic switches, which are connected between the line wires and one output of control windings. The threshold control device is further connected by its outputs to electronic commutators, which are connected in parallel to ballast inductors. The second outputs of the control windings are connected to the respective line wires.

Description

СЕТЕВОЙ ФИЛЬТР  NETWORK FILTER
Область техники, к которой относится изобретение FIELD OF THE INVENTION
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для предотвращения скачкообразных изменений тока в цепях с устройствами, питающимися от трехпроводной сети переменного тока, предотвращении долговременной подачи избыточного напряжения в цепь нагрузки, общего энергосбережения активной энергии и симметризации подаваемого в нагрузку напряжения. The invention relates to the field of electrical engineering and can be used to prevent abrupt changes in current in circuits with devices powered by a three-wire AC network, to prevent the long-term supply of excess voltage to the load circuit, the general energy saving of active energy and the balancing of the voltage supplied to the load.
Предшествующий уровень техники State of the art
В настоящее время известно большое количество сетевых фильтров с различными характеристиками. Основные виды: неадаптивные фильтры, т.е. фильтры, не имеющие адаптивных элементов, параметры которых зависят от тока в цепи нагрузки, и адаптивные фильтры. Currently, a large number of surge protectors with various characteristics are known. Main types: non-adaptive filters, i.e. filters that do not have adaptive elements, the parameters of which depend on the current in the load circuit, and adaptive filters.
Известен адаптивный сетевой фильтр, содержащий магнитосвязанные катушки индуктивности на общем ферромагнитном сердечнике, включенные согласно в разрыв линейных проводов сети электропитания, и конденсаторы, связывающие линейные провода между собой и шиной заземления (Т.Уильямс, К.Армстронг. ЭМС для систем и установок. М. ИД «Технологии», 2004, с. 337, рис. 8.10.) Known adaptive line filter containing magnetically coupled inductors on a common ferromagnetic core, included in accordance with the gap of the linear wires of the power supply network, and capacitors that connect the linear wires to each other and the ground bus (T. Williams, K. Armstrong. EMC for systems and installations. M Publishing House "Technologies", 2004, p. 337, Fig. 8.10.)
Недостатком этого фильтра является низкая эффективность при быстром кратковременно повышении или понижении тока в нагрузке, как из-за внешних, так и из- за внутренних причин. Указанный фильтр не способен обеспечить фильтрацию одновременно и высокочастотных и среднечастотных изменений тока и не обеспечивает режим экономии активной и реактивной энергии. The disadvantage of this filter is its low efficiency with a quick short-term increase or decrease in current in the load, both due to external and internal reasons. The specified filter is not capable of filtering both high-frequency and mid-frequency current changes at the same time and does not provide a mode of saving active and reactive energy.
Известен адаптивный сетевой фильтр, описанный в патенте RU 2446549, МПК Н02М1/16, опубл.27.03.2012 г., содержащий катушки индуктивности с сердечниками, включенные в разрыв линейных проводов, и конденсатор, связывающий линейные провода между собой, и включенные в каждый из линейных проводов токовые фильтрующие индуктивности с сердечником, снабженные не менее чем одной дополнительной обмоткой, включенными между линейными проводами не менее чем двумя фильтро-корректирующими цепями, вход каждой из которых подключен к выходу одной из дополнительных обмоток. Недостатками этого фильтра является то, что при достаточно эффективном обеспечении режима работы фильтрующих катушек индуктивности на нагрузках, имеющих индуктивно-активный характер и небольшую мощность (сотни ватт), имеет место значительно менее эффективная работа сетевого фильтра на нагрузках активного и активно-емкостного характера и малый диапазон возможных нагрузок по мощности, связанный с ростом на больших мощностях тепловых потерь в последовательно включенных в сетевые провода фильтрующих индуктивностях с сердечниками, что приводит к практической невозможности создания подобного эффективного устройства для работы на нагрузках мощностью в десятки и сотни киловатт, т.е. при больших относительно стабильных токах потребления. Known adaptive line filter described in patent RU 2446549, IPC Н02М1 / 16, published March 27, 2012, containing inductors with cores included in the gap of the linear wires, and a capacitor connecting the linear wires to each other, and included in each of linear wires, filtering current inductances with a core, equipped with at least one additional winding, connected between linear wires by at least two filter-correcting circuits, the input of each of which is connected to the output of one of the additional windings current. The disadvantages of this filter are that with a sufficiently effective mode of operation of the filtering inductance coils at loads having an inductively active nature and low power (hundreds of watts), there is a significantly less efficient operation of the line filter on loads of an active and active capacitive nature and small the range of possible power loads associated with the growth at high powers of heat loss in filtering inductors with cores sequentially included in the network wires, which leads to the practical impossibility of creating such an effective device for operation on loads with a capacity of tens and hundreds of kilowatts, i.e. at large relatively stable currents of consumption.
Известен сетевой фильтр, описанный в патенте RU 2570351, МПК Н02М1/16, опубл.10.12.2015 г., выбранный в качестве прототипа, содержащий включенные в разрывы каждого из линейных проводов катушку индуктивности с сердечником и токовую фильтрующую индуктивность с сердечником, снабженную не менее чем одной дополнительной обмоткой, между линейными проводами включены конденсатор и не менее чем две фильтро-корректирующие цепи, вход каждой из которых подключен к выходу одной из дополнительных обмоток, включенные последовательно между линейными проводами катушку подмагничивания и балластные индуктивности, с сердечниками, на которые установлены управляющие обмотки, пороговое решающее устройство, включенное на входе между линейными проводами, электронные коммутирующие устройства, включенные между одним из линейных проводов и первыми выводами управляющих обмоток, вторые выводы которых подключены на один из линейных проводов, электронные коммутирующие устройства, включенные параллельно балластным индуктивностям, при этом выходы порогового решающего устройства соединены с электронными коммутирующими устройствами, а катушка подмагничивания установлена на один из сердечников катушек индуктивности Known surge protector described in patent RU 2570351, IPC Н02М1 / 16, published on December 10, 2015, selected as a prototype, comprising an inductance coil with a core and a current filtering inductance with a core, equipped with at least than one additional winding, a capacitor and at least two filter-correcting circuits are connected between the linear wires, the input of each of which is connected to the output of one of the additional windings, connected in series between the linear wires of the cat magnetization eye and ballast inductances, with cores on which control windings are installed, a threshold resolver connected at the input between the linear wires, electronic switching devices connected between one of the linear wires and the first leads of the control windings, the second leads of which are connected to one of the linear wires, electronic switching devices connected in parallel with ballast inductances, while the outputs of the threshold solver are connected to electronic components mutating devices, and the bias coil is installed on one of the cores of the inductors
Недостатком этого сетевого фильтра является то, что при достаточно эффективном уменьшении полного тока и уменьшении потребляемой электроэнергии на нагрузках активного и реактивно-активного типа, включенных по двухпроводной схеме, имеет место значительно менее эффективная работа сетевого фильтра на нагрузках активного и реактивно-активного типа, включенных по трехпроводной схеме, что связано с отсутствием в указанном фильтре симметризирующего эффекта при обычных рабочих токах и стабилизирующего эффекта при токах нагрузки, близких к максимальным. Сущность изобретения The disadvantage of this line filter is that, with a sufficiently effective decrease in the total current and a decrease in the consumed electricity at the loads of the active and reactive type, included in the two-wire circuit, there is a significantly less efficient operation of the line filter at the loads of the active and reactive type, included in a three-wire circuit, which is associated with the absence in the specified filter of a symmetrizing effect at ordinary operating currents and a stabilizing effect at load currents close to maximum. SUMMARY OF THE INVENTION
Задача изобретения - совершенствование конструкции сетевого фильтра. The objective of the invention is to improve the design of the surge protector.
Технический результат предлагаемого изобретения направлен на симметризацию втекающих и вытекающих из нагрузки токов, стабилизацию работы фильтра при токах нагрузки, близких к максимальным, уменьшение полной составляющей протекающих в нагрузке токов, подаваемых в нагрузку из трехпроводной сети, с контролем допустимых пределов снижения напряжений в нагрузке по техническим характеристикам и, как следствие, к экономии электроэнергии, потребляемой нагрузкой. The technical result of the invention is aimed at balancing the flowing in and outflowing from the load currents, stabilizing the filter at load currents close to maximum, reducing the total component of the currents flowing in the load supplied to the load from a three-wire network, with the control of the permissible limits of voltage reduction in the load according to technical characteristics and, as a result, to save energy consumed by the load.
Указанный технический результат достигается тем, что в сетевом фильтре, содержащем включенные в разрывы каждого из линейных проводов катушку индуктивности с сердечником, включенные между линейными проводами конденсаторы, соединенные в последовательную цепь балластные индуктивности с сердечниками, на которые установлены управляющие обмотки, при этом один вывод цепи балластных индуктивностей подключен на один из линейных проводов, электронные ключи включенные между одним из линейных проводов и первыми выводами управляющих обмоток, вторые выводы которых подключены на один из линейных проводов, электронные коммутаторы, включенные параллельно балластным индуктивностям, пороговое управляющее устройство, подключенное своими входами на входы линейных проводов, и соединенное своими выходами с электронными коммутаторами и ключами, общее число входящих и выходящих линейных проводов равно трем, катушки индуктивности, включенные в разрыв линейных проводов попарно соединены на выходе фильтра на выходящие линейные провода, а катушки подмагничивания, установленные в цепь каждого из трех линейных проводов, размещены на общий сердечник с соответствующими катушками индуктивности и включены одним выводом на выход соответствующего линейного провода, а вторым выводом на второй вывод соответствующей цепи балластных индуктивностей. The specified technical result is achieved in that in a line filter containing a core inductance coil included in the gaps of each of the linear wires, capacitors connected between the linear wires, ballast inductors connected in series with the cores on which the control windings are installed, with one terminal of the circuit ballast inductances connected to one of the linear wires, electronic keys connected between one of the linear wires and the first conclusions of the control windings, Other outputs of which are connected to one of the linear wires, electronic switches connected in parallel with ballast inductances, a threshold control device connected by its inputs to the inputs of linear wires, and connected by its outputs to electronic switches and keys, the total number of input and output linear wires is three, the inductors included in the breakdown of the linear wires are connected in pairs at the filter output to the output linear wires, and the magnetization coils installed in the circuit of each of the three linear wires, are placed on a common core with corresponding inductors and are connected with one output to the output of the corresponding linear wire, and a second output to the second output of the corresponding ballast inductance circuit.
Перечень фигур чертежей List of drawings
Блок-схема сетевого фильтра приведена на фиг. 1. Подробное описание изобретения The block diagram of the line filter is shown in FIG. 1. Detailed description of the invention
Сетевой фильтр включает в себя входные 1, 2, 3 и выходные 4, 5, 6 клеммы для подключения его в разрыв линейных проводов А, В, С. Между входной клеммой 1 и выходной клеммой 4, входной клеммой 2 и выходной клеммой 5, входной клеммой 3 и выходной клеммой 6 включены, соответственно, катушки индуктивности 7, 8, 9 и катушки индуктивности 10, 11, 12 , совместно с конденсаторами 13, 14, 15, включенными между выходными клеммами 4, 5, 6, образующие широкополосные фильтры. На общие сердечники 16, 17, 18 катушек индуктивности 7, 8, 9 и катушек индуктивности 10, 11, 12 установлены катушки подмагничивания 19, 20, 21, включенные одним выводом на выходные клеммы 4, 5, 6, а вторым выводом к первым выводам балластных индуктивностей 22, 23, 24, которые вторыми выводами соединены с первыми выводами балластных индуктивностей 25, 26, 27, которые вторыми выводами, соответственно, подключены на линейные провода В, С, А. Между входными клеммами 1, 2, 3 и, соответственно, линейными проводами А, В, С, включено пороговое управляющее устройство 28, которое: соединено своими выводами с электронными ключами 29, 30, 31, подключенными, соответственно, между линейными проводами А, В, С и одним выводом управляющих обмоток 32, 33, 34; соединено своими выводами с электронными ключами 35, 36, 37, подключенными, соответственно, между линейными проводами А, В, С и одним выводом управляющих обмоток 38, 39, 40; соединено своими вьшодами с электронными коммутаторами 41, 42, 43, которые подключены параллельно балластным индуктивностям 22, 23, 24; соединено своими выводами с электронными коммутаторами 44, 45, 46, которые подключены параллельно балластным индуктивностям 25, 26, 27. При этом вторые выводы управляющих обмоток 32 и 38, 33 и 39, 34 и 40, подключены, соответственно, на линейные провода А, В, С. The line filter includes input 1, 2, 3 and output 4, 5, 6 terminals for connecting it to the gap of the linear wires A, B, C. Between the input terminal 1 and output terminal 4, input terminal 2 and output terminal 5, input terminal 3 and output terminal 6, respectively, include inductors 7, 8, 9 and inductors 10, 11, 12, together with capacitors 13, 14, 15 connected between output terminals 4, 5, 6, forming broadband filters. The common cores 16, 17, 18 of the inductors 7, 8, 9 and inductors 10, 11, 12 have magnetization coils 19, 20, 21, connected by one output to the output terminals 4, 5, 6, and the second output to the first conclusions ballast inductances 22, 23, 24, which are connected by second terminals to the first terminals of ballast inductances 25, 26, 27, which are connected by second terminals to line wires B, C, A. Between input terminals 1, 2, 3 and, respectively , linear wires A, B, C, includes a threshold control device 28, which: connected with its findings with electronic keys 29, 30, 31 connected, respectively, between the linear wires A, B, C and one terminal of the control windings 32, 33, 34; connected by its terminals to electronic keys 35, 36, 37 connected, respectively, between the linear wires A, B, C and one terminal of the control windings 38, 39, 40; connected by its inputs to electronic switches 41, 42, 43, which are connected in parallel with ballast inductors 22, 23, 24; connected by its leads to electronic switches 44, 45, 46, which are connected in parallel with ballast inductors 25, 26, 27. In this case, the second leads of the control windings 32 and 38, 33 and 39, 34 and 40 are connected, respectively, to the line wires A, B, C.
Сетевой фильтр функционально разделен на цепи линейных проводов А, В, С, при этом: цепь линейного провода А включает входную клемму 1, электронные ключи 35, 29, общий сердечник 16, катушку подмагничивания 19, катушки индуктивности 7, 10, конденсатор 13, выходную клемму 4, управляющие обмотки 32, 38, балластные индуктивности 22, 25, электронные коммутаторы 41, 44; цепь линейного провода В включает входную клемму 2, электронные ключи 36, 30, общий сердечник 17, катушку подмагничивания 20, катушки индуктивности 8, 11, конденсатор 14, выходную клемму 5, управляющие обмотки 33, 39, балластные индуктивности 23, 26, электронные коммутаторы 42, 45; цепь линейного провода С включает входную клемму 3, электронные ключи 37, 31, общий сердечник 18, катушку подмагничивания 21, катушки индуктивности 9, 12, конденсатор 15, выходную клемму 6, управляющие обмотки 34, 40, балластные индуктивности 24, 27, электронные коммутаторы 43, 46. Сетевой фильтр работает следующим образом. При подключении нагрузки к выходным клеммам 4, 5, 6, линейных проводов А, В, С, ток начинает протекать по замкнутым цепям. Работа сетевого фильтра по цепям линейных проводов А, В, С, идентична. The line filter is functionally divided into a circuit of linear wires A, B, C, while: the circuit of line wire A includes an input terminal 1, electronic keys 35, 29, a common core 16, a bias coil 19, an inductor 7, 10, a capacitor 13, an output terminal 4, control windings 32, 38, ballast inductances 22, 25, electronic switches 41, 44; line wire circuit B includes an input terminal 2, electronic keys 36, 30, a common core 17, a bias coil 20, inductors 8, 11, a capacitor 14, an output terminal 5, control windings 33, 39, ballast inductors 23, 26, electronic switches 42, 45; line wire circuit C includes an input terminal 3, electronic keys 37, 31, a common core 18, a bias coil 21, an inductor 9, 12, a capacitor 15, an output terminal 6, control windings 34, 40, ballast inductors 24, 27, electronic switches 43, 46. The surge protector works as follows. When the load is connected to the output terminals 4, 5, 6, linear wires A, B, C, the current begins to flow through closed circuits. The operation of the line filter on the lines of linear wires A, B, C is identical.
Ток линейного провода А идет через входную клемму 1, катушку индуктивности 7, выходную клемму 4, нагрузку, выходные клеммы 5 и 6, катушки индуктивности 8 и 9, и катушки индуктивности 10 и 11, входные клеммы 2 и 3. Широкополосный фильтр, образованный катушками индуктивности 7, 8, 9, 10, 11 и конденсаторами 13, 14, 15 обеспечивает сглаживание импульсов тока, при их возникновении в нагрузке. На катушке подмагничивания 19 и включенными последовательно с ней балластными индуктивностями 22, 25 приложено напряжение, снимаемое с входной клеммы 2 и выходной клеммы 4, что через общий сердечник 16 создает на катушках индуктивности 7 и 10 токи подмагничивания, противоположные по направлению току в нагрузке. При этом параметры катушек индуктивности 7 и 10 выбраны так, что на них за счет тока, создаются напряжения равной величины - это обеспечивает симметричную работу всей схемы фильтра по цепи линейного провода А. Соотношение параметров катушек индуктивности 7 и 10, катушки подмагничивания 19 и балластных индуктивностей 22 и 25 выбирают так, что ток подмагничивания уменьшает ток на выходе сетевого фильтра на некоторую величину, например на 8-18 %. При этом, если напряжение между входными клеммами 1 и 2 падает ниже величины первой пороговой уставки, установленной параметрами порогового управляющего устройства 28, то последнее срабатывает и подает сигналы управления на электронный коммутатор 41 и электронный ключ 29. Он включается и с помощью управляющей обмотки 32 через сердечник подает напряжение на балластную индуктивность 22. При этом коммутатор 41 отключается, что создает уменьшение тока через входную клемму 1 сетевого фильтра на уменьшенную величину, например на 4-9 %. Если напряжение между клеммами 1 и 2 падает ниже величины второй пороговой уставки, установленной параметрами порогового управляющего устройства 28, то последнее срабатывает и, удерживая сигналы управления на электронном коммутаторе 41 и электронном ключе 29, подает сигналы управления на электронный коммутатор 44 и электронный ключ 35. Последний включается и с помощью управляющей обмотки 38 через сердечник подает напряжение на балластную индуктивность 25. При этом коммутатор 44 отключается, что создает уменьшение тока б Line current A flows through input terminal 1, inductor 7, output terminal 4, load, output terminals 5 and 6, inductors 8 and 9, and inductors 10 and 11, input terminals 2 and 3. A broadband filter formed by the coils inductors 7, 8, 9, 10, 11 and capacitors 13, 14, 15 provide smoothing of current pulses, when they occur in the load. The bias inductor 19 and the ballast inductors 22, 25 connected in series with it are connected with a voltage taken from the input terminal 2 and the output terminal 4, which, through a common core 16, creates bias currents on the inductors 7 and 10, which are opposite in direction to the current in the load. In this case, the parameters of inductors 7 and 10 are selected so that they create equal voltages due to current - this ensures symmetrical operation of the entire filter circuit along the line of the linear wire A. The ratio of the parameters of inductors 7 and 10, magnetization coil 19 and ballast inductances 22 and 25 are chosen so that the bias current reduces the current at the output of the line filter by a certain amount, for example, 8-18%. Moreover, if the voltage between the input terminals 1 and 2 drops below the value of the first threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and provides control signals to the electronic switch 41 and the electronic key 29. It is also turned on using the control winding 32 through the core supplies voltage to the ballast inductance 22. In this case, the switch 41 is turned off, which creates a decrease in the current through the input terminal 1 of the line filter by a reduced amount, for example, by 4-9%. If the voltage between terminals 1 and 2 drops below the second threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and, holding control signals on the electronic switch 41 and the electronic key 29, sends control signals to the electronic switch 44 and the electronic key 35. The latter is turned on and using the control winding 38 through the core supplies voltage to the ballast inductance 25. At the same time, the switch 44 is turned off, which creates a decrease in current b
через входную клемму 1 сетевого фильтра на еще более уменьшенную величину, например на 2-5%. При этом если в ходе работы нагрузки, потребляемая ее мощность будет меняться, то при токах близких к максимальным, для выбранных параметров схемы, возможно увеличение падения напряжения на катушках индуктивности 7 и 10. Но при этом произойдет уменьшение напряжения между клеммами 2 и 4, между которыми включена катушка подмагничивания 19. Это, в свою очередь, уменьшит ток подмагничивания в катушках индуктивности 7 и 10 и восстановит расчетное падение напряжения на катушках индуктивности 7 и 10. Следовательно, схема фильтра по цепи линейного провода А обладает свойством стабилизированной работы при токах нагрузки, близких к максимальным, с симметричным ограничением тока и в цепи, подключенной на вход нагрузки и в цепи, подключенной на выход нагрузки. through the input terminal 1 of the line filter by an even reduced value, for example by 2-5%. Moreover, if during the operation of the load, its power consumption will change, then at currents close to maximum, for the selected circuit parameters, it is possible to increase the voltage drop across the inductors 7 and 10. But this will decrease the voltage between terminals 2 and 4, between by which the bias coil is turned on 19. This, in turn, will reduce the bias current in the inductors 7 and 10 and restore the calculated voltage drop across the inductors 7 and 10. Therefore, the filter circuit along the linear wire circuit and A has the property that a stabilized operation at load currents close to the maximum, with a symmetrical current limitation and circuit connected to the load input and a circuit connected to the load output.
Ток линейного провода В идет через входную клемму 2, катушку индуктивности 8, выходную клемму 5, нагрузку, выходные клеммы 4 и 6, катушки индуктивности 7 и 9, и катушки индуктивности 10 и 12, входные клеммы 2 и 3. Широкополосный фильтр, образованный катушками индуктивности 7, 8, 9, 10, 12 и конденсаторами 13, 14, 15 обеспечивает сглаживание импульсов тока, при их возникновении в нагрузке. На катушке подмагничивания 20 и включенными последовательно с ней балластными индуктивностями 23, 26 приложено напряжение, снимаемое с входной клеммы 3 и выходной клеммы 5, что через общий сердечник 17 создает на катушках индуктивности 8 и 11 токи подмагничивания, противоположные по направлению току в нагрузке. При этом параметры катушек индуктивности 8 и 11 выбраны так, что на них за счет тока, создаются напряжения равной величины - это обеспечивает симметричную работу всей схемы фильтра по цепи линейного провода В. Соотношение параметров катушек индуктивности 8 и 11 , катушки подмагничивания 20 и балластных индуктивностей 23 и 26 выбирают так, что ток подмагничивания уменьшает ток на выходе сетевого фильтра на некоторую величину, например на 8-18 %. При этом, если напряжение между входными клеммами 2 и 3 падает ниже величины первой пороговой уставки, установленной параметрами порогового управляющего устройства 28, то последнее срабатывает и подает сигналы управления на электронный коммутатор 42 и электронный ключ 30. Он включается и с помощью управляющей обмотки 33 через сердечник подает напряжение на балластную индуктивность 23. При этом коммутатор 42 отключается, что создает уменьшение тока через входную клемму 2 сетевого фильтра на уменьшенную величину, например на 4-9 %. Если напряжение между клеммами 2 и 3 падает ниже величины второй пороговой уставки, установленной параметрами порогового управляющего устройства 28, то последнее срабатывает и, удерживая сигналы управления на электронном коммутаторе 42 и электронном ключе 30, подает сигналы управления на электронный коммутатор 45 и электронный ключ 36. Последний включается и с помощью управляющей обмотки 39 через сердечник подает напряжение на балластную индуктивность 26. При этом коммутатор 45 отключается, что создает уменьшение тока через входную клемму 2 сетевого фильтра на еще более уменьшенную величину, например на 2-5%. При этом если в ходе работы нагрузки, потребляемая ее мощность будет меняться, то при токах близких к максимальным, для выбранных параметров схемы, возможно увеличение падения напряжения на катушках индуктивности 8 и 11. Но при этом произойдет уменьшение напряжения между клеммами 3 и 5, между которыми включена катушка подмагничивания 20. Это, в свою очередь, уменьшит ток подмагничивания в катушках индуктивности 8 и 11 и восстановит расчетное падение напряжения на катушках индуктивности 8 и 11. Следовательно, схема фильтра по цепи линейного провода В обладает свойством стабилизированной работы при токах нагрузки, близких к максимальным, с симметричным ограничением тока и в цепи, подключенной на вход нагрузки и в цепи, подключенной на выход нагрузки. Line current B flows through input terminal 2, inductor 8, output terminal 5, load, output terminals 4 and 6, inductors 7 and 9, and inductors 10 and 12, input terminals 2 and 3. A broadband filter formed by the coils inductors 7, 8, 9, 10, 12 and capacitors 13, 14, 15 provide smoothing of current pulses, when they occur in the load. The bias inductor 20 and the ballast inductors 23, 26 connected in series with it are connected with a voltage taken from the input terminal 3 and the output terminal 5, which, through a common core 17, creates magnetization currents on the inductors 8 and 11, which are opposite in direction to the current in the load. In this case, the parameters of the inductors 8 and 11 are selected so that they create equal voltages due to the current - this ensures the symmetrical operation of the entire filter circuit along the line of the linear wire B. The ratio of the parameters of the inductors 8 and 11, the magnetization coil 20 and the ballast inductances 23 and 26 are chosen so that the bias current reduces the current at the output of the line filter by a certain amount, for example, 8-18%. Moreover, if the voltage between the input terminals 2 and 3 drops below the value of the first threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and provides control signals to the electronic switch 42 and the electronic switch 30. It is also turned on using the control winding 33 through the core supplies voltage to the ballast inductance 23. At the same time, the switch 42 is turned off, which creates a decrease in the current through the input terminal 2 of the line filter by a reduced amount, for example, by 4-9%. If the voltage between terminals 2 and 3 drops below the value of the second threshold set by the threshold control parameters device 28, the latter is triggered and, holding control signals on the electronic switch 42 and the electronic key 30, sends control signals to the electronic switch 45 and the electronic key 36. The latter is turned on and using the control winding 39 through the core supplies voltage to the ballast inductance 26. When this switch 45 is turned off, which creates a decrease in current through the input terminal 2 of the line filter by an even more reduced amount, for example, 2-5%. Moreover, if during the operation of the load, its power consumption will change, then at currents close to maximum, for the selected circuit parameters, an increase in the voltage drop across the inductors 8 and 11 is possible. But in this case, a decrease in voltage between terminals 3 and 5, between by which the magnetization coil 20 is turned on. This, in turn, will reduce the magnetization current in the inductors 8 and 11 and restore the calculated voltage drop across the inductors 8 and 11. Therefore, the filter circuit is connected to a linear wire and B has the property that a stabilized operation at load currents close to the maximum, with a symmetrical current limitation and circuit connected to the load input and a circuit connected to the load output.
Ток линейного провода С идет через входную клемму 3, катушку индуктивности 9, выходную клемму 6, нагрузку, выходные клеммы 4 и 5, катушки индуктивности 7 и 8, и катушки индуктивности 12 и 10, входные клеммы 1 и 2. Широкополосный фильтр, образованный катушками индуктивности 7, 8, 9, 12, 10 и конденсаторами 13, 14, 15 обеспечивает сглаживание импульсов тока, при их возникновении в нагрузке. На катушке подмагничивания 21 и включенными последовательно с ней балластными индуктивностями 24, 27 приложено напряжение, снимаемое с входной клеммы 1 и выходной клеммы 6, что через общий сердечник 18 создает на катушках индуктивности 9 и 12 токи подмагничивания, противоположные по направлению току в нагрузке. При этом параметры катушек индуктивности 9 и 12 выбраны так, что на них за счет тока, создаются напряжения равной величины - это обеспечивает симметричную работу всей схемы фильтра по цепи линейного провода С. Соотношение параметров катушек индуктивности 9 и 12, катушки подмагничивания 21 и балластных индуктивностей 24 и 27 выбирают так, что ток подмагничивания уменьшает ток на выходе сетевого фильтра на некоторую величину, например на 8-18 %. При этом, если напряжение между входными клеммами 3 и 1 падает ниже величины первой пороговой уставки, установленной параметрами порогового управляющего устройства 28, то последнее срабатывает и подает сигналы управления на электронный коммутатор 43 и электронный ключ 31. Он включается и с помощью управляющей обмотки 34 через сердечник подает напряжение на балластную индуктивность 24. При этом коммутатор 43 отключается, что создает уменьшение тока через входную клемму 3 сетевого фильтра на уменьшенную величину, например на 4-9 %. Если напряжение между клеммами 3 и 1 падает ниже величины второй пороговой уставки, установленной параметрами порогового управляющего устройства 28, то последнее срабатывает и, удерживая сигналы управления на электронном коммутаторе 43 и электронном ключе 31, подает сигналы управления на электронный коммутатор 46 и электронный ключ 37. Последний включается и с помощью управляющей обмотки 40 через сердечник подает напряжение на балластную индуктивность 27. При этом коммутатор 46 отключается, что создает уменьшение тока через входную клемму 3 сетевого фильтра на еще более уменьшенную величину, например на 2-5%. При этом если в ходе работы нагрузки, потребляемая ее мощность будет меняться, то при токах близких к максимальным, для выбранных параметров схемы, возможно увеличение падения напряжения на катушках индуктивности 9 и 12. Но при этом произойдет уменьшение напряжения между клеммами 1 и 6, между которыми включена катушка подмагничивания 21. Это, в свою очередь, уменьшит ток подмагничивания в катушках индуктивности 9 и 12 и восстановит расчетное падение напряжения на катушках индуктивности 9 и 12. Следовательно, схема фильтра по цепи линейного провода С обладает свойством стабилизированной работы при токах нагрузки, близких к максимальным, с симметричным ограничением тока и в цепи, подключенной на вход нагрузки и в цепи, подключенной на выход нагрузки. Line current C flows through input terminal 3, inductor 9, output terminal 6, load, output terminals 4 and 5, inductors 7 and 8, and inductors 12 and 10, input terminals 1 and 2. A broadband filter formed by the coils inductors 7, 8, 9, 12, 10 and capacitors 13, 14, 15 provide smoothing of current pulses when they occur in the load. The bias inductor 21 and the ballast inductors 24, 27 connected in series with it are supplied with a voltage taken from the input terminal 1 and the output terminal 6, which, through a common core 18, creates magnetization currents on the inductors 9 and 12, which are opposite in direction to the current in the load. In this case, the parameters of the inductors 9 and 12 are selected so that they create equal voltages due to the current - this ensures symmetrical operation of the entire filter circuit along the line of the linear wire C. The ratio of the parameters of the inductors 9 and 12, the magnetization coil 21 and the ballast inductances 24 and 27 are chosen so that the bias current reduces the current at the output of the line filter by a certain amount, for example, 8-18%. Moreover, if the voltage between the input terminals 3 and 1 drops below the value of the first threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and provides control signals to the electronic switch 43 and the electronic key 31. He it is turned on and using the control winding 34 through the core it supplies voltage to the ballast inductance 24. At the same time, the switch 43 is turned off, which creates a decrease in the current through the input terminal 3 of the line filter by a reduced value, for example, by 4-9%. If the voltage between terminals 3 and 1 drops below the second threshold set by the parameters of the threshold control device 28, the latter is triggered and, holding control signals on the electronic switch 43 and the electronic key 31, sends control signals to the electronic switch 46 and the electronic key 37. The latter is turned on and using the control winding 40 through the core supplies voltage to the ballast inductance 27. At the same time, the switch 46 is turned off, which creates a decrease in current through the input terminal 3 set filter by an even lower value, for example by 2-5%. Moreover, if during the operation of the load, its power consumption will change, then at currents close to maximum, for the selected circuit parameters, an increase in the voltage drop across the inductors 9 and 12 is possible. But at the same time, the voltage decreases between terminals 1 and 6, between by which the magnetization coil 21 is turned on. This, in turn, will reduce the magnetization current in the inductors 9 and 12 and restore the calculated voltage drop across the inductors 9 and 12. Therefore, the filter circuit along the linear wire circuit and C has the property that a stabilized operation at load currents close to the maximum, with a symmetrical current limitation and circuit connected to the load input and a circuit connected to the load output.
Симметричное уменьшение полного тока по цепи каждого из линейных проводов в трехпроводных системах электроснабжения, в сочетании со стабилизационным эффектом на нагрузках активного и реактивно-активного типа, и описанный выше алгоритм работы сетевого фильтра с токами нагрузки, приводит к уменьшению потребляемой нагрузкой электроэнергии, сохраняя при этом гарантированное электроснабжение в широком диапазоне входных напряжений и в расширенном диапазоне рабочих токов. Symmetric reduction of the total current along the circuit of each of the linear wires in three-wire power supply systems, in combination with the stabilization effect on active and reactive-type loads, and the network filter operation algorithm with load currents described above, reduces the power consumption by the load, while maintaining guaranteed power supply in a wide range of input voltages and in an extended range of operating currents.
Пример. Example.
При испытаниях использовали комбинированную нагрузку, типичную для бензозаправочной станции, включающую устройства освещения, обогрева, насосы, вентиляции, офисное оборудование. Уровни входного напряжения на данном объекте меняются в зависимости от времени суток и режимов работы соседних объектов, подключенных к одной подстанции. При включении фильтра он начинает отрабатывать алгоритмы заданной экономии независимо по каждому линейному току и межлинейному напряжению. Если напряжения, подаваемые из сети на сетевой фильтр, превышают уставки срабатывания порогового управляющего устройства, то в выходных цепях фильтра за счет создания подмагничивания ток нагрузки уменьшается на половину максимальной величины, заданную параметрами фильтра, вторая половина уменьшения тока нагрузки обеспечивается цепями фильтра, в которые ток нагрузки втекает в фильтр для возвращения в электросеть. Если входные напряжения понижаются, что вызывает срабатьшание порогового управляющего устройства, то величина уменьшения тока на сетевом фильтре падает, что вызывает сохранение токового режима нагрузки в сочетании со средней экономией электроэнергии. Дальнейшее понижение входных напряжений приводит к уменьшению доли уменьшения тока на сетевом фильтре, что вызывает сохранение токового режима нагрузки в сочетании с небольшой экономией электроэнергии. Если при работе ток нагрузки будут меняться, приближаясь к максимально допустимым значениям, схема сетевого фильтра обеспечит за счет изменения токов подмагничивания стабилизационный эффект. Уменьшение токов нагрузки и в исходящих из фильтра цепях и во входящих в фильтр цепях обеспечивает режимы симметризации подаваемых на нагрузку токов и напряжений в широком диапазоне разности токов нагрузки по линейным проводам. В результате фильтрация излишнего питающего сетевого тока путем его уменьшения до допустимого предела не нарушает работы нагрузки, но снижает величину потребляемой ею электроэнергии. Кроме этого, как дополнительное положительное свойство сетевого фильтра можно отметить сглаживание бросков сетевого напряжения и, следовательно, увеличение ресурса работы устройств, составляющих данную комбинированную нагрузку. During the tests, the combined load typical of a gas station was used, including lighting, heating, pumps, ventilation devices, and office equipment. The input voltage levels at this facility vary depending on the time of day and the operation modes of neighboring facilities connected to one substation. When you turn on the filter, it starts to work out algorithms for a given economy independently for each linear current and interline voltage. If the voltage supplied from the network to the line filter exceeds the threshold settings of the threshold control device, then in the output circuits of the filter due to the creation of magnetization, the load current decreases by half the maximum value specified by the filter parameters, the second half of the decrease in the load current is provided by the filter circuits into which the current load flows into the filter to return to the mains. If the input voltages are lowered, which causes the threshold control device to fail, then the magnitude of the current reduction on the line filter drops, which causes the current load mode to be maintained in combination with average energy savings. A further decrease in the input voltage leads to a decrease in the fraction of the decrease in current at the line filter, which causes the current load mode to be maintained in combination with a small energy saving. If during operation the load current will change, approaching the maximum permissible values, the network filter circuit will provide a stabilizing effect by changing the magnetization currents. The reduction of the load currents in both the outgoing filter circuits and in the filter circuits provides modes of symmetrization of the currents and voltages supplied to the load in a wide range of difference of the load currents along linear wires. As a result, filtering the excess supply current by reducing it to the permissible limit does not violate the load, but reduces the amount of electricity consumed by it. In addition, as an additional positive property of the line filter, it is possible to note the smoothing of the surge voltage and, consequently, an increase in the service life of the devices that make up this combined load.
Измерения потребленной комбинированной нагрузкой электрической энергии в течение отрезков времени, равных 2 часам, показали ее экономию при включении с сетевым фильтром в количестве от 11 до 19 %, по сравнению с работой без фильтра. Measurements of the combined electric load consumed by electric energy over a period of time equal to 2 hours showed its savings when switched on with a line filter in an amount of 11 to 19%, compared to working without a filter.
Сетевой фильтр может быть изготовлен с использованием стандартных конденсаторов, стандартных электронных ключей и электронных коммутаторов; катушки индуктивности, катушки подмагничивания, управляющие обмотки, балластные индуктивности могут быть изготовлены из стандартного обмоточного провода, и установлены на сердечники, изготовленные из трансформаторного железа, необходимой марки; контроллер может быть изготовлен для конкретного сетевого фильтра, возможно применение промышленного контроллера с соответствующей программой. Готовый сетевой фильтр может быть размещен в стандартном электротехническом щите, имеющем требуемые присоединительные и габаритные размеры и необходимый класс электротехнической защиты. The surge protector can be manufactured using standard capacitors, standard electronic switches and electronic switches; inductors, magnetization coils, control windings, ballast inductors can be made of a standard winding wire, and mounted on cores made of transformer iron of the required brand; the controller can be made for a specific line filter, it is possible to use an industrial controller with the appropriate program. Ready the line filter can be placed in a standard electrical panel having the required connection and overall dimensions and the required class of electrical protection.
Таким образом, по сравнению с прототипом заявляемый сетевой фильтр наряду с допустимым пороговым уменьшением питающего сетевого тока, подаваемого на нагрузку, что позволяет существенно экономить потребляемую нагрузкой электроэнергию, обеспечивает работу в трехпроводной сети в режимах двухсторонней симметризации тока, и обеспечивает стабилизацию работы фильтра при переменных токах нагрузки, в том числе при токах нагрузки, близких к максимальным. Thus, in comparison with the prototype, the inventive mains filter along with an acceptable threshold decrease in the supply mains current supplied to the load, which significantly saves the energy consumed by the load, ensures operation in a three-wire network in two-sided current symmetry modes, and ensures stabilization of the filter at alternating currents loads, including at load currents close to maximum.
Для специалистов могут быть очевидны и иные варианты осуществления изобретения, не меняющие его сущности, как она раскрыта в настоящем описании. Соответственно, изобретение следует считать ограниченным по объему только нижеследующей формулой изобретения. Other specialists may be obvious to other embodiments of the invention, without changing its essence, as it is disclosed in the present description. Accordingly, the invention should be considered limited in scope only by the following claims.

Claims

Формула изобретения Claim
Сетевой фильтр, содержащий включенные в разрывы каждого из линейных проводов катушку индуктивности с сердечником, включенные между линейными проводами конденсаторы, соединенные в последовательную цепь балластные индуктивности с сердечниками, на которые установлены управляющие обмотки, при этом один вывод цепи балластных индуктивностей подключен на один из линейных проводов, электронные ключи, включенные между одним из линейных проводов и первыми выводами управляющих обмоток, вторые выводы которых подключены на один из линейных проводов, электронные коммутаторы, включенные параллельно балластным индуктивностям, пороговое управляющее устройство, подключенное своими входами на входы линейных проводов, и соединенное своими выходами с электронными коммутаторами и ключами, отличающийся тем, что общее число входящих и выходящих линейных проводов равно трем, катушки индуктивности, включенные в разрыв линейных проводов, попарно соединены на выходе фильтра на выходящие линейные провода, а катушки подмагничивания, установленные в цепь каждого из трех линейных проводов, установлены на общий сердечник с соответствующими катушками индуктивности и включены одним выводом на выход соответствующего линейного провода, а вторым выводом на второй вывод соответствующей цепи балластных индуктивностей .  A line filter containing a core inductance coil included in the breaks of each of the linear wires, capacitors connected between the linear wires, ballast inductors connected in series with the cores, on which the control windings are installed, while one output of the ballast inductance circuit is connected to one of the linear wires , electronic keys connected between one of the linear wires and the first terminals of the control windings, the second terminals of which are connected to one of the linear wires odes, electronic switches connected in parallel with ballast inductances, a threshold control device connected by its inputs to the inputs of linear wires and connected by its outputs to electronic switches and keys, characterized in that the total number of input and output linear wires is three, inductors included into the gap of the linear wires, are connected in pairs at the filter output to the output linear wires, and the magnetizing coils installed in the circuit of each of the three linear wires are mounted on a common core with corresponding inductors and are connected with one output to the output of the corresponding linear wire, and a second output to the second output of the corresponding ballast inductance circuit.
PCT/RU2016/000343 2016-04-12 2016-06-08 Power line filter WO2017180013A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016114058 2016-04-12
RU2016114058A RU2657233C2 (en) 2016-04-12 2016-04-12 Line filter

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2017180013A1 true WO2017180013A1 (en) 2017-10-19

Family

ID=60041740

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2016/000343 WO2017180013A1 (en) 2016-04-12 2016-06-08 Power line filter

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2657233C2 (en)
WO (1) WO2017180013A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2723677C1 (en) * 2019-12-25 2020-06-17 Общество с ограниченной ответственностью "ТЕХХОЛДИНГ" Intermediate power supply

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7453330B2 (en) * 2004-08-16 2008-11-18 Epcos Ag Line filter
WO2012025660A1 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 Merus Power Dynamics Oy Device and method for filtering in electrical power networks
RU2570351C1 (en) * 2014-09-22 2015-12-10 Владимир Сергеевич Кучин Network filter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7453330B2 (en) * 2004-08-16 2008-11-18 Epcos Ag Line filter
WO2012025660A1 (en) * 2010-08-24 2012-03-01 Merus Power Dynamics Oy Device and method for filtering in electrical power networks
RU2570351C1 (en) * 2014-09-22 2015-12-10 Владимир Сергеевич Кучин Network filter

Also Published As

Publication number Publication date
RU2657233C2 (en) 2018-06-09
RU2016114058A (en) 2017-10-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2510556C1 (en) Static reactive power compensator
AU2011356733B2 (en) AC power conditioning circuit
KR960013761B1 (en) Ac power conditioning circuit
Baitha et al. A comparative analysis of passive filters for power quality improvement
US20160077534A1 (en) Voltage control system
RU2570351C1 (en) Network filter
US20150270057A1 (en) Iterative Transformers With Complex Triple Windings And Systems For Reducing Electrical Consumption Using The Iterative Transformers
US6384583B1 (en) Power pod controller system
RU2657233C2 (en) Line filter
RU2588592C1 (en) Network filter
KR100797054B1 (en) Transformation circuit for auto controlling voltage
US9859049B2 (en) System for reducing electrical consumption with triple core iterative transformers
Tseng et al. Capacitor energising transient limiter for mitigating capacitor switch-on transients
RU2446549C1 (en) Network filter
RU2567996C2 (en) Method for regulating power of compensation filter installation in railroad traction energy supply system
US20150256090A1 (en) Systems for reducing electrical consumption using triple core iterative transformers
RU2657232C2 (en) Line filter
KR100666509B1 (en) Harmonic filter
KR101456240B1 (en) Quality Power Saver
RU2692752C1 (en) Device for network filtration and stepped stabilization
JP2023506965A (en) Single-phase three-phase hybrid filter system for charger
RU2608071C2 (en) Network filter
RU165904U1 (en) INTEGRATOR OF CURRENTS AND VOLTAGES
RU2584140C1 (en) Network filter
US20190140611A1 (en) Filter with inductive capacitive reactor for installed units

Legal Events

Date Code Title Description
NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 16898771

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

32PN Ep: public notification in the ep bulletin as address of the adressee cannot be established

Free format text: NOTING OF LOSS OF RIGHTS PURSUANT TO RULE 112(1) EPC (EPO FORM 1205A DATED 25/02/2019)

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 16898771

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1