Симметрирующее устройство для трехфазной четырехпроводной сети с регулируемыми параметрами
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для саморегулируемого симметрирования токов и напряжений трехфазной четырехпроводной сети при подключении к ней несимметричной нагрузки. Задачей полезной модели является повышение качества симметрирования токов и напряжений в трехфазной четырехпроводной сети за счет саморегулирования мощности предлагаемого устройства при изменении тока в нулевом проводе. Указанная задача достигается тем, что предлагаемое устройство управляется схемой автоматического управления, работающей в функции тока нулевого провода. Полезная модель поясняется схемами (фиг.1, 2). На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства. На фиг.2 представлена схема автоматического управления предлагаемого устройства, работающая в функции тока нулевого провода. Преимуществом данной полезной модели является то, что мощность устройства саморегулируется в функции тока нулевого провода. Параметры предлагаемого устройства отстраивается от несимметрии токов и напряжений в сети 0,38 кВ, имеющей место в данный момент времени.
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована для саморегулируемого симметрирования токов и напряжений трехфазной четырехпроводной сети при подключении к ней несимметричной нагрузки.
Известное устройство [1] индуктивно-емкостного типа, элементы которого соединяются по схеме четырехлучевой звезды, причем при индуктивно-емкостных элементах с пофазно одинаковыми параметрами Yoу=3Yу.
Недостатком данного устройства является применение сложных схем для коммутации и управления устройством.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является устройство для симметрирования трехфазных цепей с нулевым проводом, содержащее три емкостных элемента соединенных в звезду и катушку индуктивности, подключенную одним концом к общей точке звезды, а другим к нулевому проводу. Лучи звезды емкостей присоединяются к фазным проводам сети в узле нагрузок [2].
Недостатком данного устройства является неизменность его параметров, что не позволяет осуществить регулирование мощности устройства при вероятностном характере несимметрии токов в электрической сети.
Задачей полезной модели является повышение качества симметрирования токов и напряжений в трехфазной четырехпроводной сети за счет саморегулирования мощности предлагаемого устройства при изменении тока в нулевом проводе.
Указанная задача достигается тем, что симметрирующее устройство для трехфазной четырехпроводной сети с регулируемыми параметрами, содержащее одну ступень мощности, включающую в себя емкостные элементы и индуктивность, отличающееся тем, что дополнительно содержит ступень
мощности, включающая в себя емкостные элементы (2, 4, 6) и полную индуктивность 7, а также схему автоматического управления, работающую в функции тока нулевого провода.
В предлагаемом устройстве предусмотрено две ступени мощности. Первая ступень мощности: емкости 1, 3, 5 и часть катушки индуктивности 7 до дополнительного вывода 8. Вторая ступень мощности: емкости 2, 4, 6 и полная катушка индуктивности 7.
Полезная модель поясняется схемами, изображенными на фиг.1, 2.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства.
Симметрирующее устройство для трехфазной четырехпроводной сети с регулируемыми параметрами состоит из шести емкостных элементов (1-6), соединенных в звезду, и катушки индуктивности 7, имеющей дополнительный вывод 8. Катушка индуктивности 7 одним концом подключена к общей точке звезды, а другим к нулевому проводу N 9. Лучи звезды емкостей (1-6) присоединяются к фазным проводам сети (А, В, С). На первой ступени мощности подключаются три емкости (1, 3, 5) и часть катушки индуктивности 7. При возрастании несимметрии токов и напряжений подключается вторая ступень мощности и мощность устройства увеличивается. Это достигается путем подключения дополнительных трех емкостей (2, 4, 6) и полной катушки индуктивности 7. Предлагаемое устройство полностью отключается от сети (А, В, С) при достижении тока в нулевом проводе N 9 минимальной величины, соответствующей допустимому значению несимметрии токов и напряжений.
Для автоматического управления устройством симметрирования предлагается использовать схему автоматического регулирования мощности, взятую из источника информации [3], которая в данном случае осуществляет управление в функции тока нулевого провода (фиг.2). В этой схеме датчиком является индуктивная катушка L. Катушка L расположена в непосредственной близости от нулевого провода N, где подключено предлагаемое устройство.
Схема автоматического управления предлагаемого устройства (фиг.2) работает следующим образом:
Схема состоит из двух одинаковых участков схемы, первый - для управления первой ступенью мощности предлагаемого устройства; второй (в описании работы схемы элементы обозначены в скобках) - для управления второй ступенью мощности предлагаемого устройства.
При прохождении тока в нулевом проводе N в катушке L наводится ЭДС. Переменное напряжение, выпрямленное мостом, состоящим из четырех диодов VD1-VD4 подается на конденсатор С1, служащий фильтром, и конденсатор С2, который заряжается через потенциометр R1, осуществляющий регулировку времени заряда. Напряжение с этого конденсатора С2 подается на делитель напряжения R2-R3-R4 (R10-R11-R12). Делитель напряжения состоит из двух резисторов R2 (R10) и R4 (R12) и одного потенциометра R3 (R11), которым регулируется напряжение, подаваемое на базу транзистора VT1 (VT3).
Если ток в нулевом проводе N невелик, то напряжение на конденсаторе С2 тоже будет незначительно. В этом случае транзистор VT1 (VT3) будет закрыт, так как напряжение на стабилитроне VD9 (VD10) будет приложено к базам этих транзисторов через резистор R5 (R13) и делитель R3 (R11) и R4 (R12). При этом транзистор VT2 (VT4) будет открыт и катушка реле напряжения KV1 (KV2) будет получать питание. При возрастании тока в нулевом проводе N напряжение на конденсаторе С2 также будет возрастать с выдержкой по времени, определяемой постоянной времени цепочки R1C2. Когда напряжение на конденсаторе достигнет определенного значения, напряжение, подаваемое с делителя R2-R3-R4 (R10-R11-R12) на базу транзистора VT1 (VT3), становится достаточным для его открытия, что соответственно вызывает закрытие транзистора VT2 (VT4) с последующим отключением катушки реле напряжения KV1 (KV2).
Напряжение сравнения, в данной схеме можно плавно регулировать потенциометрами делителей R3 и R11. Реле напряжения KV1 и KV2 размыкающими
контактами KV1 и KV2 соответственно включают катушки промежуточных реле KL1 и KL2 контакты KL1 и KL2 которых подают напряжение на катушки магнитных пускателей секций предлагаемого устройства - КМ1 иКМ2.
На первой ступени мощности получает питание катушка магнитного пускателя КМ1 (все замыкающие контакты КМ1 замкнуты). На второй ступени мощности получают питание катушки магнитных пускателей КМ1 и КМ2 (все замыкающие контакты КМ1 и КМ2 замкнуты, размыкающий контакт КМ2 разомкнут). Напряжение сравнения (момент включения ступени мощности устройства к сети А, В, С), в данной схеме можно плавно регулировать потенциометрами делителей R3 (для КМ1) и R11 (для КМ2).
Замыкающими контактами магнитный пускатель КМ1 подключает к сети (А, В, С) первую ступень мощности предлагаемого устройства. Замыкающими контактами магнитный пускатель КМ2 подключает к сети (А, В, С) вторую ступень мощности предлагаемого устройства. Размыкающий контакт магнитного пускателя КМ2 служит для питания через дополнительный вывод 8 части катушки индуктивности на первой ступени мощности. На второй ступени мощности работы предлагаемого устройства размыкающий контакт КМ2 будет разомкнут, т.к. катушка магнитного пускателя КМ2 будет получать питание и уже полная катушка индуктивности 7 будет задействована.
Трансформатор напряжения TV (220/20 В) служит для питания элементов схемы. Т.к. если ток в нулевом проводе N будет невелик, транзисторы VT2 и VT4 будут открыты и катушки реле напряжения KV1 и KV2 будут получать питание. Соответственно их размыкающие контакты KV1 и KV2 будут разомкнуты и катушки промежуточных реле KL1 и KL2 будут обесточены, а их замыкающие контакты KL1 и KL2 - разомкнуты. Катушки магнитных пускателей ступеней мощности предлагаемого устройства КМ1 и КМ2 не будут получать питание и все замыкающие контакты КМ1 и КМ2 будут разомкнуты, а размыкающий контакт КМ2 - замкнут. Предлагаемое устройство в этот момент (когда ток в нулевом проводе N невелик и соответствует
допустимому значению несимметрии токов и напряжений) будет отключено от сети (А, В, С). Транзистор VT5 в схеме служит для стабилизации напряжения.
Преимуществом данной полезной модели является то, что мощность устройства саморегулируется в функции тока нулевого провода. Параметры предлагаемого устройства отстраивается от несимметрии токов и напряжений в сети 0,38 кВ, имеющей место в данный момент времени.
Источники информации принятые во внимание.
1. Косоухов Ф.Д., Наумов И.В. "Несимметрия напряжений и токов в сельских распределительных сетях". - Иркутск, 2003. - с.212-213.
2. А.С.(СССР) №1206881, 1986, "Фильтросимметрирующее устройство для трехфазных сетей с нулевым проводом". - прототип.
3. Красник В.В. "Автоматические устройства по компенсации реактивной мощности в электросетях предприятий". - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Энергоатомиздат, 1983. - с.69 - 71.
Симметрирующее устройство для трехфазной четырехпроводной сети с регулируемыми параметрами, содержащее одну ступень мощности, включающую в себя емкостные элементы и индуктивность, отличающееся тем, что дополнительно содержит ступень мощности, включающуюся в себя емкостные элементы и полную индуктивность, а также схему автоматического управления, работающую в функции тока нулевого провода.
