Способ симметрирования трехфазной нагрузки
Авторы патента:
Сущность изобретения: измеряют комплексы фазных токов несимметричной нагрузки и напряжение сети. Вычисляют проводимость симметрирующего элемента по приведенной формуле. Симметрирующий элемент имеет активно-реактивный характер. В зависимости от знака вычисленной реактивной составляющей симметрирующий элемент может быть как активно-емкостным, так и активно-индуктивным. Симметрирующий подключается на фазное напряжение трехфазной сети.
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для симметрирования трехфазных нагрузок и сетей, несимметрия которых обусловлена эксплуатацией однофазных и трехфазных несимметричных нагрузок.
Известны способы симметрирования несимметричных трехфазных сетей и нагрузок [1,2] . Эти способы сводятся в основном к симметрированию системы несимметричных токов и напряжений при помощи либо рационального распределения (равномерного) нагрузок по фазам, либо при помощи управляемых и неуправляемых емкостных и индуктивных симметрирующих устройств в зависимости от характера графика нагрузок. Наиболее близким к предлагаемому способу по технической сущности является способ [3], в основу которого положено известное уравнение по определению обратной составляющей токов, напряжений и т.п. Недостатки указанных способов заключаются в том, что они сложны требуют больших экономических затрат, обусловленных применением трехфазных симметрирующих устройств при симметрировании трехфазных сетей. Цель изобретения - упрощение симметрирования несимметричных трехфазных нагрузок и сетей. Данный способ позволяет быстро и без особых затрат определить величину симметрирующего элемента для любой заранее выбранной фазы и, включив его лишь в эту фазу, исключить обратную ее составляющую в целом всей несимметричной трехфазной сети. Полученные величины симметрирующего элемента, в которых участвуют при их определении параметры всех трех фаз, предопределяют наиболее экономичную конструкцию симметрирующего элемента. Цель достигается тем, что при этом способе симметрирования трехфазной нагрузки, заключающемся в измерении величин и аргументов фазных токов несимметричной нагрузки, напряжения трехфазной сети, вычислении величин проводимостей симметрирующих элементов и подключении симметрирующих элементов к трехфазной сети с вычисленными величинами проводимостей, которые вычисляют по следующей формуле: g1 jb1= (+)+j(-)-/, (1) где g1, b1 - активная и реактивная составляющие проводимостей симметрирующего элемента, подключаемого к выбранной фазе 1 (А); U - напряжение трехфазной сети; , , - комплексы фазных токов несимметричной нагрузки, индекс 2 означает опережающую фазу, а индекс 3 - отстающую фазу по отношению к выбранной фазе 1, к которой подключается симметрирующий элемент. Обобщенное уравнение (1) в комплексной форме в развернутом виде будет иметь вид: (2) или аналогично (1) (3) Найденный симметрирующий элемент может быть либо активно-емкостным, либо активно-индуктивным; это зависит от величины и характера нагрузок в фазах. Обобщенные формулы всегда дают возможность определить альтернативные значения симметрирующих элементов по отношению к выбранной фазе. Абсолютные значения величин, найденных при помощи обобщенных формул (1) и (3), всегда будут равны | I1 | = | I2 | = | I3 |, |g1b1|= |g2b2|= |g3 b3|; комплексные их значения не равны g1jb1g2jb2g3jb3. В процессе конструирования симметрирующего элемента величину элемента, вычисленную при помощи обобщенной формулы (1) и подлежащую включению в выбранную фазу для исключения обратной составляющей, следует проверить при помощи известной формулы составляющей обратной последовательностиI2= IA+a2IB+aI. Изобретение иллюстрируется следующими примерами. 1. Замеренные токи в фазах и их отстающие фазовые углы
IA=I1=1940A;
IB=I2=862A;
IC=I3=1117A;
UA=UB=UC=220B. 2. Симметрирующую токовую нагрузку определяют по формуле (1)
I = I=(I2+I3)+j(I2-I3)-I1= (3,76-j7,04+10,56-j3,19)+
+j(3,76-j7,04-10,56+j3,19)-14,55+j12,21 = -4,06+j1,2 A,
I= 4,2316A. Как видно из результата, полученная величина с отрицательным знаком перед действительной частью комплексного числа не имеет смысла. Можно получить альтернативное значение симметрирующего элемента по обобщенной формуле (1) для другой выбранной фазы, например фазы В (2)
I = I=(I3+I1)+j(I3-I1)-I2= (10,56-j3,19+14,55-j12,21)+
+j(10,56-j3,19-14,55+j12,21)-3,76+j7,04=0,99-j4,2 A,
I = 4,2376A. Для фазы С (3)
I = I=(I1+I2)+j(I1-I2)-I3= (14,55-j12,21+3,76-j7,04)+
+j(14,55-j12,21-3,76+j7,04)-10,56+j3,19=3,07+j2,91 A,
= 4,2343A. Таким образом, для симметрирования трехфазной сети (нагрузки) необходимо включить фазу В активно-индуктивный симметрирующий элемент, либо в фазу С - активно-емкостный
g2-jb2= = 0,0045-j0,0187 Cм;
g3+jb3= = 0,014+j0,013 Cм. Включенные в фазу В активно-индуктивный симметрирующий элемент, либо в фазу С - активно-емкостный, должны привести к симметрированию несимметричную трехфазную сеть (нагрузку), т.е. геометрическая сумма фактической величины комплексного значения тока в фазе В (С) и величины симметрирующего элемента приведут составляющую обратной последовательности к нулю. Проверка производится по величине числителя, полученного обобщенной формулой (1). По фазе В
I2= (IB+a2IC+aIA) = (I2+(I-jI)+a2I3+aI1) =
= (3,76-j12,21+(0,99-j4,12)+(- -j)(10,56-j3,19) +
+ (- +j)(14,55-j12,21) = 0. По фазе С
I2= (IC+a2IA+aIB) = (I3+(I+jI)+a2I1+aI2) =
= (10,56-j3,19+(3,07+j2,91)+(- -j) (10,56-j3,19) +
+ (- +j)(14,55-j12,21) = 0. Как следует из примеров, полученные симметрирующие элементы: активно-индуктивный, включенный в фазу В, либо активно-емкостный, включенный в фазу С, в обоих случаях приводят трехфазную сеть (нагрузку) к нулю.
Формула изобретения
где U - напряжение трехфазной сети;
- комплексы фазных токов несимметричной нагрузки;
индекс 2 - опережающая фаза;
индекс 3 - отстающая фаза по отношению к выбранной фазе 1, к которой подключается симметрирующий элемент с активной g1 и реактивной b1 составляющими проводимости, причем если реактивная проводимость b1 > 0, то элемент является емкостным, а если b1 < 0, - то индуктивным.
Похожие патенты:
Устройство для измерения напряжения обратной последовательности в трехфазной системе электросети // 2010242
Изобретение относится к метрологии показателей качества электроэнергии (ПКЭ) в трехфазных сетях промышленной частоты 50 Гц
Устройство для регулирования и симметрирования напряжения в трехфазной сети с нулевым проводом // 2006129
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения качества напряжения в трехфазных распределительных сетях с нулевым проводом, например городских и сельских распределительных сетях
Способ быстродействующей стабилизации параметров электрической энергии в многофазной системе // 1800552
Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для обеспечения электромагнитной совместимости (ЭМС) потребителей электроэнергии и повышения ее качества в многофазной системе с однофазными нестационарными и нелинейными нагрузками (например, электротехнологические установки, полупроводниковые преобразователи, тяговые нагрузки)
Способ управления электропередачей // 1774432
Изобретение относится к электротехнике , конкретно к устройствам измерения несимметрии напряжений в установках автоматического симметрирования напряжений трехфазных источников
Изобретение относится к устройствам для уменьшения асимметрии напряжения в трехфазных электросетях
Изобретение относится к области электротехники и предназначено для автоматической компенсации емкостного тока замыкания на землю в сетях 6-35 кВ путем воздействия на индуктивность дугогасящего реактора, включенного в нейтраль питающего трансформатора
Изобретение относится к области сварки
Изобретение относится к измерительной технике, а более точно - к устройствам, предназначенным для выделения составляющих обратной последовательности напряжения, и может быть использовано в составе устройств измерения, защиты и сигнализации трехфазных систем переменного тока
Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для повышения качества электрической энергии в системах электроснабжения, в том числе и системах электроснабжения электрифицированных железных дорог
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для контроля и организации активного воздействия на уровень несимметрии напряжения и тока в электроэнергетических системах трехфазного исполнения, отличающихся низким качеством электрической энергии
Изобретение относится к электроэнергетике и предназначено для использования на тяговых подстанциях переменного тока электрифицированных железных дорог
Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих // 2289876
Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам, обеспечивающим повышение параметров качества электрической энергии для потребителей, подверженных влиянию негативных факторов высших гармонических составляющих электрической энергии
Способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих // 2294044
Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам, обеспечивающим повышение параметров качества электрической энергии для потребителей, подверженных влиянию негативных факторов высших гармонических составляющих электрической энергии
Трехфазное симметрирующее устройство // 2314620
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано в цепях питания различной аппаратуры