Устройство для стабилизации напряжения
Иллюстрации
Реферат
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦ141 НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее реакторы по числу потре&1телей, выполненные каждый с двумя обмотками, выводы первых обмоток предназначены для включения между питающей сетью и соответствующим потребителем,, а вторые обмотки соединены последовательно , отличающеес.я тем, что, с целью повышения уровня напряжения у потребителей, последовательно соединенные вторые обмотки реакторов включены между одним из выводов первой обмотки одного из реакторов и землей. (Л эо X 4: J
СОЮЗ СОВЕТСНИХ
СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ
PEQlYSJlHK (19) 01).
31Л) Н 02 J 24
Г
Р
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ Ц .,, К АВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ " " % с 14JI4, Ъ ° .,1 .„, ф
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР
ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЧФ (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащее реакторы по числу потребителей, выполненные каждый с двумя обмотками, выводы первых обмоток предназначены для включения между питающей сетью и соответствующим потребителем,. а вто" рые обмотки соединены последовательно, о т л и ч а ю щ е е с.я тем, что, с целью повышения уровня напряжения у потребителей, последовательно соединенные вторые обмотки реакторов включены между одним из выводов первой обмотки одного из реакторов и землей. (21) 3311643/24т07 (22) 06. 07.81 (46) 30.03.83. Ьюл. Н 12. (72) С.Г.Лежава (71) Грузинский ордена Трудового
Красного Знамени научно-исследовательский институт энергетики и гидротехнических сооружений (53) 62 1.316.722.1(088.8) (56) 1 ° Авторское свидетельство СССР
М 392586, кл. Н 02 J 3/24, 1957.
2. Авторское свидетельство СССР
3 630705, кл. H 02 J 3/24, 1979.
3Ф
1008844
2. Устройство по и. 1, о т л и- чения к потребителю, а сопротивлеч а ю щ е е с я тем, что в качестве ния взаимоиндукции ветвей каждого выводе первой обмотки реактора исполь- реактора равны между собой и равны зован вывод первой обмотки реактора, (0Х .+Х предназначенный для подключения к С1 2 Вн) питающей сети, а сопротивления вза- где Х - сопротивление взаимоиндукимоиндукции ветвей каждого реактора ции между ветвями реактора; равны между собой и равны Х - сопротивление второй обмот2
ОгЬХ2+Х (пХ +Х ) ки реактора;
С с1 2 SH)
Х " внутреннее сопротивление се-"
Вн ти со стороны подключения вторых обмоток реакторов;
Хо - внутреннее сопротивление питающей сети; количество реакторов.
Х =05Х Ф
3, Устройство по и; 1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что в качестse вывода первой обмотки реактора использован вывод первой обмотки реактора, предназначенный для подклю1
Изобретение относится к электротехнике, в частности к схемам главных и распределительных сетей переменного тока, и может быть применено при электроснабжении промышленных предприятий, зданий и сооружений.
Известно устройство электроснаб. жения потребителей с резкопеременной нагрузкой, содержащее для стабилизации напряжения сети управляемый сдвоенный реактор, рабочие обмотки ветви ) которого, включенные последовательно в цепи двух нагрузок, соединены между собой встречно, а и нду кти вное сопроти вление asтоматически изменяется путем подмагни чи вания постоянным током в соот ветствии с величиной внутреннего сопроти вления питающей сети . Рез копеременные нагрузки питаются через одну ветвь сдвоенного реактора, а все остальные нагрузки, напряжение которых следует ст абили зи ро ват ь, подсоединены к другой ветви того же сдвоенного реактора. Для работоспособности устройства необходимо соблюдение условий настройки > заключающихся во встречном направлении магнитных потоков отдел ьных вет вей сдвоенного реактора и в равенстве взаимного сопротивления ветвей реактора внутреннему сопротивлению питающей сети.
Недостаток данного устройстваснижение уровня стабилизированного напряжения у нагрузок, что вызвано падениями напряжения на индуктивных сопротивлениях рассеяния реакто2 ра, а также невозможностью соблюдения точного баланса токов нагрузки по его ветвям. Хотя в устройстве используется управляемый реактор, осу. ществить регулирование уровня напряжения у нагрузок путем изменения сопротивления реактора нельзя, так как при этом может нарушиться равенство вз аи много сопроти вления вет вей о реактора с внутренним сопротивлением сети, т,е. та зависимость между параметрами при соблюдении которой устраняются колебания напряжения.
Кроме того, указанное устройство устраняет взаимное влияние лишь двух групп нагрузок, тогда как на практике необходимо у стр анят ь взаи мное влияние большего числа нагрузок.
Наиболее близким к предлагаемому я вляет ся устрой ст во для ст абили з ации напряжения, содержащее реакторы, выполненные каждый с двумя обмотками,. выводы первых обмоток предназначены для включения между питающей сетью и соответствующим потребителем, а вторые обмотки соединены в замкнутый контур. Для стабилизации напряжения путем устранения взаимного влияния нагрузок необходима настройка параметров реакторов в определенной математической зависимости, с величиной внутреннего сопротивления питающей сети, Настройка
N по указанной зависимости обеспечива ет равенство внутреннего сопротивления сети отрицательному взаимному сопротивлению, вносимому группой
1008844
3 сдвоенных реакторов между любыми двумя цепями нагрузок (2 ).
Однако в известном устройстве имеет место снижение уровня напряжения у нагрузок, вызванное падениями напряжения на индуктивных сопротивлениях рассеяния реакторов, а также невозможностью соблюдения точного баланса токов по двумя вет" вям каждого сдвоенного реактора. 1а
В случае применения в устройстве управляемых сдвоенных реакторов нет возможности регулировать уровень напряжения у нагрузок изменения сопротивления этих реакторов. 15
В указанных типах устройств для устранения колебаний напряжения используется способ введения в цепь нагрузок добавки напряжения посредством взаимной индукции. При этом при- 26 менение устройства, использующего этот способ для повышения среднего уровня напряжения, требует наличия отдельного трансформатора в качестве обязательного элемента взаимной ин- .25 дукции для введения добавки напряже" ния в цепь нагрузок, что увеличивает габариты и удорожает оборудование.
Цель изобретения — повышение уровня напряжения у потребителя. 30
Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для стабилизации напряжения, содержащем реакторы по числу потребителей, выполненные каждый с двумя обмотками, выводы первых обмоток предназначены для включения между питающей сетью и соответствуюшим потребителем, а вторые обмотки соединены последовательно, последовательно соединенные вторые обмотки реакторов включены между одним из выводов первой обмотки одного из реакторов и землей.
При этом в качестве вывода первой обмотки реактора использован вывод
45 первой обмотки реактора, предназначенный для подключения к питающей сети, а сопротивления взаимоиндукции ветвей каждого реактора равны между собой и равны
Хе=0,5xñ+
Кроме того, в качестве вывода пер. вой обмотки реактора использован вывод первой обмотки реактора, предназначенный для подключения к потреби" телю, а сопротивления вэаимоиндукции ветвей каждого реактора равны между собой и равны где Х„„- сопротивление вэаимоиндукции между ветвями реактора;
X> - сопротивление второй обмотки реактора;
Хв„- внутреннее сопротивление сети со стороны подключения вторых обмоток реакторов
Х вЂ” внутреннее сопротивление пи" тающей сети; и — количество реакторов.
На чертеже показана однолинейная схема устройства.
К энергосистеме 1 через внутреннее сопротивление питающей сети 2 подключены сборные шины 3, от которых питается произвольное число нагрузок
Между нагрузками 4 и сборными ши" нами 3 включена первая ветвь 5 каждого реактора 6, вторые ветви 7 реакторов 6 включены последовательно меж" ду выводом первой ветви одного из реакторов и узлом нулевого потенциала О. т.е. в замкнутый контур, состоящий из вторых ветвей 7 реакторов
6, введено фазное напряжение вывода первой ветви одного из реакторов.
Для анализа работы устройства onе ределено падение напряжения в сети от энергосистемы до q-й нагрузки
ДО =Э Х +Э -Э Х (-1) где 3 - ток q-й нагрузки;
Ч
3 - ток питающей сети;
J - ток вторых ветвей реакторов1
Х - инду кти вное сопротивление первой ветви q-ro реактора;
Х вЂ” внутреннее сопротивление пиС
Ф тающей сети;
Х - сопротивление взаимоиндуктивности между ветвями а-го реактора.
Для тока вторых ветвей реакторов можно записать и
): х +х.
Я;1 где U - напряжение вывода первой ветви одного из реакторав, напряжение которого введено в контур вторых ветвей реакторов, ндуктивное сопротивление второй ветви q-го реактора;
844
Тираж 61> Подписное
ВНИИПИ Заказ 2354/65 филиал ППП "Патент", г.ужгород, ул. Проектная, 4
В 1оо8
ХВ>- внутреннее сопротивление распределительной сети со стороны вывода первой ветви одного из реакторов, напряжение которого введено в контур вторых ветвей реакторов.
При подстановке (2) в (1) и выполнении условий
Х =Х1 (з>
=х =Щи,+х,„) =(<тД...,К а также приняв во внимание, что и
3$
С з =з, qÐq Ч5 падение напряжения от энергосистемы до q-й нагрузки имеет вид
üè -э х„-ди, (+) где .Х
6U=U (2
nX2+ Х Н
И (добавка. напряжения в цепи нагрузок, которая вычитается из падения напряжения и поднимает уровень напряжения).
Из (4) следует, что при выполненииЗФ условий (3 ) падение напряжения до любой нагрузки определяется током только данной нагрузки, т.е. устраняется взаимное влияние всех нагрузок.
При одинаковых реакторах условие з настройки (3 ), необходимое для устранения колебаний напряжения, выражается следующей математической зависимостью между параметрами устройства:,Х
46
tA I, а добавка напряжения в цепи нагрузок
20=0 ° ()
Xmm
4$
Необходимая величина добавки напря. жения может быть получена вь1бором отношения чисел витков ветвей сдвоенных реакторов, т.е. отношения между
Х, и X . Например, при наличии семи нагрузок и коэффициенте связи между ветвями, приближающемся к единице, величина добавки напряжения в цепи каждой нагрузки составляет примерно
73, если число витков вторых ветвей превышает число витков первых ветвей реакторов в два раза.
Если замкнутый контур вторых ветвей реакторов подключен к отдельному реактору или параллельно нагрузке, не создающей колебания напряжения,то в добавке напряжения hU не содержит- " ся ни каких колебаний. Если же замкнутый контур подсоединен параллельно одной из нагрузок, создающих колебания напряжения на своих собственных зажимах, то эти колебания передаются на зажимы других нагрузок, но ослабленные более чем в 10 раз, поскольку величина добавки обычно не превышает 104 от полного напряжения нагрузок.
В случае же подключения контура последовательно соединенных вторых ветвей реакторов на-.сборные шины, от которых питается произвольное число нагрузок,: на основе аналогичного анализа цепи можно определить величину сопроти вл ения вз аимоиндукти вности ветвей реакторов„обеспечивающую не только полное исключение взаимного влияния нагрузок, но устранение всяких колебаний в добавке напряжения
К =0,5Х + 025X +К (пХ +Х д)
Правильной. настройкой устройства устраняется взаимное влияние нагрузок, т ° е. устраняются колебания напряжения, вызванные резкопеременными напрузками. При этом в напряжении всех нагрузок появляется добавка напряжения.
В случае неизменного внутреннего сопротивления питающей сети могут быть использованы неуправляемые реI акторы. В случае изменяющегося в процессе эксплуатации внутреннего сопротивления питающей сети для поддержания условий настройки устройства должны быть использованы управляемые реакторы.
Предлагаемое решение повышает уровень напряжения у потребителей электроэнергии, что, в свою очередь, повышает производительность последних.