Фильтросимметрирующее устройство

Фильтросимметрирующее устройство

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советскик

Социалистических

Республик

„„764037

О П И C А Н"И-:-ЕИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

\ (61) Дополнительное к авт, свид-ву (51)М. Кл. (22) Заявлено 1301.78 (21) 2570684/24-07 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 150980. Бюллетень № 34

Дата опубликования описания 150980

Н 02,3 3/26

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 621 316. . 761. 21 (088. 8) (72) Авторы изобретения

A.Ê. шидловский, В.Г. Кузнецов, И.В. Мостовяк, Г.А, Москаленко и Ю.С. Михайлец

Институт электродинамики AB Украинской ССР

i (7)) Заявитель (5 4) ФИЛЬТРОСИММЕТРИРУИЦЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для комплексного повышения качества элек,троэнергии в сетях с несимметричнымн и нелинейными нагрузками многих отраслей народного хозяйства". металлур- гии, железнодорожного транспорта и т.д.

Известны устройства, которые позволяют. одновременно осуществлять симметрирование однофазных нагрузок, улучшать гармонический состав и компенсацию реактивной мощности в узле питающей сети. Одни из них получили название несимметричных фильтров выс- 15 ших гармоник.и состоят из последовательных индуктивно-емкостных цепей, подключенных к линейным напряжениям трехфаэной сети (1).

На основной частоте сети эквивалентные сопротивления плеч хема являются емкостными, за счет соответствукщего поцбора емкостей осу- ществляется симметрирование и компенсация реактивной мощности.

К недостаткам таких схем можно отнести:

1) высокую установленную мощность устройства (соответственно габари- ты, вес и стоиМость), которая более чем в два раза превышает мощность несимметричной нагрузки;

2) повышенное (по сравнению с номинальным) напряжение на конденсаторах схемы

3) низкий входной емкостной коэффициент мощности (не более 0,5).

Частично укаэанные недостатки устраняются в известном фильтросимметрирующем устройстве (ФСУ), состоящем из двух индуктивных и одного емкостного элементов, соединенных в звезду (2). Мощность этого устройства и напряжение на конденсаторах не превышают соответственно мощности однофазной нагрузки и напряжения сети.

НедосТатком такого ФСУ является низкий отстающий коэффициент мощности симметрированной сети, близкий к 0,5, что ухудшает энергетические характеристики схемы; и ограничивает ее практическое применение.

Иэ известных устройств-аналогов наиболее близким по технической сущности .к предложенному являе ся

ФСУ (2) .

С помощью реактивных элементов этого устройства комплексно повышается качество электроэнергии в сетях

7б4037

При включении резонансных цепей

ФСУ по схеме полного треугольника последовательно с ними включаются три дополнительных магнитосвязанных элемента - по числу упомянутых цепей.

Последний случай не показан на чертеже, так как он аналогичен предыдущему и отличается только числом резонансных цепей.

Для ослабления высших гармоник в напряжении сети, параметры резонансных цепей ФСУ выбираются со следую- $0 щим условием фильтрации:

Х = (Х +Х), где Х =,Х (1-К ) - сопротивление рассеяния магнитосвязанных индуктивных 55 элементов;

Х, Х соответственно сопротивление емкостного и индуктивного элементов . резонансной цепи; 40 собственное индуктивное сопротивление дополнительного индХктивного элемента; 65 с несимметричными и нелинейными нагрузками: на основной частоте сети— сймиетрирование и компенсация реактивной мощности, а на частот некоторых нежелательных высших гармоник реактивности подбираются с учетом ослабления влияния гармоник на питающую сеть.

Основные недостатки прототипа высокая установленная мощность оборудования и повышенное по сравнению с линейным напряжение на конденсаторах ФСУ.

Цель изобретения — снижение установленной мощности и напряжения на конденсаторах ФСУ.

Указанная цель достигается тем, l5 что ФСУ, состоящее из последовательно соединенных резонансных индуктивноемкостных цепей, выполненных из индуктивных элементов и конденсаторов, подключенных к линейным напряжениям 20 трехфазной сети по схеме неполного треугольника или полного несимметричного треугольника, дополнительно снабжено магнитосвязанными индуктивными элементами (по числу резонансных индуктивно-емкостных цепей), включенными последовательно в упомянутые цепи, причем индуктивные элементы и конденсаторы могут быть выполнены регулируемыми.

Изобретение поясняется чертежом, З0 где изображены две резонансные цепи, включающие конденсаторы 1, 2 и индуктивные элементы 3, 4. Последо- вательно с резонансными цепями включены дополнительные магнитосвязан- 35 ные индуктивные элементы 5, б.

К = Х„„ /xg — коэффициент связи; х - сопротивление взаимоиндукции.

На основной частоте сети для осуществления симметрирования однофазной нагрузки должно иметь место равенство пульсирующих мощностей элементов ФСУ и однофаэной нагрузки, т.е.

N9с —

Поскольку в условие фильтрации высших гармонических не входит сопротивление взаимоиндукции Х„„, то изменением коэффициента связи между индуктивностями (при сохранении требуемого из условия фильтрации

Х + Х ) можно получить заданное (индуктивное или емкостное) значение кбэффициента мощности на входе устройства.

Введение дополнительных магнитосвязанных индуктивных элементов приводит также к уменьшению установлен-. ной мощности устройства и снижению напряжения.на его конденсаторных батареях: так, например, при настройке фильтровых звеньев устройства на

5-ю гармонику уменьшение установленной мощности и напряжения (по сравнению с прототипом) соответственно составляет 28,2 и 11,9%.

Введение дополнительных магнитосвязанных индуктивных элементов в устройстве выгодно отличает его от прототипа, так как сопротивление вэаимоиндукции Хщ уменьшает токи схемы и, следовательно, установленную мощность, напряжение на емкостных элементах, а также повышает коэффициент мощности на входе устройства, не нарушая при этом условие фильтрации высших гармонических.

Наряду с уменьшением несинусоидальности в питающей сети с помощью предлагаемого ФСУ на основной частоте сети можно осуществлять симметрирование и в случае необходимости компенсацию реактивной мощности.

В том случае если требования уменьшения несинусоидальности и компенсации реактивной мощйости являются определяющими, то устройство может быть выполнено по схеме полного треугольника. Указанное исполнение ФСУ приводит к усилению фильтрующих и компенсирующих свойств схемы. В то же время наблюдается некоторое увеличение установленной мощности. Выбор той или иной модификации схемы предлагаемого ФСУ опредуляются конкретными условиями, существующими в электрических сетях.

Улучшение энергетических характеристик ФСУ позволяет повысить эффективность, уменьшить весогабаритные показатели и стоимость оборудования.

764037

Составитель Л. Дементьева

Редактор Т. Орловская Техред M. ейвес

Корректор Г. Решетник е

Заказ 6298/47 Тираж 783

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное

Филиал ППП Патент, r. Ужгород, ул. Проектная, 4

Формула изобретения

1 Фильтросимметрирующее устройство, содержащее цепи, выполненные из последовательно соединенных индуктивного элемента и конденсатора, подключенные на линейное напряжение. трехфазной сети, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью снижения установленной мощности и напряжения на конденсаторах, оно снабжено дополнительными индуктивными элементами, включенными последовательно в упомя- нутые цепи, причем указанные индуктивные элементы магнитосвязаны между собой.

2. Устройство по и. 1, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения качества электроэнергии в сетях с произвольно изменяющимися несимметричными нагрузками, индуктивные элементы и конденсаторы выполнены регулируемыми.

Источники информации, I принятые во внимание при экспертизе

1. Тимофеев В.Д. Режимы в электрических системах с тяговыми нагрузками. И., Энергия, 1 972, с. 188.

2. Кузнецов В.Г. и цМдловский A.Ê.

Фильтросимметрирующее устройство для ,:повышения качества электроэнергии в детях. Электричество ., 1976,.

В .2, с . 27-32 (прототип) .