Схема питания смешанных потребителей

Схема питания смешанных потребителей
Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в схемах питания однофазных и трехфазных потребителей систем собственных нужд подстанций и электростанций.
Известна схема питанрм смешанных потребителей, построенная по типу систем гарантированного питания, содержащая сеть, используемую в качестве рабочего источника, дизель-генераторный агрегат, включаемый при отсутствии напряжения сети, аккумуляторную батарею, электроэнергия которой используется при отсутствии переменного тока и однофазный инвертор, являющийся источником электроэнергии для однофазных потребителей 1. В данной схеме все потребители обеспечиваются электроэнергией высокого качества во всех режимах работы схемы, однако стоимость ее является сравнительно высокой.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является схема питания смешанных потребителей, содержащая трехфазную четырехпроводную сеть, к которой подключены: согласз ощий трехфазный трансформатор; трехфазные потребители, соединенные звездой и треугольником; однофазные потребители, подсоединенные в разнобой: ко второй и третьей фазе, к первой и второй фазе со средней точкой, к первой и третьей фазе, ко второй и третьей фазе и к первой и второй фазе 2. Данная схема питания смешанных потребителей проста, однако из-за большого числа однофазных потребителей, подключенных на разные фазы, напряжение фаз сети становятся несимметричными, что снижает эффективность трехфазных потребителей.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение трехфазных потребителей симметричным трехфазным напряжением при совместном включении однофазных и трехфазных потребителей к одной и той же трехфазной сети.
Поставленный технический результат достигается тем, что в схеме питания смешанных потребителей, содержащей согласующий трехфазный трансформатор, входные клеммы которого подключены к выводам для подключения трехфазной сети, и клеммы для подключения трехфазных и однофазных потребителей, согласующий трехфазный трансформатор снабжен внешним сердечником по типу статора электрической машины переменного тока, в пазах которого размещены первичная, вторичная трехфазные обмотки и кольцевая однофазная обмотка, и внутренним сердечником, выполненным в форме цилиндра и расположенным внутри внешнего сердечника симметрично относительно общей с внешним сердечником оси, при этом первичная трехфазная обмотка подключена к выводам для подключения трехфазной сети, вторичная трехфазная обмотка подключена к клеммам для подключения трехфазных потребителей, а кольцевая однофазная обмотка - к клеммам для подключения однофазных потребителей.
На чертеже представлена принципиальная электрическая схема согласующего трехфазного трансформатора, который подключен к сети и к потребителям.
Схема питания смешанных потребителей содержит выводы для подключения сети, к которым подключена первичная трехфазная обмотка 2 согласующего трехфазного трансформатора 3, имеющего внешний сердечник (не показан), в пазах которого размещены первичная трехфазная обмотка 2, кольцевая однофазная обмотка 4, к которой подключены однофазные потребители 5 и вторичная трехфазная обмотка 6, к которой подключены трехфазные потребители 7, и внутренний сердечник (не показан), выполненный в форме цилиндра.
Схема питания смешанных потребителей работает следующим образом. В статическом состоянии при отсутствии напряжения сети 1 первичная трехфазная обмотка 2 обесточена, в сердечниках трансформатора 3 магнитный поток не возбуждается, поэтому ЭДС в кольцевой однофазной 4 и вторичной трехфазной 6 обмотках не наводятся, однофазные 5 и трехфазные 7
jSijf)5/04//&
потребители обесточены. При появлении напряжения в трехфазной сети 1 по фазам первичной трехфазной обмотки 2 будут протекать токи, под действием которых в сердечниках согласующего трехфазного трансформатора 3 возникает основной магнитный поток, возбуждающий в обмотках 2, 4, 6 ЭДС, величины которых равны:
,44w2fOKo2;
,44w4fOKo4;(1)
,44w6fФкo6.
где Е2 , Е4 ,Еб - действующие значения ЭДС в первичной трехфазной 2,
кольцевой однофазной 4 и вторичной трехфазной 6 обмотках соответственно; W2, W4, W6 - число витков фаз тех же обмоток; f - частота напряжения сети; Ф - основной магнитный поток в сердечниках согласующего
трехфазного трансформатора 3;
Ко2  Ко4, коб - обмоточные коэффициенты указанных обмоток. Система уравнений (1) справедлива при условии, что в согласующем трехфазном трансформаторе 3 образуется круговое вращающееся магнитное поле (КВМП), т.е. внешний сердечник указанного трансформатора выполнен по типу статора электрической машины переменного тока. ЭДС кольцевой однофазной 4 и вторичной трехфазной 6 обмоток используются для питания однофазных 5 и трехфазных 7 потребителей, так как витки кольцевой однофазной 4 и вторичной трехфазной 6 обмоток распределены по окружности сердечников равномерно, то при включении однофазных 5 или трехфазных 7 потребителей все фазы первичной трехфазной обмотки 2 будут нагружены одинаково, поэтому трехфазная система напряжений на трехфазных потребителях 7 будет симметричной.
Таким образом предложенная конструкция согласующего трехфазного трансформатора позволяет устранить несимметрию в трехфазном напряжении сети при одновременном включении однофазных и трехфазных потребителей.
Источники, принятые во внимание:
1. Электропитание устройств связи. Под ред. О.А. Доморацкого. М., Радио и связь, 1981, рис. 8.9, с 246;
2. Багуц В.П., Ковалев Н.П., Костроминов А.И. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи. М., Транспорт, 1991, рис. 11.10, с 229.
Автор: : V  А.Р. Касимов