СПОСОБ ЗАЩИТЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СЕТИ ОТ ГАРМОНИК ТОКА КРАТНЫХ ТРЕМ
METHOD FOR PROTECTION OF ELECTRIC CIRCUIT AGAINST CURRENT HARMONICS MULTIPLE OF THREE

Изобретение относится к электротехнике, а именно к способам, обеспечивающим снижение несинусоидальности и несимметрии в трехфазных электрических сетях, позволяющих улучшить энергоэффективность распределения электрической энергии.
Известен способ защиты потребителей электроэнергии от воздействия высших гармонических составляющих /1/, по которому в сеть генерируют высшие гармонические составляющие тока, действующие в противофазе с высшими гармониками основной сети.
Основным недостатком известного способа является низкая эффективность защиты сети от гармоник тока кратных трем из-за запаздывания, обусловленного присутствием в алгоритме работы операций сбора информации, обработки и возврата искаженной энергии в электрическую сеть.
Наиболее близким к заявляемому является способ, реализованный в электромагнитном компенсаторе гармоник электрической сети /2/, в котором концентрируют магнитные потоки в магнитопроводе, организуют взаимодействие между магнитными потоками и геометрически суммируют магнитодвижущие силы.
Недостатком данного способа является невозможность защиты сети магистральных и отпаечных участков от гармоник тока кратных трем из-за отсутствия защитного нейтрального проводника.
Изобретением решается задача защиты электрической сети от гармоник тока кратных трем на любом участке электрической сети.
Поставленная задача решается путем компенсации третьей гармоники тока за счет концентрации и последующего взаимодействия магнитных потоков от токов гармоник кратных трем в защищаемой электрической сети, геометрическом суммировании магнитодвижущих сил в замкнутом магнитопроводе, возбуждении магнитодвижущей силы первой фазы в соотношении 2:1 к магнитодвижущей силе опережающей фазы и 2:1 к магнитодвижущей силе отстающей фазы, при этом магнитодвижущие силы отстающей и опережающей фаз направляют встречно магнитодвижущей силе первой фазы сети.
Предлагаемый способ поясняется фиг.1, на которой показана схема установки для компенсации гармоник тока кратных трем и фиг.2, где приведена векторная диаграмма магнитодвижущих сил, поясняющая принцип действия установки.
На электрической схеме (фиг.1) показаны замкнутый магнитопровод 1 с тремя обмотками 2, 3, 4, образованными фазными проводами сети.
Заявляемый способ предлагает использование замкнутого магнитопровода 1 (фиг.1), служащего для концентрации и последующего взаимодействия магнитных потоков, пригодных для дальнейшего геометрического суммирования. Обмотки наматываются на магнитопровод таким образом, чтобы ампервитки первой фазы 2 в два раза превышали ампервитки, образованные проводниками опережающей 3 и отстающей 4 фаз. При этом магнитодвижущие силы отстающей и опережающей фаз направляются встречно магнитодвижущей силе первой фазы сети. К магнитопроводу 1 предъявляются требования минимальной токовой погрешности и отсутствия искажений преобразования магнитодвижущих сил.
F
F
F
A3
B3
C3
Способ осуществляется следующим образом. В случае отсутствия несимметрии высших гармоник во всех фазах от токов кратных трем в магнитопроводе под действием магнитодвижущей силы первой фазы  (фиг.2) будет возбужден соответствующий магнитный поток, вдвое превышающий два других. Под действием магнитодвижущей силы опережающей фазы  и отстающей фазы  возбужденные магнитные потоки будут находиться в противофазе к магнитному потоку первой фазы. Выбранные направления проводников 2, 3, 4 в окне магнитопровода 1 и заявляемые соотношения витков обеспечивают электромагнитное уравновешивание магнитных потоков от третьих гармоник и подавление токов соответствующих частот в фазах сети.
Заявляемый способ может быть осуществлен на основе использования известных элементов в схемах электроснабжения с нелинейными потребителями.
Источники информации
1. Патент RU 2294044 С2. Кл. Н02J 3/01, Н02J 3/26,2007.
2. Патент RU 2334298 С1. Кл. Н03Н 7/09, Н02М 5/40, 2008 - прототип.