СИММЕТРИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ТРЕХФАЗНЫХ СЕТЕЙ С НУЛЕВЫМ ПРОВОДОМ
BALANCER FOR THREE-PHASE NETWORKS WITH NEUTRAL WIRE

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для саморегулируемого симметрирования токов и напряжений в трехфазных сетях с нулевым проводом при подключении к ним несимметричной нагрузки.
Известно устройство [1] электромагнитного типа, обмотки которого соединены по схеме встречный зигзаг.
Недостатком данного устройства является применение сложных схем для управления устройством.
Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является фильтросимметрирующее устройство для трехфазных сетей с нулевым проводом, содержащее трехфазный электромагнитный аппарат, имеющий три фазных вывода и один нейтральный, причем каждый фазный вывод предназначен для подключения к фазным проводам сети, а нейтральный - к нулевому проводу [2].
Недостатком данного устройства является неизменность ею параметров, что не позволяет осуществлять регулирование мощности устройства при изменении несимметрии токов в электрической сети.
Задачей изобретения является повышение качества симметрирования токов и напряжений в трехфазных сетях с нулевым проводом за счет саморегулирования мощности предлагаемого устройства при изменении тока в нулевом проводе.
Сущность изобретения заключается в следующем. Обмотки каждого из электромагнитных аппаратов соединены по схеме встречный зигзаг и имеют три фазных и один нейтральный выводы. Каждый фазный вывод предназначен для подключения к фазным проводам сети, а нейтральный вывод - к нулевому проводу. Каждый электромагнитный аппарат образует одну ступень мощности. Каждая ступень мощности включается в работу при замыкании силовых контактов соответствующего магнитного пускателя, катушка которого управляется от схемы автоматического управления, работающей в функции тока пулевого провода и включающую в себя трансформатор тока. установленный в пулевой провод электрической сети и по два токовых реле и одному реле времени на каждую ступень мощности. В результате обеспечивается повышение качества симметрирования токов и напряжений в трехфазных сетях с нулевым проводом.
На фиг.1 и 2 изображено симметрирующее устройство для трехфазных сетей с нулевым проводом.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства, на фиг.2 - схема автоматического управления симметрирующим устройством.
В предлагаемом устройстве предусмотрено три ступени мощности.
Симметрирующее устройство для трехфазных сетей с нулевым проводом состоит из трех трехфазных электромагнитных аппаратов, обмотки которых соединены по схеме встречный зигзаг, имеющих три фазных вывода и один нейтральный, причем каждый фазный вывод предназначен для подключения к фазным проводам сети, а нейтральный - к нулевому проводу. Каждый трехфазный электромагнитный аппарат образует одну ступень мощности симметрирующего устройства. На первой ступени мощности подключается первый трехфазный электромагнитный аппарат. При возрастании несимметрии токов и напряжений мощность устройства увеличивается. Это достигается путем подключения дополнительных одного или двух трехфазных электромагнитных аппаратов к электрической сети. Предлагаемое устройство полностью отключается от сети при достижении тока в нулевом проводе минимальной величины, соответствующей допустимому значению несимметрии токов и напряжений, установленных ГОСТ 13109-97.
Для автоматического управления устройством симметрирования предлагается использовать схему, которая осуществляет управление в функции тока пулевого провода (фиг.2). Схема включает в себя трансформатор тока ТЛ, шесть токовых реле КА1-КА6, три реле времени КТ1-КТ3 и три магнитных пускателя КМ1-КМ3. Элементы КА1, КА2, КТ1 и КМ1 предназначены для управления первой ступенью мощности симметрирующего устройства; КА3, КА4, КТ2 и КМ2 - для управления второй ступенью мощности симметрирующего устройства; КА5, КА6, КТ3 и КМ3 - для управления третьей ступенью мощности симметрирующего устройства.
Принцип работы устройства поясним на примере следующих значений уставок токовых реле КА1 - 1А, КА2 - 2А, КА3 - 3А, КА4 - 4А, КА5 - 5А, КА6 - 6А.
При возрастании тока в нулевом проводе и во вторичной цепи трансформатора тока ТА до 1Ф замыкается замыкающий контакт реле КА1, при дальнейшем возрастании тока до 2А - сработает (замкнется) замыкающий контакт реле КА2, получит питание катушка реле времени КТ1, с выдержкой времени замыкается замыкающий контакт реле КТ1 и получает питание катушка магнитного пускателя КМ1. После этого магнитный пускатель замыкает свои силовые контакты КМ1 (фиг.1) и в работу включается первая ступень мощности симметрирующего устройства. Отключение от сети первой ступени мощности симметрирующего устройства произойдет после снижения тока до значения 1А. При этом замыкающий контакт КА1 приходит в исходное положение (размыкается) и катушка реле времени КТ1 теряет питание. контакт КТ1 размыкается с выдержкой времени, катушка магнитного пускателя КМ1 теряет питание и силовые контакты пускателя КМ1 размыкаются (фиг.1). При этом происходит отключение первой ступени симметрирущего устройства от сети. При снижении тока до 2А отключение не произойдет, т.к. замыкающий контакт реле КА2 блокируется вспомогательным контактом магнитного пускателя КМ1.
Работа (подключение и отключение к сети) второй и третьей ступеней мощности симметрирующего устройства происходит аналогично: подключение второй ступени мощности происходит при достижении тока срабатывания реле КА4, равного 4А, а отключение - при снижении тока до 3А, т.е. при снижении тока ниже уставки токового реле КА3.
Третья ступень симметрирующего устройства подключается при возрастании тока до 6А, а отключение от сети происходит при снижении тока ниже значения 5А.
Выдержка времени при подключении и отключении ступеней мощности симметрирующего устройства осуществляется с помощью трех реле времени КТ1, КТ2 и КТ3 для предотвращения срабатывания ступеней устройства при кратковременных колебаниях нагрузки.
Трансформатор тока ТА устанавливается в нулевой провод электрической сети 0,38 кВ и предназначен для подключения токовых реле ТА1-ТА6.
Таким образом, мощность устройства саморегулируется в функции тока нулевого провода и параметры предлагаемого устройства отстраиваются от уровня несимметрии токов в сети 0,38 кВ, имеющего место в данный момент времени.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. А.с. СССР №1206881, 23.09.83.
2. А.с. СССР №1206881, 23.09.83 - прототип.