Система электроснабжения переменного тока

МПК Кл НО2Н 7/26
Система электроснабжения неременного тока
Полезная модель относится к области электроэнергетики и может быть использована в качестве системы электроснабжения однофазных и трёхфазных потребителей системах собственных нужд станций и подстанций.
Известна система электроснабжения переменного тока, содержащая трёхфазный источник электрической энергии, подключенный к сети, соединённый с трёхфазными потребителями непосредственно и с однофазными потребителями посредством преобразователя числа фаз 1. Данная система позволяет обеспечить электрической энергией трёхфазные и однофазные потребители, подключённые к трёхфазному источнику одновременно, однако она отличается высокой стоимостью, особенно при большом числе однофазных потребителей.
Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой полезной модели является система электроснабжения переменного тока, содержащая трёхфазный источник электрической энергии, развязывающий трёхфазный трансформатор, подключённый к указанному источнику и состоящий из сердечника и трёхфазных обмоток, зажимы для подключения трёхфазных потребителей соединённых звездой, зажимы для подключения трёхфазных потребителей соединённых трезтольником, зажимы для подключения однофазных потребителей с напряжением равным фазному и зажимы для подключения однофазных потребителей с напряжением равным линейному напряжению упомянутого источника 2. Данная система имеет простую схему и позволяет одновременно обеспечивать электрической энергией однофазные и трёхфазные потребители от трёхфазного источника, однако при этом трёхфазное напряжение является несимметричным, что затрудняет работу трёхфазных потребителей.
Техническим результатом полезной модели является обеспечение симметричности трёхфазного напряжения при одновременном подключении к трёхфазному источнику одно- и трёхфазных потребителей.
Поставленный технический результат достигается тем, что в системе электроснабжения переменного тока, содержащей трёхфазный источник электрической энергии, развязывающий трёхфазный трансформатор подключённый к указанному источнику и состоящий из сердечника и трёхфазных обмоток, зажимы для подключения однофазных потребителей с напряжением равным фазному напряжению, зажимы для подключения однофазных потребителей с напряжением равным линейному напряжению источника, зажимы для подключения трёхфазных потребителей соединённых звездой и зажимы для подключения трёхфазных потребителей соединённых треугольником, сердечник развязывающего трансформатора выполнен составным и тороидальным, состоящим из внешней части по типу статора электрической машины, снабжённой пазами, в которых уложены первичная, первая и вторая вторичные трёхфазные обмотки, а также первая и вторая однофазные обмотки, и соосной внешней части сердечника внутренней части, имеюшей форму кольца, при этом к первой вторичной указанной обмотке подключены зажимы трёхфазных потребителей соединённых звездой, к второй вторичной упомянутой обмотке подключены зажимы трёхфазных потребителей соединённых треугольником, число витков и расположение по поверхности внешней части сердечника первой и второй однофазных обмоток определяется из условия наведения в них напряжений, соотносящихся между собой как фазное и линейное напряжения трехфазной системы, при этом к первой однофазной обмотке подключены зажимы первой группы однофазных потребителей, а к второй однофазной обмотке второй группы однофазных потребителей.
На фиг. 1 изображена структурная схема системы электроснабжения неременного тока. На фиг. 2 показана нринциниальная электрическая схема развязывающего трансформатора системы.
Системы электроснабжения неременного тока (фиг. 1) содержит трёхфазный источник электрической энергии 1, развязывающий трансформатор 2, соединённый с указанным источником 1, подключённые к развязывающему трансформатору 2 зажимы для подключения трёхфазных потребителей соединённых звездой 3, зажимы для подключения трёхфазных потребителей соединённых треугольником 4, зажимы для подключения однофазных потребителей с напряжением равным фазному 5 и зажимы для подключения однофазных нотребителей с напряжением равным линейному напряжению источника 6. Развязывающий трансформатор 2 содержит (фиг. 2) тороидальный составной сердечник 7, состоящий из внешней части (не ноказана), выполненной по типу статора электрической машины, в пазах которой размещены первичная трёхфазная обмотка 8, первая вторичная трёхфазная обмотка 9, вторая вторичная трёхфазная обмотка 10, первая однофазная обмотка 11 и вторая однофазная обмотка 12 и внутренней части, имеющей форму кольца, при этом первичная трёхфазная обмотка 8 развязывающего трансформатора 2 подключена к трёхфазному источнику электрической энергии 1, нервая вторичная трёхфазная обмотка 9 подключена к зажимам для нодключения трёхфазных потребителей соединённых звездой 3 (фиг. 1), вторая вторичная трёхфазная обмотка 10 подключена к зажимам для подключения трёхфазных потребителей соединённых треугольником 4 (фиг. 1), первая однофазная обмотка 11 подключена к зажимам для подключения однофазных потребителей с напряжением равным фазному 5 (фиг. 1), а вторая однофазная обмотка 12 подключена к зажимам для подключения однофазных потребителей с напряжением равным линейному напряжению источника 6 (фиг. 1).
в статическом состоянии при отключенном трёхфазном источнике электрической энергии 1 (фиг. 1) развязывающий трансформатор 2 обесточен и на зажимах 3, 4, 5 и 6 напряжения отсутствуют, так как в первичной 8, первой 9 и второй 10 трёхфазных, первой 11 и второй 12 однофазных обмоток (фиг. 2) ЭДС отсутствуют. В сердечнике 7 указанного трансформатора 2 магнитный поток также отсутствует и он не намагничен. При включении трёхфазного источника электрической энергии 1 (фиг. 1) по первичной трёхфазной обмотке 8 развязывающего трансформатора 2 будут протекать токи, под действием которых и при соблюдении условий образования кругового вращающегося магнитного поля (КВМП) в сердечнике 7 (фиг, 2) возникает основной магнитный поток. Действие указанного магнитного потока обеспечит наведение ЭДС в первой 9 и второй 10 вторичных трёхфазных и в первой 11 и второй 12 однофазных обмотках, которые равны:
E 4MWgf t Kog ;
,44Wio/0Mo; ,44Wii/0/i:oii ;
,44 12/ФА:о12,,
, 10,  - ЭДС указанных обмоток;
W9, , WH, Wi2 - число витков фаз упомянутых обмоток;
/- частота напряжения источника 1;
Ф- магнитный поток;
09, АОЮ, 011,012- обмоточные коэффициенты рассматриваемых
обмоток 9,10, 11 и 12.
Задаваясь числом витков в фазе первичной обмотке 8 и коэффициентами трансформации для каждой из обмоток
.  8J. ,J.   (.
Л.о -, -, -,Л.|т
WWWW
можно получить требуемое значение как фазного, так и линейного напряжения. Найденные по системе уравнений (1) ЭДС обмоток используются для питания соответствующих потребителей. Учитывая, что витки обмоток 9, 10, 11 и 12 охватывают все пазы внешней части сердечника 7 развязывающего трансформатора 2, то появление тока нагрузки в любой из обмоток будет оказывать одинаковое влияние на каждую из них не нарушая симметрии трёхфазного напряжения, так как напряжения на нагрузке будут определяться по формулам
t/9  9 - At/10 -  -  , f/io  10 -  -  1 - Af/,2 - Af/,0 ;
c/ii :ii-At 9-A io-A i2-At ii;
f/,,  „ - Af/a - A,n - AC/1, - At/,2
где AC/9, AC/io   - падения напряжения в фазах обмоток.
Таким образом, предлагаемая схема развязывающего трансформатора, в котором реализуется КВМП и выполнение обмоток по типу обмоток электрических машин переменного тока позволяет обеспечить электрической энергии трёхфазные и однофазные потребители, работающие одновременно от трёхфазного источника не нарушая симметрии трёхфазного напряжения.
Источники, принятые во внимание
1.Шидловский А.К., Борисов Б.П. Симметрирование однофазных и двухплечевых электротехнологических установок. Киев,  думка, 1977, рис. 9а, с. 29
2.Багуц В.П., Ковалёв Н.П., Кострошнов А.И. Электропитание устройств железнодорожной автоматики, телемеханики и связи М., Транспорт, 1991, рис. 11.10, с. 229
(3)