ФИЛЬТРОКОМПЕНСИРУЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Полезная модель относится к области электротехники и может быть использована в установках для улучшения качества электрической энергии, в гребенчатых фильтрах компенсации высших гармоник напряжения питания.
Известно фильтрокомпенсирующее устройство для трехфазной системы электроснабжения [RU C1 №2046489, МПК H02J 3/18, H02J 3/01 опубликовано 20.10.1995]. Фильтрокомпенсирующее устройство снабжено трехстержневым трансформатором, три обмотки каждой фазы которого расположены на одном стержне, первые одноименные выводы первой и второй обмоток подключены к питающей сети системы электроснабжения, первые выводы третей обмотки соединены по схеме «звезда», вторые выводы первой обмотки соединены с конденсаторной батареей, вторые выводы второй обмотки соединены с реактором, вторые выводы третьей обмотки соединены с резистором.
Недостатком такого устройства является его конструктивная сложность, большое количество соединений приводит к снижению надежности работы устройства, узкая сфера применения, а также низкий коэффициент мощности и большой коэффициент гармоник при больших массогабаритных показателях, и неэффективное использование материалов при изготовлении.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является фильтрокомпенсирующая конденсаторная установка [RU C1 №2317625, МПК H02J 3/18 опубликовано 20.02.2008]. Фильтрокомпенсирующая конденсаторная установка, содержащая конденсаторные секции, однофазные тороидальные реакторы и настроены в резонанс на частоты фильтруемых гармоник, которая подключена к компенсирующей сети через коммутационный аппарат. Реактор и конденсатор выполнены отдельными элементами.
Недостатком прототипа являются: сложность устройства, при большом количестве элементов и соединений большая вероятность выхода устройства из строя, а также низкий коэффициент мощности и большой коэффициент гармоник при больших массогабаритных показателях, и неэффективном использовании материалов при изготовлении.
Технической задачей предлагаемой полезной модели является повышение коэффициента мощности и уменьшение коэффициента гармоник.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности устройства, уменьшение количества элементов устройства, что ведет к уменьшению массогабаритов, который достигается тем, что в известном фильтрокомпенсирующем устройстве, содержащем реактор, конденсатор и компенсируемая сеть, реактор выполнен в виде магнитопровода из П-образных стержней, конденсатор выполнен, в виде последовательно-согласно соединенной на П-образных стержнях магнитопровода двузаходной обмотки, выполненной двумя изолированными проводами из фольги, при этом компенсируемая сеть, подключена к началу первого провода и концу второго, конец первого и начало второго разомкнуты.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором показано фильтрокомпенсирующее устройство.
Фильтрокомпенсирующее устройство содержит реактор, из двух изолированных проводов 1 и 2 в виде фольги. Двузаходная обмотка реактора выполнена намоткой изолированными проводами 1 и 2 на стержни из двух П-образных магнитопроводов 3, образуя конденсатор. Компенсируемая сеть 4 подключается к началу H1 изолированного провода 1 и к концу К2 изолированного провода 2. Начало Н2 изолированного провода 2 и конец К1 изолированного провода 1 - разомкнуты. Обмотки на стержнях соединены последовательно согласно: соединение 5 и 6 изолированного провода 1, и соединение 7 и 8 изолированного провода 2.
Фильтрокомпенсирующее устройство работает следующим образом.
При подключении компенсируемой сети 4, между изолированными проводами 1 и 2 возникает электрическое поле, приводящее к возникновению токов смещения. Эти токи, как токи проводимости в проводах, являются намагничивающими магнитопровода 3. Выполнение магнитопровода из двух П-образных стержней упрощает технологию изготовления устройства, наладку и проведение ремонтных работ реактора.
Компенсируемая сеть 4 подключена к изолированным проводам 1 и 2, обеспечивая работу конденсатора. Протекание тока в конденсаторе, как тока смещения, приводит одновременно к протеканию намагничивающего тока реактора. В результате достигается оптимальная компоновка фильтрокомпенсирующего устройства в целом. Выполнение реактора на двух стержнях магнитопровода 3 обеспечивает близкое к равномерному распределению намагничивающей силы реактора по периметру магнитопровода 3. При этом уменьшается уровень потока рассеяния, так как магнитное поле вне реактора взаимно компенсируется. Последовательное согласное включение обмоток на стержнях магнитопровода 3 обеспечивает суммирование намагничивающих сил, определяемых токами в проводах 1 и 2.
Для компенсации высших гармоник, в компенсируемой сети 4 используется режим резонанса фильтрокомпенсирующего устройства. Емкость конденсатора и индуктивность реактора определяет значение резонансной частоты. На основной частоте компенсируемой сети 4 реализуется повышение коэффициента мощности, так как на этой частоте фильтрокомпенсирующее устройство носит емкостной характер.
В научной лаборатории НИУ МЭИ изготовлена физическая модель фильтрокомпенсирующего устройства. Полученные результаты, подтверждают реализуемость фильтрокомпенсирующего устройстваи достижение поставленной технической задачи.
Использование полезной модели обеспечивает уменьшение стоимости фильтрокомпенсирующего устройства, а также улучшить технические показатели, обусловленные тем, что реактор и конденсатор выполняются как единое целое.