УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ ТРЁХФАЗНОГО НАПРЯЖЕНИЯ НА ВХОДНЫХ ШИНАХ ПРОГРАММНО-АППАРАТНОЙ МОДЕЛИ ЭЛЕКТРОЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ

Полезная модель относится к преобразовательной техники, в частности, к средствам преобразования напряжения переменного тока с помощью трансформаторов и предназначена для использования при осуществлении на программно-аппаратной модели гибридного типа всережимного моделирования в реальном времени процессов, имеющих место в объектах электроэнергетической системы, в частности для настройки и регулирования возбуждение входящих в систему трехфазных синхронных генераторов.
Известно устройство для формирования трехфазного напряжения, содержащее трехфазный трансформатор с первичными обмотками, включенными по схеме «звезда» и вторичными обмотками, включенными по схеме «треугольник» (см. патент RU на полезную модель №128039, МПК H02M 5/10, опуб. 10.05.2013).
Недостаток известного устройства определяется соединением первичных обмоток трансформатора в звезду. При использовании такого трансформатора в трехфазной электрической сети с глухозаземленной нейтралью имеет место отрицательное влияние на формируемое трехфазное напряжение перераспределения фазных напряжений в случае обрыва нулевого провода.
Наиболее близким по технической сущности к полезной модели является трансформаторный преобразователь трехфазного напряжения, реализованный с соединением первичных обмоток трансформатора в треугольник, а его вторичных обмоток - в треугольник или в звезду (см. патент US 3614599, МПК G05F 1/12, опубл. 19.10.1971). Известное устройство может быть использовано в совокупности с программно-аппаратной моделью электроэнергетической системы, воспринимающей сформированное трехфазное напряжение. При этом соединение первичных обмоток трансформатора в треугольник исключает влияние на формируемое трехфазное напряжение перераспределения фазных напряжений в случае обрыва нулевого провода в трехфазной электрической сети с глухозаземленной нейтралью.
Однако известное устройство не обеспечивает надежную работу программно-аппаратной модели электроэнергетической системы, поскольку не имеет средств ее защиты от входных перенапряжений и помех, в том числе и при наличии у модели шин «бесконечной» мощности. В частности, оно не обладает заградительными свойствами по отношении к импульсным перенапряжениям и высокочастотным помехам на первичной стороне трансформатора, которые фактически беспрепятственно проходят к программно-аппаратной модели, вызывая увеличение и искажение мгновенных значений формируемого напряжения.
Техническим результатом полезной модели является повышение надежности формирования требуемого трехфазного напряжения.
Техническая задача, решаемая полезной моделью, заключается в подавлении импульсных перенапряжений и высокочастотных помех и обеспечении высокой помехозащищенности программно-аппаратной модели.
Это достигается тем, что известное устройство для формирования трехфазного напряжения на входных шинах программно-аппаратной модели электроэнергетической системы, содержащее понижающий трехфазный трансформатор с первичными обмотками, включенными по схеме «треугольник» и соединенными с фазами трехфазной электрической сети с глухозаземленной нейтралью, и вторичными обмотками, включенными по схеме «звезда» или «треугольник», снабжено блоком сетевых фильтров, включенным в фазы между выводами вторичных обмоток упомянутого трансформатора и выводами аналогового входа программно-аппаратной модели и выполненных с возможностью ограничения и предотвращения искажения мгновенных значений напряжения на аналоговом входе при возникновении соответственно импульсных перенапряжений и высокочастотных помех на первичной стороне трансформатора.
Кроме того, каждый из сетевых фильтров блока состоит из варисторного фильтра и индуктивно-емкостного фильтра (LC-фильтра) для подавления соответственно импульсных перенапряжений и высокочастотных помех.
Дополнительно в качестве трехфазной электрической сети с глухозаземленной нейтралью использована сеть 220/380 В.
Понижающий трехфазный трансформатор выполнен с коэффициентом трансформации, обеспечивающим фазные напряжения на аналоговом входе программно-аппаратной модели, равные 5 В.
Сущность полезной модели поясняется чертежом, на котором представлена функциональная схема устройства для формирования трехфазного напряжения на входных шинах программно-аппаратной модели электроэнергетической системы.
Устройство для формирования трехфазного напряжения на входных шинах программно-аппаратной модели электроэнергетической системы содержит выводы для подключения устройства к трехфазной электрической сети 1 с глухозаземленной нейтралью (к какому-либо узлу трехфазной электрической сети), понижающий трехфазный трансформатор 2 с первичными обмотками, включенными по схеме «треугольник» и соединенными через выводы 1 с фазами a, b, с трехфазной электрической сети 1 с глухозаземленной нейтралью, и вторичными обмотками, включенными по схеме, в частности, «звезда», сетевая нагрузка 3, блок 4 сетевых фильтров, включенных в фазы между выводами вторичных обмоток трансформатора и выводами 5 для подключения аналогового входа программно-аппаратной модели и выполненных с возможностью ограничения и предотвращения искажения мгновенных значений напряжения на аналоговом входе при возникновении соответственно импульсных перенапряжений и высокочастотных помех на первичной стороне трансформатора 2.
Выполнение каждого сетевого фильтра блока 4 из фильтров, состоящих из варисторного фильтра и индуктивно-емкостного фильтра (LC-фильтра), обеспечивает подавление импульсных перенапряжений и высокочастотных помех.
В качестве трехфазной электрической сети 1 с глухозаземленной нейтралью используется сеть 220/380 В. Вторичные обмотки понижающего трехфазного трансформатора 2 включены в качестве примера по схеме «звезда».
Понижающий трехфазный трансформатор 2 выполнен с коэффициентом трансформации, обеспечивающим фазные напряжения на выводах 5, равные 5 В. Все составные элементы устройства размещены в едином корпусе.
Устройство для формирования трехфазного напряжения на входных шинах программно-аппаратной модели электроэнергетической системы работает следующим образом.
Трехфазное напряжение 380/220 В электрической сети 1 с глухозаземленной нейтралью от выводов поступает на понижающий трансформатор 2, осуществляющий необходимое согласование входного и выходного напряжений устройства. Выбранный коэффициент трансформации трансформатора 2 обеспечивает фазные напряжения на выводах 5, т.е. на аналоговом входе программно-аппаратной модели, равные 5 В.
Соединение первичных обмоток трансформатора 2 в «треугольник» обуславливает уход от возникновения перераспределения фазных напряжений при обрыве нулевого провода в трехфазной электрической сети с глухо заземленной нейтралью и, тем самым, исключает влияние подобного перераспределения на формируемое трехфазное напряжение.
Блок 4 сетевых фильтров, включенный в фазы между выводами вторичной обмотки трансформатора 2 и выводами 5 аналогового входа программно-аппаратной модели, с помощью варисторных фильтров ограничивает мгновенные значения напряжения на аналоговом входе программно-аппаратной модели, а посредством индуктивно-емкостных фильтров (LC-фильтров) предотвращает их искажения при возникновении на первичной стороне трансформатора соответственно импульсных перенапряжений и высокочастотных помех по любой причине.
Использование полезной модели обеспечивает надежное формирование требуемого трехфазного напряжения и, как следствие, качественное моделирование процессов, производящихся в объектах электроэнергетической системы, в частности для настройки и регулирования возбуждения синхронных генераторов.