ФИЛЬТР ЗАЗЕМЛЯЮЩИЙ НУЛЕВОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ С ПОНИЖЕННЫМ ПОТРЕБЛЕНИЕМ МОЩНОСТИ

Предлагаемая полезная модель относится к электротехнике, а именно: к трансформаторным устройствам, предназначенным для выделения нейтрали и подключения к электрической сети заземляющих устройств в виде дугогасящих реакторов (ДГР), высокоомных и низкоомных резисторов (РЗ).
Для подключения ДГР и РЗ в настоящее время используются трансформаторы со схемой соединения первичной обмотки «звезда-зигзаг с нулем» Zo – фильтры заземляющие нулевой последовательности с малым сопротивлением токам нулевой последовательности, которые устанавливаются взамен трансформаторов соединением обмоток «звезда с нулем – треугольник» Yo/D. Трансформаторы указанного назначения трехфазные, содержащие первичные и вторичные обмотки, длительное время функционируют в режиме холостого хода [1].
В указанных трансформаторах и фильтрах нулевой последовательности, работающих в режимах холостого хода, или близких к этому режиму с малым коэффициентом загрузки, потребляемый ими ток в основном определяется намагничивающей мощностью, которая приводит к низкому коэффициенту активной мощности (cos(φ)). При незначительных коэффициентах загрузки трансформатора, что часто имеет место в системах компенсации емкостных токов замыкания на основе ДГР, высокоомного резистивного и комбинированного вида заземления нейтрали сети также низок коэффициент полезного действия трансформатора.
Известны устройства, способствующие повышению cos(φ) [2]. Они подключаются к вторичным обмоткам трансформаторов и предназначены для компенсации реактивной, потребляемой нагрузкой мощности. Их применение эффективно при значительных нагрузках трансформаторов и величина компенсируемой реактивной мощности, в зависимости от изменения коэффициента загрузки, регулируется. А в режиме холостого хода трансформаторы потребляют намагничивающую мощность, имея при этом очень низкий cosφ. Протекание реактивного тока дополнительно вызывает потери напряжения и электроэнергии в питающей сети.
В [3] приведен прототип предлагаемой полезной модели. В ней компенсация потребляемой трансформатором реактивной мощности производится посредством подключения к части первичной обмотки или к вторичной обмотке трансформатора трехфазного конденсаторного устройства, соединенного по схеме «звезда» или «треугольник» с суммарной мощностью конденсаторов, равной реактивной составляющей мощности потребления трансформатора в режиме холостого хода.
Целью предлагаемой полезной модели является повышение коэффициента активной мощности заземляющих фильтров, работающих, в основном, в режимах холостого хода и близких к этому режиму, снижение потерь напряжения и электроэнергии в питающих распределительных электрических сетях, упрощение технической реализации предложения, повышение надежности оборудования.
Цель повышения cos(φ), снижения потерь напряжения и электроэнергии в питающей сети достигается компенсация реактивной мощности потребления фильтром заземляющим нулевой последовательности посредством подключения конденсатора установленной расчетным или экспериментальным путем мощностью, равной мощности реактивной составляющей мощности потребления фильтра к его выводам вторичных обмоток.
Цель упрощения технической реализации снижения потерь в предлагаемом фильтре достигается применением одного конденсатора или регулируемой конденсаторной установки вместо применения трехфазной конденсаторной установки в прототипе.
U
U
U
U
U
U
U
U
U
С
С1, С2, С3
S1, S2
S3
С
, С
, С
S
а
с
A
1
B
1
C
1
A
2
B
2
C
2
ac
a
c
Р
а
b
с
На фиг. 1-2 изображены схемы подключения конденсаторов к вторичным обмоткам фильтров заземляющих (нейтралеобразующих трансформаторов) при схеме соединения частей первичной обмотки напряжениями ,,,,,, “звезда-зигзаг с нулем” с подключенным к вторичной компенсационной обмотке линейным напряжением , полученного из фазных напряжений , конденсатора  или регулируемой конденсаторной установки  с коммутаторами  и  (фиг. 1), а также упомянутого фильтра соединением частей первичной обмотки “звезда-зигзаг” с подключением трехфазной конденсаторной установки с коммутатором 4 к линейному напряжению фаз «» и «» (фиг. 2). Соединение упомянутых конденсаторов, при необходимости, может быть выполнено и по другим схемам, с обеспечением возможности полной компенсации реактивной составляющей тока потребления фильтром.
Выбор емкостей конденсаторов производится из условия равенства реактивных мощностей намагничивающей трансформатора и генерируемой конденсаторами с учетом их схемы соединения на вторичной стороне трансформаторов или подключаемых к отводам его первичной обмотки.
Применение полезной модели фильтров заземляющих с постоянно подключенными к вторичной обмотке конденсаторами или регулируемыми конденсаторными установками обеспечивает высокий коэффициент активной мощности в режимах холостого хода и малых нагрузках, способствует снижению потерь напряжения и электроэнергии в питающих электрических сетях и повышению надежности оборудования.
ЛИТЕРАТУРА:
1. Реакторы заземляющие дугогасящие 6-35 кВ. Общие технические требования. Стандарт организации ПАО «Россети» СТО 34.01-3.2-008-2017. ПАО «Россети», 2017. – 22 с.
2. Минин Г.Н. Реактивная мощность. – 2е изд., перераб. – М.: Энергоиз, 1978. – 88 с.
3. Пат. 149108. Российская Федерация, МПК H01F 29/00. Фильтр заземляющий с пониженным потреблением мощности/ Петров  М.И.; заявитель и патентообладатель Петров  М.И. -  № 2014134694/07; заявл. 25.08.2014; опубл. 20.12.2014, Бюл. № 35.