УСТРОЙСТВО ДЛЯ КОМПЕНСАЦИИ ТОКА 3-Й ГАРМОНИКИ НЕЙТРАЛИ СЕТИ
DEVICE FOR COMPENSATION OF THIRD HARMONIC CURRENTS IN NEUTRAL WIRE

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения эффективности передачи электрической энергии путем снижения высших гармоник тока в трехфазных четырехпроводных электрических сетях.
Известно устройство /1/, содержащее трехстержневой трансформатор, обмотки которого включены по схеме «звезда с нулем - треугольник». При продольном включении такого трансформатора в электрическую сеть токи третьей гармоники замыкаются в обмотках, соединенных в «треугольник», и не проходят в линейные токи на сторону трансформатора с соединением обмоток в «звезду».
Недостатком данного устройства является большая материалоемкость, снижающая надежность устройства, и частичная компенсация третьей гармоники при несимметричной нагрузке в фазах электрической сети, что снижает эффективность подавления тока третьей гармоники и, как следствие, приводит к дополнительным потерям электроэнергии.
Известно также устройство /2/, принятое за прототип, состоящее из измерительного трансформатора и выпрямителя, в которое введены три трансреактора, первичные обмотки которых включены в рассечку линейных проводов сети, а начала их вторичных обмоток образуют общую точку с концом вторичной обмотки измерительного трансформатора, при этом измерительный трансформатор выполнен трансреактором, а выпрямитель - трехфазным.
Недостатками этого устройства являются неполное подавление тока третьей гармоники в нулевом проводе сети и вследствие этого низкая энергоэффективность при передаче электроэнергии.
Задача изобретения - повышение эффективности компенсации высших гармоник тока в нулевом проводе, с одновременным повышением надежности устройства.
Указанный технический результат достигается тем, что в устройство для компенсации тока 3-ей гармоники нейтрали сети, состоящее из трансреактора и трехфазного однополупериодного выпрямителя, аноды которого через предохранители подключены непосредственно к каждой из фаз первичной сети, а катоды трехфазного однополупериодного выпрямителя, через фазосдвигающий элемент присоединены к первому выводу вторичной обмотки трансреактора, второй вывод вторичной обмотки трансреактора присоединен к нулевому проводу сети, в который встречно вторичной обмотке последовательно включена первичная обмотка трансреактора.
На фигуре 1 представлена схема заявляемого устройства.
Устройство для компенсации тока 3-ей гармоники нейтрали сети содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель, состоящий из трех диодов 1, 2 и 3, аноды которых через предохранители 4, 5 и 6 подключены к фазам первичной сети, катоды диодов 1, 2 и 3 через фазосдвигающий элемент 7 присоединены к первому выводу вторичной обмотки трансреактора 8, а второй вывод вторичной обмотки трансреактора 8 присоединен к нулевому проводу сети N, в который встречно вторичной обмотке последовательно включена его первичная обмотка. В зависимости от нелинейных нагрузок 9, 10 и 11, подключенных к сети, выбирается соотношение числа витков вторичной обмотки трансреактора 8.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Нелинейные однофазные нагрузки 9, 10 и 11 вызывают протекание в фазах и нулевом проводе сети высших гармоник токов, среди которых наиболее явно выражена третья гармоника и кратные ей.
Под действием первичных напряжений на катодах диодов трехфазного однополупериодного выпрямителя 1, 2 и 3 формируется напряжение, содержащее постоянную составляющую и гармоники, кратные трем. Под действием этих напряжений во вторичной обмотке трансреактора 8 будут протекать токи третьей гармоники и кратные ей, которые наведут в магнитопроводе трансреактора 8 соответствующие магнитные потоки. Данные магнитные потоки будут воздействовать на токи первичной обмотки трансреактора 8, которая последовательно включена в нулевой проводник сети N, приводя к полной или частичной компенсации третьей гармоники тока и кратной ей в нулевом проводе сети N. Для защиты сети от токов короткого замыкания в устройстве служат предохранители 4, 5 и 6.
Источники информации
1. Брускин Д.Э. Электрические машины. В 2-х ч. Ч.1 / Д.Э.Брускин, А.Е.Зорохович, B.C.Хвостов - М.: Высшая школа, 1987 - с.135.
2. Патент RU 2353040, МПК Н02J 3/01, Н02J 3/26, Бюл. №11, 2009 г. - прототип.