RU2677244C1 - Electromagnetic compensator of current of third harmonic in three-phase four-wire networks - Google Patents
Electromagnetic compensator of current of third harmonic in three-phase four-wire networks Download PDFInfo
- Publication number
- RU2677244C1 RU2677244C1 RU2017146097A RU2017146097A RU2677244C1 RU 2677244 C1 RU2677244 C1 RU 2677244C1 RU 2017146097 A RU2017146097 A RU 2017146097A RU 2017146097 A RU2017146097 A RU 2017146097A RU 2677244 C1 RU2677244 C1 RU 2677244C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- current
- network
- phase
- windings
- relays
- Prior art date
Links
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 51
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims abstract description 16
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims abstract description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 claims abstract 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004870 electrical engineering Methods 0.000 abstract description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 244000309464 bull Species 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000002224 dissection Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 1
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
- H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
- H02J3/26—Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
- Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для повышения энергоэффективности трехфазных четырехпроводных сетей за счет снижения дополнительных потерь мощности и электроэнергии от протекания токов третьей гармоники.The invention relates to electrical engineering and can be used to improve the energy efficiency of three-phase four-wire networks by reducing additional losses of power and electricity from the flow of third harmonic currents.
Известно устройство защиты сети от воздействия токов третьей гармоники (патент RU 2353040, МПК H02J 3/01, H02J 3/26, Бюл. №11, 2009 г), 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.A device is known for protecting the network from the effects of third harmonic currents (patent RU 2353040, IPC
Недостатками данного устройства являются большая погрешность трансреакторов и слабое подавление тока третьей гармоники в нулевом проводе сети, а также возможность работы устройства в режиме перекомпенсации, вследствие этого - низкая энергоэффективность подавления токов третьей гармоники.The disadvantages of this device are the large error of the transreactors and the weak suppression of the third harmonic current in the neutral wire of the network, as well as the possibility of the device working in overcompensation mode, as a result of which the low energy efficiency of suppressing the third harmonic currents.
За прототип принят электромагнитный компенсатор третьей гармоники электрической сети (патент RU 2346370, МПК H02J 3/01, Бюл. №4, 2009 г), содержащий измерительный трансформатор тока, выпрямитель и преобразователь, в который введены три трансформатора тока, первичные обмотки которых включены в рассечку линейных проводов сети, а начала их вторичных обмоток образуют с концом вторичной обмотки измерительного трансформатора тока общую точку, концы вторичных обмоток трех трансформаторов тока через выпрямитель подключены к положительному выходному зажиму преобразователя, отрицательный выходной зажим которого, соединен с началом вторичной обмотки измерительного трансформатора тока, первичная обмотка которого включена в нейтральный провод сети, кроме того, выпрямитель выполнен трехфазным, и его катоды образуют общую точку с положительным выходным зажимом преобразователя, а каждый из анодов выпрямителя присоединен к концам вторичных обмоток трех трансформаторов тока.The prototype is an electromagnetic compensator of the third harmonic of the electrical network (patent RU 2346370, IPC
Недостатками данного устройства являются зависимость величины компенсирующего тока третьей гармоники от величины тока основной гармоники, тем самым возможность работы устройства в режиме перекомпенсации, что снижает эффективность компенсации тока третьей гармоники.The disadvantages of this device are the dependence of the value of the compensating current of the third harmonic on the magnitude of the current of the fundamental harmonic, thereby the possibility of the device operating in overcompensation mode, which reduces the efficiency of compensation of the current of the third harmonic.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности компенсации тока третьей гармоники в трехфазной четырехпроводной сети.The objective of the invention is to increase the compensation efficiency of the third harmonic current in a three-phase four-wire network.
Технический результат - повышение точности компенсации тока третьей гармоники за счет исключения режима перекомпенсации, что улучшает качество электрической энергии, снижает потери активной мощности и потери напряжения во всех элементах трехфазной четырехпроводной сети от тока третьей гармоники.EFFECT: increased accuracy of compensation of the third harmonic current due to the exclusion of the overcompensation mode, which improves the quality of electric energy, reduces the loss of active power and voltage loss in all elements of a three-phase four-wire network from the third harmonic current.
Технический результат достигается электромагнитным компенсатором тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях, содержащим трехфазный однополупериодный выпрямитель, четыре трансформатора тока, один из которых включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод, а три других - в фазные провода сети, в которое дополнительно введен фильтр с полосой пропускания 150 Гц, три токовых реле и три цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом, обмотки трех токовых реле включены параллельно вторичным обмоткам трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, а последовательно включенные размыкающие контакты трех токовых реле шунтируют вторичную обмотку трансформатора тока, включенного в нейтральный провод сети, также, параллельно обмоткам трех токовых реле подключаются цепи из последовательно соединенных конденсатора и резистора, при этом, начала вторичных обмоток трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, соединяются в общую точку и подключаются к началу вторичной обмотки трансформатора тока включенного в нейтральный провод, а концы трех трансформаторов тока, включенных в фазные провода сети, подключаются к анодам трехфазного однополупериодного выпрямителя, катоды которого соединяются в общую точки и подключаются через фильтр с полосой пропускания 150 Гц к концу вторичной обмотки трансформатора тока включенного в нейтральный провод сети.The technical result is achieved by an electromagnetic compensator of the third harmonic current in three-phase four-wire networks, containing a three-phase half-wave rectifier, four current transformers, one of which is connected with its primary winding to the neutral wire, and the other three to the phase wires of the network, into which an additional filter with a passband 150 Hz, three current relays and three circuits from a series-connected capacitor and resistor, while the windings of three current relays are connected in parallel with the secondary winding kam of three current transformers included in the phase wires of the network, and the serially connected disconnecting contacts of the three current relays bypass the secondary winding of the current transformer included in the neutral wire of the network, also, parallel to the windings of the three current relays are connected circuits of series-connected capacitor and resistor, while the beginning of the secondary windings of the three current transformers included in the phase wires of the network are connected to a common point and connected to the beginning of the secondary winding of the current transformer into the neutral wire, and the ends of the three current transformers included in the phase wires of the network are connected to the anodes of a three-phase half-wave rectifier, the cathodes of which are connected to a common point and connected through a filter with a passband of 150 Hz to the end of the secondary winding of the current transformer connected to the neutral wire of the network.
На фиг. 1 представлена схема заявляемого электромагнитного компенсатора тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях.In FIG. 1 is a diagram of the inventive electromagnetic current compensator of the third harmonic in three-phase four-wire networks.
Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях содержит трехфазный однополупериодный выпрямитель 1, четыре трансформатора тока 2-5, фильтр 6 с полосой пропускания 150 Гц, обмотки 7-9 и размыкающие контакты 10-12 трех токовых реле и три цепи 13-15 из последовательно соединенных конденсатора и резистора. Трансформатор тока 2 включен своей первичной обмоткой в нейтральный провод N, а трансформаторы тока 3-5 подключены в фазные провода сети L1, L2, L3, начало вторичной обмотки трансформатора тока 2 и начала вторичных обмоток трансформаторов тока 3-5 образуют общую точку. Концы вторичных обмоток трансформаторов тока 3-5 подключены к анодам трехфазного однополупериодного выпрямителя 1. Катоды трехфазного однополупериодного выпрямителя 1 соединены в общую точки и через фильтр 6 с полосой пропускания 150 Гц подключены к концу вторичной обмотки трансформатора тока 2. Параллельно вторичным обмоткам трансформаторов тока 3-5 подключаются обмотки 7-9 трех токовых реле и три цепи 13-15 из последовательно соединенных конденсатора и резистора. Последовательно соединенные размыкающие контакты 10-12 трех токовых реле шунтируют вторичную обмотку трансформатора тока 2.The third-harmonic electromagnetic current compensator in three-phase four-wire networks contains a three-phase half-
Электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях работает следующим образом.An electromagnetic current compensator of the third harmonic in three-phase four-wire networks operates as follows.
Однофазные нелинейные нагрузки вызывают протекание в фазных и нейтральном проводах четырехпроводной сети несинусоидальных токов, среди которых доминирует третья гармоника. От протекания токов основной гармоники по первичным обмоткам трансформаторов тока 3-5 во вторичных обмотках этих трансформаторов тока индуцируются вторичные токи. Диоды трехфазного однополупериодного выпрямителя 1 включаются попеременно по 1/3 периода промышленной частоты. Ток будет проводить тот диод трехфазного однополупериодного выпрямителя 1, потенциал анода которого относительно общей точки вторичных обмоток трансформаторов тока 3-5 выше, чем у других диодов. Кратность пульсаций выпрямленного тока, протекающего во вторичной обмотке трансформатора тока 2, по отношению к основной частоте первичной сети равна трем. Для компенсации постоянной составляющей и нежелательных гармоник выпрямленного тока введен фильтр 6 с полосой пропускания 150 Гц. В результате ток протекающий через трансформатор тока 2 будет содержать только токи частотой 150 Гц, а вторичные обмотки не будут дополнительно прогреваться. Обмотки 7-9 трех токовых реле будут получать питание от трансформаторов тока 3-5 в тех случаях, когда соответствующий диод трехфазного однополупериодного выпрямителя 1 не будет проводить ток, то есть попеременно 2/3 периода промышленной частоты. Три цепи 13-15 из последовательно соединенных конденсатора и резистора осуществляют замедление действия трех токовых реле и не позволяют замыкаться контактам 10-12 трех токовых реле, осуществляя питание обмоток 7-9 трех токовых реле в 1/3 периода промышленной частоты, когда соответствующий диод трехфазного однополупериодного выпрямителя 1 проводит ток. Уставка трех токовых реле выбирается таким образом, чтобы во время минимума нагрузки электрической сети исключить возможность перекомпенсации тока третьей гармоники, зашунтировав вторичную обмотку трансформатора тока 2 с помощью размыкающих контактов 10-12 трех токовых реле.Single-phase nonlinear loads cause non-sinusoidal currents to flow in the phase and neutral wires of a four-wire network, among which the third harmonic dominates. From the flow of the main harmonic currents through the primary windings of current transformers 3-5, secondary currents are induced in the secondary windings of these current transformers. The diodes of a three-phase one-half-
Таким образом, заявленный электромагнитный компенсатор тока третьей гармоники в трехфазных четырехпроводных сетях обеспечивает повышение точности компенсации третьей гармоники за счет исключения режима перекомпенсации, что улучшает качество электрической энергии, снижает потери активной мощности и потери напряжения во всех элементах трехфазной четырехпроводной сети от тока третьей гармоники.Thus, the claimed third-harmonic electromagnetic current compensator in three-phase four-wire networks provides improved third-harmonic compensation accuracy by eliminating the overcompensation mode, which improves the quality of electric energy, reduces active power loss and voltage loss in all elements of a three-phase four-wire network from the third harmonic current.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146097A RU2677244C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Electromagnetic compensator of current of third harmonic in three-phase four-wire networks |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2017146097A RU2677244C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Electromagnetic compensator of current of third harmonic in three-phase four-wire networks |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2677244C1 true RU2677244C1 (en) | 2019-01-16 |
Family
ID=65025309
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2017146097A RU2677244C1 (en) | 2017-12-26 | 2017-12-26 | Electromagnetic compensator of current of third harmonic in three-phase four-wire networks |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2677244C1 (en) |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5565713A (en) * | 1993-11-19 | 1996-10-15 | Asea Brown Boveri Ab | High-voltage filter |
RU2346370C1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-02-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Electromagnetic compensator of power grid third harmonic |
RU2353040C1 (en) * | 2008-05-22 | 2009-04-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Network protection from third harmonics current effects |
-
2017
- 2017-12-26 RU RU2017146097A patent/RU2677244C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5565713A (en) * | 1993-11-19 | 1996-10-15 | Asea Brown Boveri Ab | High-voltage filter |
RU2346370C1 (en) * | 2008-01-30 | 2009-02-10 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Electromagnetic compensator of power grid third harmonic |
RU2353040C1 (en) * | 2008-05-22 | 2009-04-20 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Азово-Черноморская государственная агроинженерная академия" (ФГОУ ВПО АЧГАА) | Network protection from third harmonics current effects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2646843C1 (en) | Transformer with transient impedance based on electronic switch of ac voltage regulation | |
US8553432B2 (en) | Power transmission method and power transmission apparatus | |
RU2664387C2 (en) | Steplessly variable saturation compensation choke | |
US20160146192A1 (en) | Wind turbine power conversion system | |
RU2011100177A (en) | ELECTRIC POWER TRANSMISSION PLANT | |
CA2887036A1 (en) | Power converters | |
Wasserrab et al. | Calculation of short circuit currents in HVDC systems | |
JP6609063B2 (en) | Power conversion device, power conversion system, and method of using power conversion system | |
RU159416U1 (en) | HIGH POWER HIGH POWER FREQUENCY CONVERTER | |
RU2677244C1 (en) | Electromagnetic compensator of current of third harmonic in three-phase four-wire networks | |
RU186773U1 (en) | DEVICE FOR COMPENSATING THE THIRD HARMONIC CURRENT IN A NEUTRAL ELECTRIC NET WIRE | |
RU2353040C1 (en) | Network protection from third harmonics current effects | |
RU2346370C1 (en) | Electromagnetic compensator of power grid third harmonic | |
RU161057U1 (en) | DEVICE FOR REDUCING THE CURRENT OF THIRD HARMONICS OF A FOUR-WIRE NETWORK | |
RU186774U1 (en) | DEVICE FOR COMPENSATING THE THIRD HARMONIC CURRENT IN A NEUTRAL ELECTRIC NET WIRE | |
Arifin et al. | Input switched single phase SEPIC controlled rectifier with improved performances | |
Li et al. | A novel hybrid active power filter with a high-voltage rank | |
RU158207U1 (en) | ELECTROMAGNETIC COMPENSATOR OF CURRENT OF THIRD HARMONIC 4-WIRE NETWORK | |
RU2671829C1 (en) | Regulator of booster alternating-voltage | |
RU2717080C1 (en) | Multi-bridge rectifier | |
RU64451U1 (en) | PULSE CONVERTER | |
Potdar et al. | Comparison of topologies of shunt active power filter implemented on three phase four wire system | |
RU145062U1 (en) | DEVICE FOR COMPENSATION OF CURRENT OF 3-D HARMONIC IN ZERO WIRE OF 4-WIRE NETWORK | |
Kalpana | High performance three-phase PFC rectifiers for telecom power supply | |
Encarnação et al. | Improved structure for three-phase four-wires hybrid active power filters |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20191227 |