Патент на полезную модель Республики Беларусь

1. ОПИСАНИЕ
ПОЛЕЗНОЙ
МОДЕЛИ К
ПАТЕНТУ
(12)
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(19) BY (11) 6471
(13) U
(46) 2010.08.30
(51) МПК (2009)
H 02J 3/18
(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИММЕТРИРОВАНИЯ И КОМПЕНСАЦИИ
РЕАКТИВНОЙ МОЩНОСТИ
(21) Номер заявки: u 20091034
(22) 2009.12.07
(71) Заявитель: Учреждение образования
"Белорусский государственный аг-
рарный технический университет"
(BY)
(72) Авторы: Зеленькевич Александр
Иосифович; Михайлова Евгения Вик-
торовна (BY)
(73) Патентообладатель: Учреждение обра-
зования "Белорусский государствен-
ный аграрный технический универси-
тет" (BY)
(57)
Устройство для симметрирования и компенсации реактивной мощности, содержащее
первый, второй и третий трехфазные выключатели, при этом второй трехфазный выклю-
чатель выполнен с пофазным независимым управлением, три трехфазные батареи конден-
саторов с соединением конденсаторов каждой батареи треугольником с тремя внешними
зажимами, третьи из которых подключены к фазам питающей сети, и три нормально за-
мкнутых однополюсных выключателя, при этом трехфазные батареи конденсаторов пер-
выми внешними зажимами напрямую, а вторыми внешними зажимами через нормально
замкнутые однополюсные выключатели соединены в три общие точки, которые подклю-
чены к входам контактов первого и третьего трехфазных выключателей, и через
Фиг. 1
BY6471U2010.08.30

2. BY 6471 U 2010.08.30
2
контакты первого трехфазного выключателя могут быть подключены к фазам питающей
сети, а через контакты третьего трехфазного выключателя, замкнутые между собой на вы-
ходе, - к нулевому проводу питающей сети, отличающееся тем, что первый и третий
трехфазные выключатели выполнены с пофазным независимым управлением, а также
введен четвертый дополнительный трехфазный выключатель, выполненный с пофазным
независимым управлением, при этом входы его контактов подключены к выходам контак-
тов второго трехфазного выключателя, а выходы контактов выполнены замкнутыми меж-
ду собой и соединены с нулевым проводом питающей сети.
(56)
1. Патент РФ 2 229 766, МПК H 02J 3/18, 2004.
Полезная модель относится к электротехнике и может быть использована в системах
электроснабжения потребителей.
Известно устройство для симметрирования и компенсации реактивной мощности, со-
держащее первый и второй трехфазные выключатели, при этом второй трехфазный вы-
ключатель выполнен с пофазным независимым управлением, три трехфазные батареи
конденсаторов с соединением конденсаторов каждой батареи треугольником с тремя
внешними зажимами, третьи из которых подключены к фазам питающей сети, дополни-
тельный трехфазный выключатель и три нормально замкнутых однополюсных выключа-
теля, при этом трехфазные батареи конденсаторов первыми внешними зажимами
напрямую, а вторыми внешними зажимами через нормально замкнутые однополюсные
выключатели соединены в три общие точки, которые подключены к входам контактов
первого и дополнительного трехфазных выключателей, сблокированных от одновремен-
ного включения, и через контакты первого трехфазного выключателя могут быть подклю-
чены к фазам питающей сети, а через контакты дополнительного трехфазного выклю-
чателя, замкнутые между собой на выходе, - к нулевому проводу питающей сети [1].
Недостатком указанного устройства является ограниченная функциональность.
Техническая задача заключается в усовершенствовании устройства для симметриро-
вания и компенсации реактивной мощности, чтобы расширить диапазон регулирования.
Поставленная задача решается тем, что в устройство для симметрирования и компен-
сации реактивной мощности, содержащее первый, второй и третий трехфазные выключа-
тели, при этом второй трехфазный выключатель выполнен с пофазным независимым
управлением, три трехфазные батареи конденсаторов с соединением конденсаторов каж-
дой батареи треугольником с тремя внешними зажимами, третьи из которых подключены
к фазам питающей сети, и три нормально замкнутых однополюсных выключателя, при
этом трехфазные батареи конденсаторов первыми внешними зажимами напрямую, а вто-
рыми внешними зажимами через нормально замкнутые однополюсные выключатели со-
единены в три общие точки, которые подключены к входам контактов первого и третьего
трехфазных выключателей, и через контакты первого трехфазного выключателя могут
быть подключены к фазам питающей сети, а через контакты третьего трехфазного выклю-
чателя, замкнутые между собой на выходе, - к нулевому проводу питающей сети, допол-
нительно введен четвертый трехфазный выключатель, выполненный с пофазным
независимым управлением, при этом входы его контактов подключены к выходам контак-
тов второго трехфазного выключателя, а выходы контактов выполнены замкнутыми меж-
ду собой и соединены с нулевым проводом питающей сети, а первый и третий трехфазные
выключатели выполнены с пофазным независимым управлением.
На фиг. 1 представлена принципиальная схема предлагаемого устройства для симмет-
рирования и компенсации реактивной мощности.

3. BY 6471 U 2010.08.30
3
Устройство содержит первый трехфазный выключатель 17 с пофазным независимым
управлением с контактами 4, 5, 6, второй трехфазный выключатель 16 с пофазным незави-
симым управлением с контактами 1, 2, 3, третий трехфазный выключатель 19 с пофазным
независимым управлением с контактами 10, 11, 12, дополнительный четвертый трехфаз-
ный выключатель 18 с пофазным независимым управлением с контактами 7, 8, 9 и нор-
мально замкнутые однополюсные выключатели 13, 14, 15.
На фиг. 2 представлена схема замещения устройства для симметрирования и компен-
сации реактивной мощности при замыкании, если контакты 1, 2, 3, 13, 14, 15 замкнуты, 4,
5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 разомкнуты.
На фиг. 3 представлена схема замещения устройства для симметрирования и компен-
сации реактивной мощности при замыкании, если контакты 4, 5, 6, 13, 14, 15 замкнуты, 1,
2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12 разомкнуты.
На фиг. 4 представлена схема замещения устройства для симметрирования и компен-
сации реактивной мощности при замыкании, если контакты 1, 2, 3, 4, 5, 6, 13, 14, 15 за-
мкнуты, 7, 8, 9, 10, 11, 12 разомкнуты.
На фиг. 5 представлена схема замещения устройства для симметрирования и компен-
сации реактивной мощности при замыкании, если контакты 1, 2, 3, 10, 11, 12, 13, 14, 15
замкнуты, 4, 5, 6, 7, 8, 9 разомкнуты.
На фиг. 6 представлена схема замещения устройства для симметрирования и компен-
сации реактивной мощности при замыкании, если контакты 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15 за-
мкнуты, 1, 2, 3, 10, 11, 12 разомкнуты.
На фиг. 7 представлена схема замещения устройства для симметрирования и компен-
сации реактивной мощности при замыкании, если контакты 1, 2, 3, 10, 11, 12 замкнуты, 4,
5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15 разомкнуты или контакты 4, 5, 6, 7, 8, 9 замкнуты, 1, 2, 3, 13, 14, 15,
10, 11, 12 разомкнуты.
Устройство для симметрирования и компенсации реактивной мощности работает сле-
дующим образом. Трехфазные батареи конденсаторов через контакты выключателей 1, 2,
3, 4, 5, 6 могут быть подключены к фазам, а через контакты выключателей 7, 8, 9, 10, 11,
12 - к нулевому проводу четырехпроводной сети электросети напряжением до 1000 B,
причем обмотки питающего сеть трансформатора соединены по схеме Y/Yн. При симмет-
ричной нагрузке сети устройство обеспечит семь ступеней симметричного регулирования
реактивной мощности. Примем реактивную мощность каждого конденсатора при под-
ключении "треугольником" на линейное напряжение равной 1, тогда при различных ком-
бинациях положений контактов 1-15 выключателей получим:
1. Контакты 1, 2, 3, 13, 14, 15 замкнуты, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12 разомкнуты, схема за-
мещения - фиг. 2, PM каждой фазы Qa = Qb = Qс = l,7 и суммарная генерируемая в сеть PM
QΣ = 5.
2. Контакты 4, 5, 6, 13, 14, 15 замкнуты, 1, 2, 3, 7, 8, 9, 10, 11, 12 разомкнуты, схема за-
мещения - фиг. 3, PM каждой фазы Qa = Qb = Qc = 0,7 и суммарная генерируемая в сеть PM
QΣ = 2.
3. Контакты 1, 2, 3, 4, 5, 6, 13, 14, 15 замкнуты, 7, 8, 9, 10, 11, 12 разомкнуты, схема за-
мещения - фиг. 4, PM каждой фазы Qa = Qb = Qc = 0,3 и суммарная генерируемая в сеть PM
QΣ = 1.
4. Контакты 1, 2, 3, 10, 11, 12, 13, 14, 15 замкнуты, 4, 5, 6, 7, 8, 9 разомкнуты, схема за-
мещения - фиг. 5, PM каждой фазы Qa = Qb = Qc = 0,5 и суммарная генерируемая в сеть PM
QΣ = 1,5.
5. Контакты 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15 замкнуты, 1, 2, 3, 10, 11, 12 разомкнуты, схема за-
мещения - фиг. 6, PM каждой фазы Qa = Qb = Qc = 0,2 и суммарная генерируемая в сеть PM
QΣ = 0,6.

4. BY 6471 U 2010.08.30
4
6. Контакты 1, 2, 3, 10, 11, 12 замкнуты, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 13, 14, 15 разомкнуты, схема за-
мещения - фиг. 7, PM каждой фазы Qa = Qb = Qc = 0,7 и суммарная генерируемая в сеть PM
QΣ = 2.
7. Контакты 4, 5, 6, 7, 8, 9 замкнуты, 1, 2, 3, 13, 14, 15, 10, 11, 12 разомкнуты, схема за-
мещения - фиг. 7, PM каждой фазы Qa = Qb = Qc = 0,7 и суммарная генерируемая в сеть PM
QΣ = 2.
В случае неравномерной или неоднородной (активной и индуктивной или емкостной)
нагрузки электросети произойдет смещение нейтрали нагрузки, направление и величина
которого зависит от отношения нагрузок каждой из фаз.
Использование предложенного устройства для симметрирования и компенсации реак-
тивной мощности позволяет увеличить количество ступеней компенсации реактивной
мощности.
Фиг. 2
Фиг. 3
Фиг. 4

5. BY 6471 U 2010.08.30
5
Фиг. 5
Фиг. 6
Фиг. 7
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.