Трехфазный трансформатор с компенсационным устройством

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Научнопрактический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(72) Авторы Тимошук Александр Леонидович Зимницкий Дмитрий Валентинович Кашкан Леонид Михайлович(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Научно-практический центр Национальной академии наук Беларуси по механизации сельского хозяйства(57) Трехфазный трансформатор, содержащий магнитопровод, обмотки высшего напряжения, соединенные в звезду, обмотки низшего напряжения, соединенные в звезду с нейтралью, компенсационное устройство, отличающийся тем, что компенсационное устройство содержит три компенсационные обмотки, выполненные на каждом стержне магнитопровода, включенные последовательно в нейтральный провод трансформатора с регулированием магнитного потока компенсационных обмоток блоком электронного управления.(56) 1. Кисель О.Б., Шпильке Ю.Е. Способ повышения качества напряжения в сельских электрических сетях// Механизация и электрификация сельского хозяйства. - 1980. -7. С. 28-30. 2. А. с. СССР 1099328, МПК 01 27/38, 1984 (прототип). 79562012.02.28 Полезная модель относится к электротехнике и предназначена для компенсации неуравновешенных потоков нулевой последовательности в существующих трансформаторах со схемой соединения обмоток /-0, питающих неравномерную по фазам нагрузку, и симметрирования напряжения на фазах. Известен трехфазный трансформатор с компенсационной обмоткой 1, содержащий короткозамкнутые витки, которые расположены поверх обмоток всех фаз трансформатора. Неуравновешенные потоки нулевой последовательности наводят в короткозамкнутых витках электродвижущую силу, которая вызывает в них электрический ток. Этот ток, проходя по короткозамкнутым виткам, создает свой магнитный поток, направленный встречно неуравновешенным потокам нулевой последовательности, тем самым их компенсируя. Недостатком трансформатора с компенсационной обмоткой, выполненной в виде короткозамкнутых витков, является рассеивание большей части неуравновешенных потоков нулевой последовательности, и в результате компенсация потоков нулевой последовательности является неполной. Наиболее близким к предлагаемому техническому решению и принятым за прототип является трехфазный трансформатор, содержащий магнитопровод, обмотки высшего напряжения, соединенные в звезду, обмотки низшего напряжения, соединенные в звезду с нейтралью, и компенсационную обмотку, выполненную в виде витков из проводникового материала, лежащих поверх обмоток всех трех фаз трансформатора, в котором витки компенсационной обмотки в количестве одной третьей от рабочих витков соединены последовательно и подключены к нейтрали обмоток низшего напряжения 2. Недостатками трансформатора такого типа являются неравномерное распределение магнитного потока компенсационной обмотки в стержнях магнитопровода, что приводит к неполной компенсации магнитных потоков нулевой последовательности, и непригодность для ремонта в случае возникновения аварийной ситуации. Задачей полезной модели является повышение качества электроснабжения однофазных потребителей в трехфазной сети при обрыве одного из фазных проводов и при неравномерном распределении нагрузки по фазам. Поставленная задача достигается тем, что в трехфазном трансформаторе с компенсационным устройством, содержащем магнитопровод, обмотки высшего напряжения, соединенные в звезду, обмотки низшего напряжения, соединенные в звезду с нейтралью, и компенсационное устройство, последнее состоит из трех компенсационных обмоток, выполненных на каждом стержне магнитопровода и включенных последовательно в нейтральный провод трансформатора с регулированием магнитного потока компенсационных обмоток блоком электронного управления. Ток нулевого провода, протекая по обмоткам низшего напряжения, создает в стержнях магнитный поток нулевой последовательности Ф 0. Этот поток наводит в обмотках низшего напряжения электродвижущую силу нулевой последовательности, искажающую величину напряжения на выводах обмоток низшего напряжения. Включение в нулевой провод последовательно соединенных обмоток компенсационного устройства при протекании тока по компенсационным обмоткам создает в стержнях магнитопровода магнитный поток Фку, направленный противоположно магнитному потоку нулевой последовательности Ф 0. При этом происходит компенсация магнитных потоков и снижение электродвижущей силы нулевой последовательности. Компенсация потоков нулевой последовательности не позволяет достигнуть полной симметрии напряжений на фазах в связи с падением фазного напряжения под действием тока однофазной нагрузки. Электронное управление магнитными потоками в обмотках компенсационного устройства путем переключения количества витков позволяет выравнивать напряжение на фазах при изменении тока однофазной нагрузки. 79562012.02.28 На фиг. 1 представлена электрическая схема трехфазного трансформатора с компенсационными обмотками, на фиг. 2 - направление магнитных потоков Фку и Ф 0 в стержнях магнитопровода, на фиг. 3 - расположение обмоток на стержне магнитопровода. Трехфазный трансформатор с вводами , , ,содержит магнитопровод 1, по которому протекают магнитный поток нулевой последовательности Ф 0 и магнитный поток компенсационного устройства Фку, обмотки 2 высшего напряжения, обмотки 3 низшего напряжения, компенсационные обмотки 4, блок 5 электронного управления, датчик 6 тока 0 в нулевом проводе и датчики 7 фазного напряжения ф, ф, ф. Трехфазный трансформатор подключен к однофазной нагрузке 1, 2, 3. Работа трехфазного трансформатора с компенсационным устройством осуществляется следующим образом. На вводы , ,трехфазного трансформатора с магнитопроводом 1 подается высокое напряжение от электросети. На вторичных низковольтных обмотках 3 напряжение понижается до 0,4 кВ и через выводы , ,ипоступает к потребителю 1, 2, 3. При обрыве одной из фаз или возникновении неравномерного распределения нагрузки по фазам через компенсационную обмотку 4 течет ток нулевой последовательности, который создает в магнитопроводе 1 магнитный поток, направленный встречно магнитному потоку нулевой последовательности, и компенсирует его. Величина магнитного потока в компенсационных обмотках 4 регулируется блоком электронного управления 5 на основании анализа сигналов, поступающих из датчика 6 тока нулевого провода и датчиков 7 фазного напряжения. Предложенное техническое решение позволяет повысить качество и надежность электроснабжения однофазных потребителей. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3