Багатофазна електрична мережа
Номер патенту: 91899
Опубліковано: 10.09.2010
Автори: Музиченко Олександр Дмитрович, Музиченко Юрій Олександрович
Формула / Реферат
1. Багатофазна електрична мережа, яка містить затискачі джерела багатофазної напруги та затискачі багатофазного приймача, два фільтри струмів нульової послідовності та лінію мережі, причому вхідні виводи лінії мережі приєднані до затискачів джерела напруги та до затискачів першого фільтра струмів нульової послідовності, вихідні виводи лінії мережі приєднані до затискачів приймача та до затискачів другого фільтра струмів нульової послідовності, яка відрізняється тим, що до багатофазної електричної мережі додатково введені кабелі, кожен з яких містить принаймні два проводи, лінія багатофазної електричної мережі утворена вказаними кабелями, перший вивід першого із проводів кабелю приєднаний до одного затискача лінійної фази джерела напруги, другий вивід першого із проводів кабелю приєднаний до затискача лінійної фази приймача, перший вивід другого із проводів кабелю приєднаний до затискача нульової фази першого фільтра струмів нульової послідовності, а другий вивід другого із проводів кабелю приєднаний до затискача нульової фази другого фільтра струмів нульової послідовності.
2. Багатофазна електрична мережа за п. 1, яка відрізняється тим, що до неї додатково введені фільтри струмів нульової послідовності, які розміщені вздовж лінії мережі і приєднані до неї у проміжних пунктах.
3. Багатофазна електрична мережа за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що до лінії мережі введені однофазні комутатори, які ввімкнені у розсічку лінійної фази на виході та вході лінії багатофазної мережі.
4. Багатофазна електрична мережа за п. 1 або 2, яка відрізняється тим, що до лінії мережі додатково введені кабелі, кожен з яких містить принаймні два проводи, та подвоєну кількість однофазних комутаторів, ввімкнених у розсічку лінійної фази на виході та вході лінії багатофазної мережі.
5. Багатофазна електрична мережа за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що лінія мережі та фільтри нульової послідовності виконані двофазними.
6. Багатофазна електрична мережа за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що лінія мережі та фільтри нульової послідовності виконані трифазними.
7. Багатофазна електрична мережа за будь-яким з пп. 1-4, яка відрізняється тим, що лінія мережі та фільтри нульової послідовності виконані шестифазними.
8. Багатофазна електрична мережа за будь-яким з пп. 1-5, яка відрізняється тим, що лінія мережі приєднана до перетворювача трифазної системи напруг у шестифазну.
9. Багатофазна електрична мережа за будь-яким з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що лінія мережі та джерело багатофазних напруг та приймач виконано без нульового проводу.
10. Багатофазна електрична мережа за будь-яким з пп. 1-8, яка відрізняється тим, що лінія мережі та джерело багатофазних напруг та приймач виконано з нульовим проводом.
11. Багатофазна електрична мережа за будь-яким з пп. 1-10, яка відрізняється тим, що провідники у двопровідному кабелі лінії мережі виконані плоскими.
12. Багатофазна електрична мережа за будь-яким з пп. 1-11, яка відрізняється тим, що як кабель використано два проводи трипровідного кабелю.
Текст
1. Багатофазна електрична мережа, яка містить затискачі джерела багатофазної напруги та затискачі багатофазного приймача, два фільтри струмів нульової послідовності та лінію мережі, причому вхідні виводи лінії мережі приєднані до затискачів джерела напруги та до затискачів першого фільтра струмів нульової послідовності, вихідні виводи лінії мережі приєднані до затискачів приймача та до затискачів другого фільтра струмів нульової послідовності, яка відрізняється тим, що до багатофазної електричної мережі додатково введені кабелі, кожен з яких містить принаймні два проводи, лінія багатофазної електричної мережі утворена вказаними кабелями, перший вивід першого із проводів кабелю приєднаний до одного затискача лінійної фази джерела напруги, другий вивід першого із проводів кабелю приєднаний до затискача лінійної фази приймача, перший вивід другого із проводів кабелю приєднаний до затискача нульової фази першого фільтра струмів нульової послідовності, а другий вивід другого із проводів кабелю приєднаний до затискача нульової фази другого фільтра струмів нульової послідовності. 2. Багатофазна електрична мережа за п.1, яка відрізняється тим, що до неї додатково введені фільтри струмів нульової послідовності, які розмі 2 (19) 1 3 Багатофазна електрична мережа відноситься до електротехніки і призначена для використання у високовольтних трипровідних та низьковольтних чотирипровідних трифазних мережах як у нормальному режимі роботи, так і аварійному режимі при обриві одного із проводів або/та фазного або міжфазного КЗ. Відома двофазна мережа Н.Тесла, яка містить симетричне двофазне джерело, симетричне двофазне навантаження та лінію електропередачі, яка складається з чотирьох проводів [1, С.54]. її недолік - велика кількість проводів у чотирипровідних системах та наявність несиметрії напруг - у трипровідних. Відома симетрична трифазна мережа ДоливоДобровольського, яка містить симетричне трифазне джерело, симетричне трифазне навантаження та симетричну трипровідну мережу [1, С.73]. Недолік електропередачі - при обриві одного з лінійних проводів на приймальному кінці лінії виникає несиметрія напруг, недопустима правилами технічної експлуатації. Крім того, взаємні індуктивності між лінійними, а також між лінійною та нульовою фазами з величина, залежна від часу. Відома несиметрична трифазна мережа, яка складається з двох проводів та одного супутнього електропровідного об'єкту. Супутній електропровідний об'єкт виконує роль третього проводу трифазної мережі. Супутнім електропровідним об'єктом можуть бути земля, рейки, труби, корпуси, морська вода, тощо [2-4]. Недолік трифазної мережі - при обриві одного з лінійних проводів на приймальному кінці виникає несиметрія напруг. Випробування показали, що така електропередача малопридатна для експлуатації в аварійних режимах. Відома несиметрична трифазна мережа, у якої при обриві одного з лінійних проводів симетрія напруг досягається за рахунок зміни коефіцієнтів трансформації напруг та струмів однофазних та трифазних трансформаторів та автотрансформаторів, приєднаних до кінця лінії передачі [5-7]. Ця мережа не набула поширення, оскільки при обриві одного із проводів для досягнення симетрії напруг на приймальній підстанції необхідно постійно змінювати вказані коефіцієнти трансформації у залежності від зміни параметрів навантаження приймача. Відома трифазна мережа, у якої при обриві одного з лінійних проводів симетрія напруг на приймальній підстанції досягається за рахунок приєднання у кінці лінії повздовжніх та шунтових конденсаторних батарей та дроселів, параметри яких залежать від параметрів навантаження [8, 9]. Недоліки такої передачі пов'язані з труднощами безконтактного регулювання параметрів дроселів та конденсаторних батарей. Відома трифазна мережа, яка містить затискачі джерела трифазної напруги з нульовим проводом, затискачі трифазного приймача, трифазний фільтр струмів нульової послідовності, трифазну чотирипровідну лінію та конденсаторну батарею у колі проводу нульової фази, причому вихідні виводи чотирипровідної лінії приєднані до затискачів фаз трифазного приймача та до затискачів фільт 91899 4 ру струмів нульової послідовності [10]. Трифазна мережа забезпечує параметричне симетрування напруг на затискачах трифазного приймача при несиметричному навантаженні. Недолік мережі наявність конденсаторної батареї у колі нульової фази, здатної пропускати струми короткого замикання та виникнення несиметрії струмів у джерелі трифазних напруг при обриві одного з проводів лінії електропередачі. Відома трифазна мережа, яка містить затискачі джерела трифазної напруги з нульовим проводом, затискачі трифазного приймача, трифазний фільтр струмів нульової послідовності та трифазну чотирипровідну лінію, причому вихідні виводи чотирипровідної лінії приєднані до затискачів фаз трифазного приймача та до затискачів фільтру струмів нульової послідовності [11-14]. Трифазна мережа забезпечує параметричне симетрування напруг на затискачах трифазного приймача при несиметричному навантаженні, а також зменшення напруги зміщення потенціалу нульової фази відносно землі. Недолік мережі - виникнення несиметрії напруг у трифазному приймачі при обриві одного з проводів лінії мережі. Відома багатофазна мережа - прототип, яка містить затискачі джерела та приймача, два фільтри струмів нульової послідовності та лінію мережі, причому вхідні виводи лінії мережі приєднані до затискачів джерела та до затискачів першого фільтру струмів нульової послідовності, а вихідні виводи лінії мережі приєднані до затискачів приймача та до затискачів другого фільтру струмів нульової послідовності [16]. Недолік мережі - виникнення несиметрії напруг у трифазному приймачі при обриві одного з проводів лінії мережі, обумовленої падінням напруги на індуктивностях лінії, а також залежністю взаємної індуктивності лінії від часу. У зв'язку з указаними недоліками електричної мережі (прототипу) була поставлена задача: підвищити надійність і живучість системи електропостачання, а саме досягти параметричного підтримання симетрії напруг трифазного приймача при обриві одного з проводів лінії електропередачі. Поставлена задача вирішена шляхом збільшення взаємної індуктивності та її стабілізації між кожним проводом лінійної фази та проводом нульової фази, шляхом зменшення активного та реактивного опору нульової фази і зменшення реактивного опору лінійних фаз, а саме тим, що: до багатофазної електричної мережі, яка містить затискачі джерела багатофазної, наприклад, трифазної напруги, затискачі багатофазного, наприклад, трифазного приймача, два фільтри струмів нульової послідовності та лінію мережі, причому вхідні виводи лінії мережі приєднані до затискачів джерела напруги та до затискачів першого фільтру струмів нульової послідовності, вихідні виводи лінії мережі приєднані до затискачів приймача та до затискачів другого фільтру струмів нульової послідовності, внесені кабелі, кожен з яких містить принаймні два проводи (жили), 5 лінія багатофазної електричної мережі утворена вказаними кабелями, перший вивід першого із двох проводів кабелю приєднаний по одному до одного затискача лінійної фази джерела напруги, другий вивід одного із двох проводів кабелю приєднаний по одному до затискача лінійної фази приймача, перший вивід другого із двох проводів кабелю приєднаний до затискача нульової фази першого фільтру струмів нульової послідовності, а другий вивід другого із двох проводів кабелю приєднаний до затискача нульової фази другого фільтру струмів нульової послідовності. До лінії багатофазної мережі додані додаткові фільтри струмів нульової послідовності, які розміщені вздовж лінії мережі і приєднані до лінії мережі у проміжних пунктах. До лінії мережі додані однофазні комутатори, ввімкнені у розсічку лінійної фази на виході та вході лінії багатофазної мережі. До лінії мережі додатково внесені кабелі, кожен з яких містить принаймні два проводи, та подвоєну кількість однофазних комутаторів, ввімкнених у розсічку лінійної фази на виході та вході лінії багатофазної мережі. Лінія мережі та фільтри нульової послідовності виконані двофазними. Лінія мережі та фільтри нульової послідовності виконані трифазними. Лінія мережі та фільтри нульової послідовності виконані шестифазними. Лінія мережі приєднана до перетворювача трифазної системи напруг у шестифазну. Лінія мережі та джерело багатофазних напруг та приймач виконані без нульового поводу. Лінія мережі та джерело багатофазних напруг та приймач виконані з нульовим поводом. Провідники у двопровідному кабелі лінії мережі виконані плоскими. За відсутності двопровідного кабелю використані дві жили трипровідного кабелю. Для пояснення суті винаходу на Фіг.1-Фіг.7 представлені відповідні креслення. На Фіг.1 подана блок-схема багатофазної електричної мережі з трьома кабелями та двома фільтрами струмів нульової послідовності. На Фіг.2 показана блок-схема багатофазної електричної мережі з трьома фільтрами струмів нульової послідовності. На Фіг.3 подана блок-схема багатофазної електричної мережі з однофазними комутаторами на вході та виході лінії мережі. На Фіг.4 наведена блок-схема багатофазної електричної мережі з паралельним з'єднанням двопровідних кабелів та плавкими запобіжниками на вході та виході лінії мережі. На Фіг.5 дана блок-схема трифазної електричної мережі з шестифазними фільтрами нульової послідовності. На Фіг.6 представлена блок-схема шестифазної електричної мережі в якості трифазної з шестифазними фільтрами нульової послідовності. На Фіг.7 подана блок-схема трифазної трипровідної електричної мережі з високою надійністю та живучістю. 91899 6 На Фіг.1 позначено: А1, В1, С1, 01 та А2, В2, С2, 02 - затискачі джерела трифазної напруги та приймача відповідно; П1 та П2 - фільтри струмів нульової послідовності; 1 та 2 - провідники двопровідного кабелю у спільній оболонці 3; 4 - можливий пункт обриву лінійної фази А. На Фіг.2 позначено: П3 - додатковий фільтр струмів нульової послідовності; решта позначень співпадає із позначеннями фіг.1. На Фіг.3 позначено: 5 та 6 - точки закорочення при фазному короткому замиканні; 7 та 8 - однофазні комутатори у колі проводу лінійної фази А; 9 та 10 - однофазні комутатори у колі проводу лінійної фази В; 11 та 12 - однофазні комутатори у колі проводу лінійної фази С; решта позначень співпадає із позначеннями Фіг.1. На Фіг.4 позначено: 13 - плавкі запобіжники у ролі комутаторів на вході лінії мережі; 14 - плавкі запобіжники у ролі комутаторів на виході лінії мережі; решта позначень співпадає із позначеннями Фіг.1 та Фіг.3. На Фіг.5 позначено: 15 - комутатори на вході лінії мережі; 16 - комутатори на виході лінії мережі; П4 та П5 - шестифазні фільтри струмів нульової послідовності; решта позначень співпадають із позначеннями Фіг.1 та Фіг.3. На Фіг.6 позначено: 17 - комутатори на вході лінії мережі; 18 - комутатори на виході лінії мережі; 19 - трансформатор трифазної системи напруг у шестифазну, виконану, наприклад, за схемами /Y1/Y2; решта позначень співпадають із позначеннями Фіг.1 та Фіг.4. На Фіг.7 позначено: 20 - пункт обриву трипровідної мережі у фазі А; решта позначень співпадають із позначеннями Фіг.1. Склад і будова багатофазної електричної мережі. До складу багатофазної електричної мережі входять: затискачі джерела багатофазних, наприклад, трифазних напруг - А1, В1, С1, 01, затискачі приймача - А2, В2, С2, 02, перший фільтр струмів нульової послідовності - П1, другий фільтр струмів нульової послідовності - П2; багатофазна, наприклад, трифазна лінія мережі, яка складається із двопровідних кабелів, кількість яких кратна трьом (Фіг.1). Кожен кабель, наприклад, 3 має два провідники, наприклад, 1 та 2, причому один із двох провідників, наприклад, 1 розміщений у лінійній фазі лінії мережі, а другий з двох провідників 2 розміщений обов'язково у нульовій фазі лінії мережі 01-02. Нульова фаза лінії мережі 01-02 складається із паралельно ввімкнених провідників. Кожен із провідників нульової фази по одному взятий із кожного двопровідного кабелю. Кожен фільтр струмів нульової послідовності облаштований затискачами лінійних та нульової фаз. Багатофазна електрична мережа, яка показана на Фіг.2, містить додатковий фільтр струмів нульової послідовності П3, приєднаний до лінії мережі у проміжній точці. На Фіг.1, Фіг.2, Фіг.4 - Фіг.6 у пункті 4 показане місце можливого обриву лінійного проводу фази А лінії мережі. На Фіг.3 показані у пунктах 5 та 6 показане місце можливого фазного короткого замикання. Однофазні комутатори ввімкнені на вході (7, 9, 11) та 7 виході (8, 10, 12) кожного проводу лінійної фази відповідно. Багатофазна електрична мережа може містити такі однофазні комутатори: електромеханічні розщеплювачі, наприклад, контактори або автоматичні вимикачі 7 та 8 (Фіг.3 та Фіг.5); плавкі або відновлювальні запобіжники 13 та 14 (Фіг.4) і 17 та 18 (Фіг.6); напівпровідникові ключі (на кресленнях не показані). Час повного відключення електромеханічними розщеплювачами складає від 0,15 секунди до 0,3 секунди, що не завжди відповідає вимогам стандартів. Час повного відключення плавких запобіжників складає від 0,003 секунди до 0,007 секунд, що завжди відповідає вимогам електронної апаратури, наприклад, комп'ютерів. Напівпровідникові ключі, наприклад, тиристори або симістори повністю відключають короткі замикання за час від 0,001 секунди до 0,01 секунди, що теж задовольняє вимогам стандартів для електронної апаратури. Однофазними комутаторами, виконаними у вигляді контакторів або автоматичних вимикачів, керують блоки керування (на кресленнях не показані) за даними струмів лінійних фаз. Блоків керування - два; один із них розміщений на вході мережі, а другий - на її виході. Лінія мережі, яка показана на Фіг.1-Фіг.3, складається із трьох кабелів, кожен із яких виконаний двопровідним. Об'єднання жил в одному кабелі показане пунктиром. Лінія мережі, яка показана на Фіг.4-Фіг.6, складається із шести кабелів, кожен із яких теж виконаний двопровідним. Лінія мережі, яка показана на Фіг.4, є трифазною. В ній шість проводів по одному із кожного шести двопровідних кабелів з'єднані між собою паралельно, а їх крайні виводи приєднані до затискачів нульових фаз джерела 01 та приймача 02 та до фільтрів струмів нульової послідовності П1 та П2 відповідно. Кожні два проводи по одному із двох двопровідних кабелів з'єднані між собою паралельно, а їх крайні виводи приєднані до затискачів лінійної фази джерела та приймача, наприклад, А1 та А2 відповідно. Лінія мережі, яка показана на Фіг.5, є шестифазною. У даному разі фільтри струмів нульової послідовності П4 та П5 виконують функції перетворювача трифазної системи напруг у шестифазну і навпаки. Джерело напруг і приймач є трифазними. Шестифазну напругу мережі генерує перший фільтр струмів нульової послідовності П4 (Фіг.5), а другий фільтр струмів нульової послідовності П5 виводить шестифазну напругу із лінії мережі - перетворює шестифазну напругу у трифазну. Лінія мережі, що показана на Фіг.6, є також шестифазною. В ній шість проводів по одному із кожного шести двопровідних кабелів з'єднані між собою паралельно, а їх крайні виводи приєднані до затискачів нульових фаз джерела 01 та приймача 02 відповідно. Один провід кожного двопровідного кабелю крайніми виводами приєднаний до затискачів лінійної фази джерела та приймача, наприклад, А1 та А2 відповідно. До входу лінії мережі приєднане шестифазне джерело напруг, наприклад, виконане за допомогою трансформатора «трикутник / пряма зірка / протилежна зірка» 19. У 91899 8 колі лінійних фаз на вході ввімкнені запобіжники 17, а на виході - запобіжники 18. Переваги заявленої багатофазної електричної мережі можуть бути поширені на джерела та приймачі, виконані без нульового проводу (Фіг.7). У цьому випадку лінія мережі виконана чотирипровідною, що і забезпечує у випадку обриву або короткого замикання передачу енергії трьома або більше проводами. Робота багатофазної електричної мережі. Після приєднання джерела напруги та приймача до багатофазної електричної мережі при відсутності обриву проводу 4 лінія мережі передає енергію до приймача. І в цьому режимі фільтри струмів нульової послідовності П1-П5 виконують важливу роль - зменшують струми та напруги нульової послідовності, у тому числі вищих гармонік, що зменшує втрати у живильному трансформаторі та лінії мережі. Тобто вказані фільтри виконують корисну функцію і при відсутності аварійної ситуації у багатофазній електричній мережі. Ступінь завантаження фільтрів нульової послідовності струмами у цьому режимі не перевищує 10%-30%. Багатофазна електрична мережа, як правило, працює в майже симетричному режимі, але до тих пір, поки не порушиться симетрія опорів лінії мережі. Мета винаходу - підвищення надійності і живучості системи електропостачання, а саме досягнення параметричного підтримання симетрії напруг трифазного приймача при обриві одного з проводів лінії електропередачі, а також забезпечення електропостачання приймача одразу після фазного короткого замикання. Розглянемо роботу багатофазної електричної мережі у вказаних аварійних режимах роботи. Багатофазна електрична мережа виконана так, що в ній практично не можливі трифазні та двофазні короткі замикання, оскільки лінійні фази розміщені в окремих кабелях, що вже є досягненням мережі електропостачання. Тому у заявленій мережі можливі лише однофазні короткі замикання між проводами лінійної та нульової фаз. У нормальному режимі роботи комутатори 712 замкнені (Фіг.3, Фіг.5). Але у випадку однофазного короткого замикання, наприклад, у пункті 5-6 фази А (Фіг.3) спрацьовує захист від короткого замикання, а саме порівняно великі струми із трансформаторів струму на вході фази А та на її виході подаються на блоки керування входу та виходу відповідно і ці блоки дають сигнали на роз'єднання комутаторів 7 та 8. Фаза А мережі після короткого замикання стає знеструмленою. Таке відімкнення фази А лінії мережі рівнозначне обриву в лінійній фазі А (Фіг.1, Фіг.2). Саме тому далі детально опишемо несиметричний, але врівноважений режим передачі електричної енергії по лінії мережі, яка складається з двох лінійних та нульової фаз. Оцінку роботи несиметричної лінії мережі дають за допомогою коефіцієнтів несиметрії напруг за зворотною (К2u) та нульовою (К0u) послідовністю. Лінія мережі працює успішно при умові, при якій указані коефіцієнти менші 2%. Дослідження показали, що указані коефіцієнти є однаковими 9 при всіх режимах резистивного характеру навантаження, тобто K2u=K0u (1) Використаємо цю властивість для спрощення аналізу режиму несиметричної лінії, оскільки, як відомо, при моторному характері навантаження коефіцієнти К2u та К0u мають меншу величину за рахунок здатності машин змінного струму до зниження несиметрії напруг за рахунок того, що опір зворотної послідовності електричних машин менший опору прямої послідовності у 5-7 разів. При резистивному характері струмів навантаження коефіцієнти несиметрії напруг за зворотною (К2u) та нульовою (К0u) послідовністю приймача дорівнюють: K2u=K0u=2Rф*I1/(Uном-2Rф*I1)+ (2) +3I1(2RN+R )/(Uнoм-I1(2RN+R )) де: Rф - резистивна складова фазного опору фільтру нульової послідовності; Uнoм - фазна напруга холостого ходу лінії мережі на вхідних затискачах А1, В1, С1, 01; RN - резистивна складова сумарного опору проводів нульової фази лінії мережі; R - резистивна складова фазного опору проводу лінійної фази лінії мережі. Для спрощення викладки доведень використовуємо резистивні складові опорів фільтрів, нульового та лінійного проводу мережі через те, що: конструкція фільтру струмів нульової послідовності передбачає зменшення реактивної складової фазного опору фільтру нульової послідовності до величини, яка на порядок менша резистивної складової фазного опору фільтру нульової послідовності; резистивна складовa опору прямої послідовності не менше ніж у три-чотири рази більша за реактивну її складову і на порядок менша від резистивної та реактивної складових опору нульової послідовності кабелю. Нижче для підтвердження наводимо дані трижильного кабелю у непровідній оболонці, який має такі дані: Сu, 3 120мм кв: r1=0,20Ом/км; (3) Х1=0,057Ом/км; r0=2,4Ом/км; Х0=2,0Ом/км Наведені дані дають право для обчислення у першому наближенні у виразі (2) використовувати резистивні складові опорів лінії мережі. Багатофазна електрична мережа задовольняє умовам технічної експлуатації, якщо відповідно до Міждержавного стандарту «Норми якості електричної енергії у системах електропостачання загального призначення» (ГОСТ 13109-94) коефіцієнти несиметрії за зворотною та нульовою послідовністю не перевищують 2%. (4) K2u=K0u 2% З врахуванням вимоги (4) умовою задовільної роботи приймача при обриві однієї з фаз заявленої мережі є така: I2 * 100 2% (5) 1/ Roф 1/ Roм J / Xoм Uн oм Iо * 100 2% (6) 1/ Roф 1/ Roм J / Xoм Uн oм де: І2 та Іо - симетричні складові струмів зворотної та нульової послідовності відповідно; Roф активна опору нульової послідовності фільтру струмів нульової послідовності; Roм - активна складова опору нульової послідовності лінії мере 91899 10 жі; Хом - індуктивна складова опору нульової послідовності лінії мережі; J - позначення уявної величини індуктивного опору мережі; Uнoм - номінальне значення напруги на виході лінії мережі. У трипровідних кабелях величина Хом є змінною величиною, залежною від часу. При виконанні кабелю у двопровідному варіанті Хом є постійною величиною, незалежною від часу. Крім того, індуктивна складова опору Хом за величиною менша за активну складову Rom відповідно до (3). При плоскому виконанні двопровідного кабелю величину Хом можна ще більше зменшити порівняно до значення наведеного в (3). Ліві частини нерівностей (5) та (6) - є відносні падіння напруг зворотної та нульової послідовностей у лінії мережі. Як видно із (5) та (6), зменшити падіння напруг у лінії мережі можна лише двома шляхами: - зменшенням опорів Roм та Хом лінії мережі, що пов'язане зі зростанням вартості кабелю; - зменшенням опору нульової послідовності Rф фільтру струмів нульової послідовності. Поєднання обох цих шляхів реалізоване у даному патенті. Більш широкі можливості має другий із названих шляхів як такий, при якому зменшення опору Rep не пов'язане із значним зростанням вартості мережі. Введення тісного магнітного зв’язку між проводами лінії мережі позитивно впливає на ефективність електропостачання не тільки в симетричному режимі. Зближення проводів лінії мережі дає можливість на порядок зменшити реактивні опори лінії мережі. Через це падіння напруг у кабелях значно менші ніж у повітряних лініях мережі. Саме тому для багатофазної електричної мережі, яка заявляється, обрана тільки кабельна лінія мережі і саме - двопровідна, у якій за рахунок збільшення магнітного зв'язку зменшені реактивні складові опорів нульової та лінійної фази. Проводи, кожен з яких належить різним кабелям, у нульовій фазі з'єднані між собою паралельно, що дало можливість зменшити активний опір нульової фази. Забезпечення передачі електричної енергії в аварійному режимі досягається тим, що при обриві одного із лінійних проводів багатофазна симетрична лінія перетворюється у несиметричну. Але введення двох фільтрів струмів нульової послідовності забезпечує перетворення несиметричної системи напруг на виході лінії у симетричну. Ступінь симетрії напруг виходу істотно залежить від індуктивності проводів лінії. Тому зменшення індуктивності проводів лінії приводить до більш ефективного зменшення несиметрії напруги на виході лінії. Це в однаковій мірі стосується несиметрії як за нульовою, так і зворотною послідовностями. Запропонована мережа, як показали експерименти, забезпечує параметрично врівноважений режим та симетрію напруг приймача не тільки у нормальному стані мережі, але й при обриві однієї з фаз мережі, включаючи нульову фазу. Навіть після відключення фазного короткого замикання мережа продовжує нормально виконувати свої функції і забезпечувати симетрію напруг приймача. Це дає можливість підвищити надійність і живучість системи електропостачання, а саме досяг 11 ти параметричного підтримання симетрії напруг трифазного приймача при обриві одного з проводів лінії електропередачі. Зазначимо, що двофазних або трифазних коротких замикань у такій мережі практично не може бути, оскільки проводи лінійних фаз розташовані у різних кабелях. Розрахунки показують, що заявлена багатофазна мережа має кращі масо-габаритні характеристики при номінальних напругах 1кВ-6кВ і вище. Чим вища номінальна напруга двопровідного кабелю, тим меншу кількість проміжних фільтрів струмів нульової послідовності необхідно встановлювати вздовж мережі. При плоскому виконанні проводів кабелю забезпечується найменша несиметрія на виході лінії мережі. Із описаних варіантів найкращі характеристики має шестифазна мережа, блок-схема якої показана на Фіг.6. Перелік посилань: 1. Веселовский О.Н. Михаил Осипович Доливо-Добровольский. - М.-Л..1958, С.54, С.73, 265с. 2. Эффендизаде А.А., Листенгартен Б.А. Исследование режима работы электробура при питании по системе два провода - труба. - Известия ВУЗОВ, «Нефть и газ», 1963, №10, С.93-96. 3. Вернер П.П.Электропередача два провода земля. - «Электричество», 1933, №20. 4. Титов А.И. Симметрирование напряжений с помощью емкости в системе ДПР (два провода рельс). Вестник Всесоюзного научноисследовательского института железнодорожного транспорта, 1965, - С.40-63. 5. Музыченко А.Д. Электропередача. Авторское свидетельство СССР № 855848, МПК: H02J3/00. Опубліковано 15.08.1981. Бюл. №30. 6. Попов В.А., Лосев С.Б., Кушкова Е.И. Симметрирование неполнофазной электропередачи 500кВ. //Электричество. - 1992, №3. -С.38-41. 7. Богрунов В.Г., Королюк Ю.Ф., Крупович М.С., Крылова И.М. Устройство для передачи электроэнергии. Авторское свидетельство СССР, № 655018, МКИ Н02J3/00. Опубліковано 30.03,79г. 8. Богрунов В.Г., Королюк Ю.Ф., Крупович М.С., Лысков Ю.И. Способ перевода в полнофаз 91899 12 ный режим линии электропередачи с шунтирующими реакторами. Авторское свидетельство СССР, №690587, МКИ Н02J3/00. Опубліковано 1979г. Бюл. №37. 9. Вазягин Л.К., Дронов В.М., Способ симметрирования неполнофазного режима работы линии и устройство для его осуществления. Авторское свидетельство СССР №1007156, МКИ Н023/26. Опубліковано 1983. Бюл. №11. 10. Шидловский А.К., Музыченко А.Д., Трофименко А.П., Лога В.В., Денисенко О.Г., Долгинцев А.В. Трехфазная электрическая сеть. Авторское свидетельство СССР №1504725. МКИ H02J3/26. Опубліковано 1987. Бюл. №32. 11. Шидловский А.К., Музиченко А.Д., Трофименко А.П., Алексеенко В.В., Каплычный Н.Н., Заика П.Н., Алешин И.Е., Майер В.Я., Беляева Е.В. Электрическая трехфазная сеть с нулевой фазой. Авторское свидетельство СССР №1304124. МКИ H02J3/26. Опубліковано 1987. Бюл. №14. 12. Шидловский А.К., Музиченко А.Д., Заика П.Н., Трофименко А.П., Долгинцев А.В., Лога В.В., Алешин И.Е., Гуров А.А. Электрическая трехфазная сеть. Авторское свидетельство СССР №1379867, МКИ H02J3/26. Опубліковано 1988. Бюл. №9. 13. Шидловский А.К., Музиченко А.Д., Трофименко А.П., Лога В.В., Заика П.Н., Бочарников М.Я. Электрическая трехфазная сеть с нулевой фазой. Авторское свидетельство СССР №1575266, МКИ H02J3/26. Опубліковано 1990. Бюл. №24. 14. Шидловский А.К., Музиченко А.Д., Трофименко А.П., Лога В.В., Хоменко В.В, Заика П.Н., Бочарников М.Я. Электрическая трехфазная сеть с нулевой фазой. Авторское свидетельство СССР №1571723, МКИ H02J3/26. Опубліковано 1990. Бюл. №22. 15. Музиченко О.Д., Музиченко Ю.О., Музиченко О.О. Фільтр струмів нульової послідовності. Патент України №34226А, МПК Н02Н007/08. Опубліковано 2001. Бюл.№1. 16. Музиченко Ю.О., Музиченко О.Д. Трифазна електрична мережа. Патент України №56486, МПК H02J3/00. Опубліковано 15.05.2003, Бюл. №5. 13 91899 14 15 Комп’ютерна верстка Т. Чепелева 91899 Підписне 16 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMulti-phase electric network
Автори англійськоюMuzychenko Oleksandr Dmytrovych, Muzychenko Yurii Oleksandrovych
Назва патенту російськоюМногофазная электрическая сеть
Автори російськоюМузыченко Александр Дмитриевич, Музыченко Юрий Александрович
МПК / Мітки
Мітки: багатофазна, мережа, електрична
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-91899-bagatofazna-elektrichna-merezha.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Багатофазна електрична мережа</a>
Попередній патент: Твердий розчин пірофосфату кобальту(іі)-цинку та спосіб його одержання
Наступний патент: Притир розподільників гідромашин
Випадковий патент: Спосіб вивантаження сипучих матеріалів з бункеру та пристрій для його здійснення