RU2506676C2 - Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network - Google Patents

Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network Download PDF

Info

Publication number
RU2506676C2
RU2506676C2 RU2012115381/07A RU2012115381A RU2506676C2 RU 2506676 C2 RU2506676 C2 RU 2506676C2 RU 2012115381/07 A RU2012115381/07 A RU 2012115381/07A RU 2012115381 A RU2012115381 A RU 2012115381A RU 2506676 C2 RU2506676 C2 RU 2506676C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
phase
winding
transformer
phases
load
Prior art date
Application number
RU2012115381/07A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2012115381A (en
Inventor
Павел Сергеевич Орлов
Любовь Александровна Голдобина
Владимир Степанович Шкрабак
Наталья Ростиславовна Казиловка
Сергей Павлович Орлов
Кирилл Александрович Челышев
Сергей Александрович Парамонов
Александр Николаевич Ряхин
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Ярославская государственная сельскохозяйственная академия
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Ярославская государственная сельскохозяйственная академия filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Ярославская государственная сельскохозяйственная академия
Priority to RU2012115381/07A priority Critical patent/RU2506676C2/en
Publication of RU2012115381A publication Critical patent/RU2012115381A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2506676C2 publication Critical patent/RU2506676C2/en

Links

Abstract

FIELD: electricity.
SUBSTANCE: application: in the field of electrical engineering. Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network represents three-phase single- or multi-winding dividing transformer; at that each of secondary windings has additional turns independent from the main winding which are designed to compensate voltage drop in line and each consumer of the multi-winding dividing transformer is supplied from own or common (for single-winding dividing transformer) secondary winding, where line of each consumer is supplied from three in-series phase coils of the transformer, at that any two coils are connected in alignment while the third one is opposing connection.
EFFECT: increasing capacity of distributing electric grids, reliability of power supply and safety of single-phase consumers.

Description

Изобретение относится к области электротехники в частности к электроснабжению однофазных потребителей от трехфазных сетей, в том числе потребителей коммунального хозяйства и может быть использовано в трехфазных трех-, четырех- и пятипроводных распределительных электрических сетях переменного тока.The invention relates to the field of electrical engineering, in particular to the power supply of single-phase consumers from three-phase networks, including consumers of public utilities and can be used in three-phase three-, four- and five-wire distribution electric AC networks.

До настоящего времени единственным способом обеспечения симметричной загрузки трехфазных трех- четырех- и пятипроводных сетей (три фазы - ноль и 3 фазы ноль и защитный проводник) переменного тока напряжением до 100.0 В и трехфазных силовых трансформаторов того же напряжения на вторичной обмотке равномерной нагрузкой по фазам, при наличии в сетях однофазных потребителей, является как можно более равномерное (по потребляемой мощности) физическое подключение нагрузки к фазам трехфазной сети (симметричное распределение нагрузки по фазам) [Киреева Э.А. Электроснабжение и электрооборудование цехов промышленных предприятий // - М.: Кнорус. 2011. - 368 с. (С.139)].Until now, the only way to ensure symmetrical loading of three-phase three-four- and five-wire networks (three phases - zero and 3 phases zero and a protective conductor) of alternating current voltage up to 100.0 V and three-phase power transformers of the same voltage on the secondary winding with a uniform phase load, in the presence of single-phase consumers in the networks, the load is physically connected as even as possible (in terms of power consumption) to the phases of the three-phase network (symmetrical distribution of the load in phases) [Kir Eva EA Power supply and electrical equipment of workshops of industrial enterprises // - M.: Knorus. 2011 .-- 368 p. (P.139)].

Этот прием, тем не менее, не обеспечивает постоянной (хотя бы примерной) симметрии нагрузки ни сетей, ни силовых трансформаторов, как из-за различной потребляемой мощности однофазных потребителей, так и из-за несовпадения графиков их нагрузки по фазам, что влечет за собой:This technique, however, does not provide constant (even approximate) load symmetry of either networks or power transformers, both because of the different power consumption of single-phase consumers, and because of the mismatch of their load graphs in phases, which entails :

1 - снижение пропускной способности силовых сетей и трансформаторов;1 - reduction in the capacity of power networks and transformers;

2 - повышение потерь в сети, вследствие протекания тока по нулевому проводу;2 - increased losses in the network due to the flow of current through the neutral wire;

3 - снижение надежности электроснабжения потребителей из-за возможной перегрузки одной из фаз и ее отключения защитой.3 - reducing the reliability of power supply to consumers due to the possible overload of one of the phases and its shutdown protection.

Задачей изобретения является повышение: пропускной способности распределительных электрических сетей, надежности электроснабжения и безопасности однофазных потребителей электрического тока.The objective of the invention is to increase: the capacity of distribution electric networks, the reliability of power supply and the safety of single-phase consumers of electric current.

Поставленная задача достигается устройством для симметричного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети, представляющее из себя трехфазный разделительный одно- или многообмоточный (во вторичной цепи) трансформатор потребителя, причем, каждая из вторичных обмоток имеет независимые от основной обмотки дополнительные витки, предназначенные для компенсации падения напряжения на линии, а каждый из потребителей многообмоточного разделительного трансформатора запитан от своей или от общей (для однообмоточного трансформатора) вторичной обмотки, в которой линия каждого потребителя запитана от трех фазных катушек трансформатора соединенных последовательно, любые две из которых включены согласованно, а третья - встречно.The task is achieved by a device for the symmetric distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network, which is a three-phase isolation single or multi-winding (in the secondary circuit) consumer transformer, moreover, each of the secondary windings has additional turns independent of the main winding, designed to compensate for the voltage drop on the line, and each of the consumers of a multi-winding isolation transformer is powered from its own or from a common one (for a single-winding transform torus) of secondary windings, wherein each customer line is powered by a three phase coils of the transformer connected in series, any two of which are included in unison, and the third - the counter.

Новые существенные признаки:New significant features:

1 - включение трех фазных катушек каждой вторичной обмотки трансформатора последовательно, любые две из которых включены согласованно, а третья - встречно позволяет получить однофазное переменное напряжение.1 - the inclusion of three phase coils of each secondary winding of the transformer in series, any two of which are connected in concert, and the third counter-allows you to get a single-phase alternating voltage.

2 - запитывание однофазной обмотки линии одновременно от трех фаз позволяет равномерно распределить нагрузку по фазам и обеспечивает абсолютную симметрию нагрузки линии и трансформатора подстанции.2 - feeding a single-phase winding of the line simultaneously from three phases allows you to evenly distribute the load in phases and provides absolute symmetry of the load of the line and the transformer of the substation.

3 - симметричная нагрузка линии и трансформатора подстанции позволяет увеличить пропускную способность электрической сети;3 - symmetrical load of the line and transformer of the substation allows to increase the throughput of the electric network;

4 - наличие у каждой из вторичных обмоток независимых от основных обмоток дополнительных витков позволяет получить 3 ступени регулирования напряжения вверх и, при необходимости, 3 - вниз, что повышает качество электроснабжения;4 - the presence in each of the secondary windings of additional turns independent of the main windings allows you to get 3 levels of voltage regulation up and, if necessary, 3 - down, which improves the quality of power supply;

5 - питание однофазной обмотки одновременно от трех фаз позволяет при исчезновении напряжения на любой из фаз обеспечить электроснабжение от оставшихся двух фаз, включенных встречно друг к другу, на уровне 0,965 номинального напряжения сети при числе дополнительных витков составляющих 10% от числа витков обмотки, что повышает качество и надежность электроснабжения;5 - power supply of a single-phase winding simultaneously from three phases allows the voltage supply to any of the phases to ensure power supply from the remaining two phases connected opposite to each other at the level of 0.965 rated voltage of the network with the number of additional turns constituting 10% of the number of turns of the winding, which increases quality and reliability of power supply;

6 - питание каждого из потребителей от своей обмотки многообмоточного трансформатора полностью исключает гальваническую связь с другими электропотребителями, повышает качество и безопасность электроснабжения;6 - power supply of each of the consumers from its winding of a multi-winding transformer completely eliminates galvanic communication with other power consumers, improves the quality and safety of power supply;

7 - питание потребителя через разделительный трансформатор обеспечивает гальваническую развязку потребителя от внешней мощной сети и повышает безопасность электроснабжения.7 - power supply to the consumer through an isolation transformer provides galvanic isolation of the consumer from an external powerful network and increases the security of power supply.

Перечисленная совокупность признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.The listed set of features provides a technical result in all cases to which the requested amount of legal protection applies.

Технический результат обеспечивается включением трех фазных катушек каждой вторичной обмотки предлагаемого устройства последовательно, любые две катушки из которых включены согласованно, а третья - встречно, что позволяет получить двухпроводную однофазную линию переменного тока, нагрузка от которой равномерно распределена по трем фазам питающей сети, обеспечивая симметричную нагрузку линии и питающего трансформатора, независимо от наличия или отсутствия любой однофазной нагрузки.The technical result is ensured by the inclusion of three phase coils of each secondary winding of the proposed device in series, any two coils of which are connected in concert, and the third is counter, which allows you to get a two-wire single-phase AC line, the load of which is evenly distributed across the three phases of the supply network, providing a symmetrical load line and supply transformer, regardless of the presence or absence of any single-phase load.

Отсутствие симметрии вторичных напряжений трансформаторной подстанции неблагоприятно отражается на потребителях. У асинхронных двигателей трехфазного тока с короткозамкнутым ротором при питании их несимметричным напряжением снижается мощность, у ламп накаливания при питании их повышенным напряжением резко уменьшается срок службы, а при питании пониженным напряжением существенно падает светоотдача. У трансформатора несимметричная нагрузка вызывает перегрузку отдельных его обмоток, насыщение магнитопровода и повышение фазных напряжений.The lack of symmetry of the secondary voltages of the transformer substation adversely affects consumers. With three-phase squirrel-cage induction motors, when they are supplied with an asymmetrical voltage, the power decreases, in incandescent lamps, when powered by an increased voltage, the service life is sharply reduced, and when powered by a reduced voltage, the light output decreases significantly. An asymmetric load on a transformer causes overloading of its individual windings, saturation of the magnetic circuit and an increase in phase voltage.

Симметричная загрузка линии и трансформатора подстанции позволяет увеличить пропускную способность электрической сети.Symmetric loading of the line and transformer of the substation allows increasing the throughput of the electric network.

Наличие у каждой из вторичных обмоток независимых от основных обмоток дополнительных витков позволяет получить 3 ступени регулирования напряжения вверх и 3 - вниз и позволяет поддерживать напряжение на выходных зажимах трансформатора в допустимых пределах ступенями, или плавно (при применении дополнительных устройств плавного регулирования напряжения) что обеспечит высокое качество электроснабжения однофазного потребителя.The presence in each of the secondary windings of additional turns independent of the main windings allows you to get 3 voltage regulation steps up and 3 - down and allows you to maintain the voltage at the output terminals of the transformer within the acceptable limits in steps, or smoothly (with the use of additional stepless voltage regulation devices), which will ensure high power supply quality of a single-phase consumer.

Многофазное питание однофазного потребителя одновременно от трех фаз позволяет при исчезновении напряжения на любой из фаз коммутацией обмоток и дополнительных витков обеспечить электроэнергией однофазного потребителя от оставшихся двух фаз (с равномерной загрузкой последних) на уровне не ниже 0,9 номинального напряжения сети, что повышает качество и надежность электроснабжения.Multiphase supply of a single-phase consumer at the same time from three phases allows the voltage of any phase to be switched by switching windings and additional turns to provide electric power to the single-phase consumer from the remaining two phases (with a uniform load of the latter) at a level not lower than 0.9 of the rated mains voltage, which improves the quality and reliability of power supply.

Питание каждого из потребителей или группы потребителей от своей (отдельной) обмотки многообмоточного трансформатора полностью обеспечивает гальваническую развязку от других потребителей (или от других групп потребителей), и от мощной внешней сети, повышает качество и безопасность электроснабжения однофазных электроприемников, исключая влияние одного потребителя на других и наоборот.The power supply of each consumer or group of consumers from its own (separate) winding of a multi-winding transformer fully provides galvanic isolation from other consumers (or from other groups of consumers), and from a powerful external network, improves the quality and safety of power supply to single-phase power consumers, eliminating the influence of one consumer on others and vice versa.

Любая несимметрия сети, оборудованной предлагаемыми устройствами, означает аварийный режим работы, что позволит ускорить отыскание неисправности и способствует повышению надежности электроснабжения.Any asymmetry in the network equipped with the proposed devices means emergency operation, which will speed up the troubleshooting and helps to increase the reliability of power supply.

Claims (1)

Устройство для симметричного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети, представляющее из себя трехфазный разделительный одно- или многообмоточный (во вторичной цепи) трансформатор потребителя, отличающийся тем, что каждая из вторичных обмоток имеет независимые от основной обмотки дополнительные витки, предназначенные для компенсации падения напряжения на линии, а каждый из потребителей многообмоточного разделительного трансформатора запитан от своей или от общей (для однообмоточного трехфазного трансформатора) вторичной обмотки, в которой линия каждого потребителя запитана от трех фазных катушек трансформатора, соединенных последовательно, любые две из которых включены согласованно, а третья - встречно. A device for symmetric distribution of a single-phase load across the phases of a three-phase network, which is a three-phase isolation single or multi-winding (in the secondary circuit) consumer transformer, characterized in that each of the secondary windings has additional turns independent of the main winding, designed to compensate for the voltage drop across lines, and each of the consumers of a multi-winding isolation transformer is powered from its own or from a common (for a single-winding three-phase transformer) in orichnoy winding, wherein each customer line is powered by a three phase transformer coils connected in series, any two of which are included in unison, and the third - the counter.
RU2012115381/07A 2012-04-17 2012-04-17 Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network RU2506676C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115381/07A RU2506676C2 (en) 2012-04-17 2012-04-17 Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012115381/07A RU2506676C2 (en) 2012-04-17 2012-04-17 Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2012115381A RU2012115381A (en) 2013-10-27
RU2506676C2 true RU2506676C2 (en) 2014-02-10

Family

ID=49446234

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012115381/07A RU2506676C2 (en) 2012-04-17 2012-04-17 Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2506676C2 (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2591040C1 (en) * 2015-05-26 2016-07-10 Андрей Николаевич Евсеев Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network
RU2640571C1 (en) * 2016-10-14 2018-01-10 Андрей Николаевич Евсеев Three-phase-single-phase transformer of evseev
RU2668086C2 (en) * 2017-02-27 2018-09-26 Валерий Дмитриевич Василенко Three-phase single-phase transformer
RU2674753C2 (en) * 2016-11-17 2018-12-13 Валерий Дмитриевич Василенко Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device
RU2683246C1 (en) * 2018-07-27 2019-03-27 Андрей Николаевич Евсеев Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3927437A1 (en) * 1989-08-17 1991-04-11 Licentia Gmbh Polyphase AC network symmetrisation with undelayed load control - involves predictive power factor correction by adjustable inductance and capacitances at each onset of load current
RU2156532C2 (en) * 1996-11-06 2000-09-20 Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины Device to balance single-phase non-stationary load created by contact seam welder
RU2200364C2 (en) * 1996-12-09 2003-03-10 Тарджет-Хай-Тек Электроникс Лтд. Device for uniform distribution of electric load among phases in n-phase power distribution network
RU2413351C1 (en) * 2010-03-02 2011-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Method of balancing of traction-feeding transformer load

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3927437A1 (en) * 1989-08-17 1991-04-11 Licentia Gmbh Polyphase AC network symmetrisation with undelayed load control - involves predictive power factor correction by adjustable inductance and capacitances at each onset of load current
RU2156532C2 (en) * 1996-11-06 2000-09-20 Институт Электросварки Им. Е.О. Патона Нан Украины Device to balance single-phase non-stationary load created by contact seam welder
RU2200364C2 (en) * 1996-12-09 2003-03-10 Тарджет-Хай-Тек Электроникс Лтд. Device for uniform distribution of electric load among phases in n-phase power distribution network
RU2413351C1 (en) * 2010-03-02 2011-02-27 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Читинский государственный университет (ЧитГУ) Method of balancing of traction-feeding transformer load

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2591040C1 (en) * 2015-05-26 2016-07-10 Андрей Николаевич Евсеев Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network
RU2640571C1 (en) * 2016-10-14 2018-01-10 Андрей Николаевич Евсеев Three-phase-single-phase transformer of evseev
RU2674753C2 (en) * 2016-11-17 2018-12-13 Валерий Дмитриевич Василенко Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device
RU2668086C2 (en) * 2017-02-27 2018-09-26 Валерий Дмитриевич Василенко Three-phase single-phase transformer
RU2683246C1 (en) * 2018-07-27 2019-03-27 Андрей Николаевич Евсеев Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device

Also Published As

Publication number Publication date
RU2012115381A (en) 2013-10-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2506676C2 (en) Device for symmetrical distribution of single-phase load between phases of three-phase network
RU2591040C1 (en) Device for uniform distribution of single-phase load by phases of three-phase network
US8736204B2 (en) Transfer apparatus for electric power
WO2016091123A1 (en) High-capacity three-phase combined type phase-shift transformer
JP2013162658A5 (en)
RU2321133C1 (en) Balancing three-phased to one-phased voltage transformer
US20150222194A1 (en) Current-Modulated Smart Distribution Transformers, Modules, Systems, and Methods
KR102000429B1 (en) A series compensation device applied to a 2-wire line
RU123598U1 (en) THREE PHASE CONTROLLED REACTOR
KR101297080B1 (en) Half bridges multi-module converter using series compensation
RU2453965C2 (en) Three-phase balancing device
AU2014252950B2 (en) Transformer provided with means for adjusting the in-load transformation ratio
RU2552377C2 (en) Voltage balancer in three-phase network
RU2643350C1 (en) Distribution device in ac network
RU2674753C2 (en) Single-phase load on three-phase network phases uniform distribution device
RU2679595C1 (en) Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device
RU2521864C2 (en) Three-phase balancing device
RU2683246C1 (en) Single-phase load by the three-phase network phases uniform distribution device
CN204927003U (en) Contactless on -load voltage -regulating transformer
RU170077U1 (en) REVERSIBLE CONVERTER
RU124077U1 (en) CONTROLLED REACTOR WITH A THREE-ROD MAGNETIC WIRE
RU2529195C1 (en) Automatic three-phase and single-phase filtering and balancing normaliser of ac voltage
CN104660058A (en) Middle-high voltage variable-frequency power source of novel topological structure
RU2668086C2 (en) Three-phase single-phase transformer
RU2518149C2 (en) Controlled reactor with three-leg core

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20150418