Действующая модель устройства симметрирования трехфазных сетей при обрыве одной из фаз

Номинация: САМАЯ АКТУАЛЬНАЯ РАБОТА
Просмотреть картинки списком
1ое, 2ое и 3е место: II место

Наставник: Фролов Владимир Николаевич – преподаватель Шуйского филиала ГОУ СПО «Ивановский промышленно-экономический колледж».

Ученик: Москвин Александр Владимирович – студент 4 курса Шуйского филиала ГОУ СПО «Ивановский промышленно-экономический колледж» (специальность «Монтаж, наладка и эксплуатация промышленных и гражданских зданий»).

Город (село): г. Шуя, Ивановская область.

Название колледжа: Шуйский филиал ГОУ СПО «Ивановский промышленно-экономический колледж».

Название изобретения или изделия: Действующая модель устройства симметрирования трехфазных сетей при обрыве одной из фаз.

Описание работы:

Предлагаемое устройство предназначено для бесперебойного функционирования электроснабжения потребителей при обрыве фазы в трехфазных сетях переменного тока.

Восстановление поврежденной фазы по теории двухфазных систем в трехфазных сетях осложняется тем, что трехфазные системы характеризуются двумя видами несимметрии: амплитудной и фазовой. При этом, если техническая реализация устройств, обеспечивающих амплитудную симметрию, достаточно простая, то получение фазовой симметрии при обрыве любой из фаз сети встречает определенное затруднение. Суть указанного затруднения заключается в том, что конденсатор для восстановления фазы в трехфазной системе можно использовать только в два этапа.

На первом этапе напряжение пропавшей фазы восстанавливается от отстающей или опережающей фазы с помощью конденсатора. При этом угол между вектором напряжения используемой фазы и вектором напряжения восстанавливаемой фазы составляет только 90° вместо 120°. На втором этапе осуществляется одновременный сдвиг по фазе векторов напряжений оставшихся фаз по часовой стрелке или против часовой стрелки относительно первоначального положения упомянутых векторов на 30°. Выполнение перечисленных этапов позволяет получить трехфазную симметричную систему напряжений на зажимах потребителей при пропадании напряжения в любой фазе сети.

Устройство симметрирования напряжения в трехфазной сети при обрыве одной из фаз должно содержать реле контроля напряжения в соответствующих фазах, имеющие замыкающие и размыкающие контакты, фазокомпенсирующие конденсаторы и фазосдвигающие дроссели.

При исчезновении напряжения в любой из фаз сети соответствующее реле контроля напряжения отключается, и его размыкающий контакт в цепи заряда конденсатора обеспечивает образование поврежденной фазы. При этом токи фаз нагрузки будут протекать в исправных фазах через фазосдвигающие дроссели, а в восстанавливаемой фазе – минуя фазосдвигающий дроссель через контакты включенных реле контроля напряжения.

Использование описанного принципа в схеме магнитного пускателя значительно расширит его функциональные возможности, так как последний решает в этом случае задачи по защите потребителей, например, асинхронного двигателя от неполнофазных режимов. В случае повышенных требований к амплитудной симметрии на выходе устройства может быть использован трансформатор, число витков каждой фазы вторичной обмотки которого изменяется пропорционально сопротивлению восстанавливаемой фазы.

Совокупность предлагаемых устройств симметрирования усложняет схему СЭС, однако недостатки, возникающие при смене источника питания, отсутствуют. Функционирование устройств симметрирования позволяет не допустить перерыва в электроснабжении потребителей, что особенно важно при непрерывном технологическом процессе. Принципиально возможны две схемы включения рассматриваемых устройств симметрирования: одну схему можно назвать групповой, в которой устройство симметрирования напряжения включается между источником электроэнергии и потребителями, образуя общие шины, а другую – индивидуальной, в которой каждый из потребителей снабжен индивидуальным устройством симметрирования.

Применение вышеуказанного устройства позволяет значительно повысить техническую «живучесть» СЭС.