Способ и устройство электроснабжения потребителей, питающихся от линий электропередачи большой протяженности

Изобретение относится к области электроснабжения. Технический результат заключается в снижении потерь электроэнергии в линии электропередачи, повышении КПД и надежности системы электроснабжения, уменьшении стоимости электроснабжения. Для этого в способе заявленного изобретения на линии электропередачи определяют ближайшую к месту подключения основного источника электроснабжения точку, в которой потеря напряжения при подключении всех электропотребителей и работе их при полной нагрузке равна двум значениям ее предельно допустимой величины, и в этой точке осуществляют подачу электроэнергии от первого дополнительного источника электроснабжения, затем, исходя из условия совместной работы основного и первого дополнительного источников электроснабжения, на линии электропередачи определяют ближайшую к месту подключения основного источника электроснабжения вторую точку, в которой потеря напряжения при подключении всех электропотребителей и работе их при полной нагрузке равна двум значениям предельно допустимой величины, и в этой точке производят подачу электроэнергии от второго дополнительного источника электроснабжения, затем, действуя аналогично, двигаясь далее по всей длине линии электроснабжения до ее конца, определяют по одной все точки: третья, четвертая, …, N, в которых потеря напряжения при подключении всех потребителей электроэнергии и последовательном добавлении на каждом шаге по одному дополнительному источнику электроснабжения равна двум значениям предельно допустимой величины, и в каждой из этих точек производят подачу электроэнергии соответственно от третьего, …, N-го дополнительного источников электроснабжения (резонансная однопроводниковая система электроснабжения), при этом мощность всех электропотребителей распределяют между основным и дополнительными источниками электроснабжения, причем, если на каком-либо участке линии электроснабжения нагрузка снижается, ближайшие к этому участку источники электроснабжения отключаются, а при отклонениях параметров качества электроэнергии (напряжения и частоты) на дополнительных источниках электроснабжения от значений этих параметров на основном источнике электроснабжения устранение этих отклонений производят регулировкой параметров дополнительных источников электроснабжения, на которых зафиксированы отклонения, для этого производится измерение амплитуды, частоты питающего напряжения, определяется порядок следования фаз на каждом дополнительном источнике электроснабжения, при этом, если частоты в точках их измерения различаются более чем на 0,1%, амплитуды в точках их измерения различаются более чем на 0,5%, а порядок следования фаз в этих точках различен, эти параметры на дополнительном источнике электроснабжения изменяются до значений их на основном источнике электроснабжения. В другой объект изобретения - устройство - введены первый, второй, …, N-й дополнительные источники электроснабжения, датчики контроля амплитуды напряжения, датчики контроля частоты напряжения, устройства контроля следования фаз напряжения основного источника напряжения, первого, второго, третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения, система управления параметрами источников электроснабжения, блоки отключения основного, первого, второго, третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения, блоки идентификации нагрузки электропотребителей, блоки передачи информации о нагрузке электропотребителей в систему управления источниками электроснабжения и блок приема информации о нагрузке электропотребителей системой управления источниками электроснабжения. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области электроснабжения, касается устройств подачи электроэнергии сельским и другим потребителям, питающимся от линий электропередачи большой протяженности.

Известны способы и устройства электроснабжения электропотребителей, предусматривающие подачу электроэнергии от трансформаторных подстанций напряжения 380/220 B или 660/380 B и линии электропередачи, по трассе прохождения которой подключаются отдельные электропотребители. На стадии проектирования линий электропередачи обязательным этапом является расчет потери напряжения (снижение амплитуды напряжения) в проводах линии. На этом этапе производят выбор сечения проводов. Тем не менее, особенно для сельских линий электропередачи, трудно экономически рационально выбрать сечение провода, т.к., как правило, протяженности этих линий значительны, нагрузки велики и, как следствие, потеря напряжения превышает допустимые значения. Недостатком данного технического решения являются значительные электрические потери в проводах линии электропередачи, снижение амплитуды напряжения на клеммах электроприемников с удалением от трансформаторной подстанции. В результате этого стоимость электроснабжения растет, а надежность снижается. Как правило, в сельских сетях значительная протяженность линии электроснабжения является одной из причин низкого качества напряжения на клеммах электроприемников [Справочник инженера-электрика сельскохозяйственного производства. - М.: Информагротех, 1999, с.42].

Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является применение описанного выше технического решения с использованием здесь стабилизаторов напряжения. Стабилизаторы напряжения устанавливаются у каждого отдельного электропотребителя, имеющего напряжение пониженного качества. Недостатком данного технического решения является то, что КПД системы электроснабжения не увеличивается, а снижается из-за дополнительных потерь электроэнергии в регуляторах напряжения. Другим недостатком данного технического решения является существенное увеличение стоимости электроснабжения объектов, где используются стабилизаторы напряжения [http://www.electricplanet.ru/articles/8.html «Стабилизаторы напряжения - опция или необходимость?», http://www.electrostabil.ru/stati.html «Почему нужен стабилизатор напряжения?»].

Задачей настоящего изобретения является снижение потерь электроэнергии в линии электропередачи, повышение КПД и надежности системы электроснабжения, уменьшение стоимости электроснабжения.

В результате использования предлагаемого изобретения электроснабжение потребителей становится более экономичным за счет уменьшения потерь в линии электроснабжения.

Вышеуказанный результат достигается тем, что на линии электропередачи определяют ближайшую к месту подключения основного источника электроснабжения точку, в которой потеря напряжения при подключении всех электропотребителей и работе их при полной нагрузке равна двум значениям ее предельно допустимой величины, и в этой точке осуществляют подачу электроэнергии от первого дополнительного источника электроснабжения, затем, исходя из условия совместной работы основного и первого дополнительного источников электроснабжения, на линии электропередачи определяют ближайшую к месту подключения основного источника электроснабжения вторую точку, в которой потеря напряжения при подключении всех электропотребителей и работе их при полной нагрузке равна двум значениям предельно допустимой величины, и в этой точке производят подачу электроэнергии от второго дополнительного источника электроснабжения, затем, действуя аналогично, двигаясь далее по всей длине линии электроснабжения до ее конца, определяют по одной все точки: третья, четвертая,…, N, в которых потеря напряжения при подключении всех потребителей электроэнергии и последовательном добавлении на каждом шаге по одному дополнительному источнику электроснабжения равна двум значениям предельно допустимой величины, и в каждой из этих точек производят подачу электроэнергии соответственно от третьего,…, N-го дополнительного источников электроснабжения (резонансная однопроводниковая система электроснабжения), при этом мощность всех электропотребителей распределяют между основным и дополнительными источниками электроснабжения, причем, если на каком-либо участке линии электроснабжения нагрузка снижается, ближайшие к этому участку источники электроснабжения отключаются, а при отклонениях параметров качества электроэнергии (напряжения и частоты) на дополнительных источниках электроснабжения от значений этих параметров на основном источнике электроснабжения устранение этих отклонений производят регулировкой параметров дополнительных источников электроснабжения, на которых зафиксированы отклонения, для этого производится измерение амплитуды, частоты питающего напряжения, определяется порядок следования фаз на каждом дополнительном источнике электроснабжения, при этом, если частоты в точках их измерения различаются более чем на 0,1%, амплитуды в точках их измерения различаются более чем на 0,5%, а порядок следования фаз в этих точках различен, эти параметры на дополнительном источнике электроснабжения изменяются до значений их на основном источнике электроснабжения.

С целью снижения потерь электроэнергии в линии электропередачи, повышения КПД и надежности системы электроснабжения, уменьшения стоимости электроснабжения в устройство введены первый, второй, …, N-й дополнительные источники электроснабжения, датчики контроля амплитуды напряжения, датчики контроля частоты напряжения, устройства контроля следования фаз напряжения основного источника напряжения, первого, второго, третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения, система управления параметрами источников электроснабжения, блоки отключения основного, первого, второго, третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения, блоки идентификации нагрузки электропотребителей, блоки передачи информации о нагрузке электропотребителей в систему управления источниками электроснабжения, блок приема информации о нагрузке электропотребителей системой управления источниками электроснабжения, при этом первый дополнительный источник электроснабжения подключают к линии электропередачи в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей на полной нагрузке и питании от основного источника электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, второй дополнительный источник электроснабжения подключают к линии электропередачи в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей на полной нагрузке и питании их от основного и первого дополнительного источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, третий дополнительный источник электроснабжения подключают к линии электропередачи в месту подключения основного источника электроснабжения точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей на полной на грузке и питании их от основного, первого и второго дополнительных источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, …, N-й дополнительный источник электроснабжения подключают к линии электропередачи в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей на полной нагрузке и питании их от основного, первого, второго, третьего, …, (N-1)-ого дополнительных источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, при этом входы датчика контроля амплитуды напряжения, датчика контроля частоты напряжения, устройства контроля следования фаз основного источника электроснабжения подключают к выходу основного источника электроснабжения, а входы датчиков контроля частоты, датчиков контроля амплитуды напряжения, устройств контроля следования фаз первого, второго, третьего, N-ого дополнительных источников электроснабжения подключают соответственно к выходам первого, второго, третьего, N-ого дополнительных источников электроснабжения, выходы датчика контроля амплитуды напряжения, датчика контроля частоты напряжения, устройства контроля следования фаз основного источника электроснабжения подключают к первым трем входам системы управления параметрами источников электроснабжения, выходы датчиков контроля частоты, датчиков контроля амплитуды напряжения, устройств контроля следования фаз первого, второго, третьего, N-ого дополнительных источников электроснабжения подключают соответственно ко вторым трем, третьим трем, …, (N+1)-м трем входам системы управления параметрами источников электроснабжения, причем первый, второй, третий, …, N-й выходы системы электроснабжения подключают соответственно к блокам отключения основного, первого, второго, третьего, …, N-го дополнительных источников электроснабжения, блоки отключения основного, первого, второго, третьего, …, N-го дополнительных источников электроснабжения включены соответственно на выходах основного, первого, второго третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения, при этом входы блоков идентификации нагрузки электропотребителей подключают к выходам электропотребителей, а их выходы связывают с входом блока передачи информации о нагрузке электропотребителей в систему управления источниками электроснабжения, выход блока приема информации о нагрузке электропотребителей системой управления источниками электроснабжения подключают к системе управления источниками электроснабжения.

Предлагаемый способ реализуется следующим образом.

Электроснабжение электропотребителей осуществляется от основного (централизованного или автономного) и дополнительных источников электроснабжения через линию электропередачи большой протяженности, к которой в точку разных точках подключены электропотребители. На линии электропередачи определяют ближайшую к месту поключения основного источника электроснабжения точку, в которой потеря напряжения при подключении всех электропотребителей и работе их при полной нагрузке равна двум значениям ее предельно допустимой величины, и в этой точке осуществляют подачу электроэнергии от первого дополнительного источника электроснабжения. Нагрузка на основной источник электроснабжения снижается, т.к. часть нагрузки забирает первый дополнительный источник электроснабжения, ток в линии электропередачи по этой причине уменьшается, что приводит к снижению потери напряжения и электрических потерь в линии электропередачи. При выполнении такого подключения наибольшая потеря напряжения может возникнуть в точке линии электроснабжения, находящейся между основным и первым дополнительным источником электроснабжения, но ее значение не будет превышать допустимой величины, т.к. на этом участке электропотребители запитывают от основного источника электроснабжения и первого дополнительного источника электроснабжения.

Далее, исходя из условия совместной работы основного и первого дополнительного источников электроснабжения, на линии электропередачи определяют ближайшую к ее началу вторую точку, в которой потеря напряжения при подключении всех электропотребителей и работе их на полной нагрузке равна двум значениям предельно допустимой величины и в этой точке производят подачу электроэнергии от второго дополнительного источника электроснабжения. Нагрузка на основной и первый дополнительный источники электроснабжения снижается, т.к. часть нагрузки забирает второй дополнительный источник электроснабжения, ток в линии электропередачи по этой причине уменьшается, что приводит к снижению потери напряжения и электрических потерь в линии электропередачи. При выполнении такого подключения наибольшая потеря напряжения может возникнуть в точке линии электроснабжения, находящейся между основным и первым дополнительным источником электроснабжения, но ее значение не будет превышать допустимой величины, т.к. на этом участке электропотребители запитывают от основного источника электроснабжения и первого дополнительного источника электроснабжения.

Затем, действуя аналогично, двигаясь далее по всей длине линии электроснабжения до ее конца, определяют по одной все точки (третья, четвертая, …, N), в которых потеря напряжения при подключении всех потребителей электроэнергии и последовательном добавлении на каждом шаге по одному дополнительному источнику электроснабжения равна двум значениям предельно допустимой величины, и в каждой из этих точек производят подачу электроэнергии соответственно от третьего, …, N-го (дополнительного) источников электроснабжения (резонансная однопроводниковая система электроснабжения), при этом мощность всех электропотребителей распределяют между основным и дополнительными источниками электроснабжения.

При функционировании системы электроснабжения на линии электроснабжения в точках подключения источников электроснабжения постоянно осуществляют измерение частоты и амплитуды питающего напряжения, определяют порядок следования фаз на источниках электроснабжения. Если потеря напряжения на линии электроснабжения в точках подключения источников электроснабжения превышает допустимую, например, регламентируемую стандартами или другую, обусловленную технологическими или другими специальными требованиями, либо в местах подключения основного и дополнительных источников электроснабжения частоты питающего напряжения различаются более чем на 0,1%, амплитуды питающего напряжения более чем на 0,5%, а также порядок следования фаз в этих точках различны, эти параметры на дополнительных источниках электроснабжения изменяются до значений их на основном источнике электроснабжения.

При отклонениях параметров качества электроэнергии (напряжения и частоты) на дополнительных источниках электроснабжения от значений этих параметров на основном источнике электроснабжения устранение этих отклонений производят регулировкой параметров дополнительных источников электроснабжения, на которых зафиксированы отклонения, для этого производится измерение амплитуды, частоты питающего напряжения, определяется порядок следования фаз на каждом дополнительном источнике электроснабжения, при этом, если частоты в точках их измерения различаются более чем на 0,1%, амплитуды в точках их измерения различаются более чем на 0,5%, а порядок следования фаз в этих точках различен, эти параметры на дополнительном источнике электроснабжения изменяются до значений их на основном источнике электроснабжения.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется схемой (см. чертеж).

На чертеже показано устройство электроснабжения потребителей, питающихся от линий электропередачи большой протяженности. Устройство содержит основной источник электроснабжения 1, линию электропередачи 2, первый дополнительный источник электроснабжения 3, второй дополнительный источник электроснабжения 4, …, N-й дополнительный источник электроснабжения 5, система управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения, датчик 7 контроля амплитуды напряжения, датчик 8 контроля частоты напряжения, устройство 9 контроля следования фаз напряжения основного источника электроснабжения 1, датчик 10 контроля амплитуды напряжения, датчик 11 контроля частоты напряжения, устройство 12 контроля следования фаз напряжения первого дополнительного источника электроснабжения 3, датчик 13 контроля амплитуды напряжения, датчик 14 контроля частоты напряжения, устройство 15 контроля следования фаз напряжения второго дополнительного источника электроснабжения 5, …, датчик 16 контроля амплитуды напряжения, датчик 17 контроля частоты напряжения, устройство 18 контроля следования фаз напряжения первого дополнительного источника электроснабжения N, блок 19 отключения основного источника электроснабжения 1, блок 20 отключения первого дополнительного источника электроснабжения 3, блок 21 отключения второго дополнительного источника электроснабжения 4, …, блок 22 отключения N-ого дополнительного источника электроснабжения 5. К линии электропередачи подсоединены электропотребители 23, блоки 24 идентификации нагрузки электропотребителей, блоки 25 передачи информации о нагрузке электропотребителей в систему управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения, блок 26 приема информации о нагрузке электропотребителей системой управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения.

Первый дополнительный источник электроснабжения 3 подключают к линии электропередачи 2 в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей 23 на полной нагрузке и питании от основного источника электроснабжения 1 равна двум значениям ее предельно допустимой величины, второй дополнительный источник электроснабжения 4 подключают к линии электропередачи 2 в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей 23 на полной нагрузке и питании их от основного 1 и первого дополнительного 3 источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, …, N-й дополнительный источник электроснабжения 6 подключают к линии электропередачи 2 в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей 23 на полной нагрузке и питании их от основного 1, первого 2, второго 3, …, (N-1)-ого дополнительных источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, при этом входы датчика 7 контроля амплитуды напряжения, датчика 8 контроля частоты напряжения, устройства 9 контроля следования фаз основного источника электроснабжения 1 подключают к выходу основного источника электроснабжения 1, а входы датчика 11 контроля частоты, датчика 10 контроля амплитуды напряжения, устройства 12 контроля следования фаз первого дополнительного источника электроснабжения подключают к выходу первого дополнительного источника электроснабжения 3, входы датчика 14 контроля частоты, датчика 13 контроля амплитуды напряжения, устройства 15 контроля следования фаз второго дополнительного источника электроснабжения 4 подключают к выходу второго дополнительного источника электроснабжения, …, датчика 16 контроля амплитуды напряжения, датчика 17 контроля частоты напряжения, устройства 18 контроля следования фаз N-ого дополнительного источника электроснабжения 4 подключают к выходу N-ого дополнительного источника электроснабжения.

Выходы датчика 7 контроля амплитуды напряжения, датчика 8 контроля частоты напряжения, устройства 9 контроля следования фаз основного источника электроснабжения 1 подключают к первым трем входам системы управления 6 параметрами первого, второго третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения, выходы датчика 10 контроля амплитуды напряжения, датчика 11 контроля частоты напряжения, устройства 12 контроля следования фаз первого дополнительного источника электроснабжения 3 подключают ко вторым трем входам системы управления 6 параметрами первого, второго третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения, выходы датчика 13 контроля амплитуды напряжения, датчика 14 контроля частоты напряжения, устройства 15 контроля следования фаз второго дополнительного источника электроснабжения 4 подключают к третьим трем входам системы управления 6 параметрами первого, второго третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения,..., выходы датчика 16 контроля амплитуды напряжения, датчика 17 контроля частоты напряжения, устройства 18 контроля следования фаз N-го дополнительного источника электроснабжения 3 подключают к (N-1)-м трем входам системы управления 6 параметрами первого, второго третьего, …, N-ого дополнительных источников электроснабжения.

Первый выход системы управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения подключают к блоку отключения основного источника электроснабжения 1, второй выход системы управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения подключают к блоку отключения первого дополнительного источника электроснабжения 3, третий выход системы управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения подключают к блоку отключения второго дополнительного источника электроснабжения 4, …, (N+1)-й выход системы управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения подключают к блоку отключения N-го дополнительного источника электроснабжения 5.

Входы блоков 24 идентификации нагрузки электропотребителей подключают к выходам электропотребителей 23, а их выходы связывают с входом системы 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При питании электропотребителей 23 от основного источника электроснабжения 1 по длине линии электроснабжения 2 происходит потеря напряжения в проводах линии электропередачи 2. Потеря напряжения зависит от нагрузки и от длины линии электропередачи 2. Для снижения потери напряжения подключают первый дополнительный источник электроснабжения 3. Наиболее рационально подключать первый дополнительный источник электроснабжения в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей 23 на полной нагрузке и питании от основного источника электроснабжения 1 равна двум значениям ее предельно допустимой величины. Нагрузка на основной источник электроснабжения снижается, т.к. часть нагрузки забирает первый дополнительный источник электроснабжения 3, ток в линии электропередачи по этой причине уменьшается, что приводит к снижению потери напряжения и электрических потерь в линии электропередачи. При выполнении такого подключения наибольшая потеря напряжения может возникнуть в точке линии электроснабжения 2, находящейся между основным 1 и первым дополнительным 3 источником электроснабжения, но ее значение не будет превышать допустимой величины, т.к. на этом участке электропотребители 23 запитывают от основного источника электроснабжения 1 и первого дополнительного источника электроснабжения 3.

При значительной длине линии электроснабжения 2 на участке ее, находящемся дальше точки подключения первого дополнительного источника электроснабжения 3 от начала линии электропередачи 2, потеря напряжения может превысить допустимую величину. В этом случае подключают второй дополнительный источник электроснабжения 5. Наиболее рационально подключать второй дополнительный источник электроснабжения 5 в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей 23 на полной нагрузке и питании от основного источника электроснабжения 1 и от первого дополнительного источника электроснабжения 3 равна двум значениям ее предельно допустимой величины. В данном случае вновь происходит перераспределение нагрузки между источниками электроснабжения. Это приводит к сокращению электрических потерь и потери напряжения в линии электропередачи 3. При выполнении такого подключения наибольшая потеря напряжения может возникнуть в точке линии электроснабжения 2, находящейся между основным 1 и первым дополнительным 3 источником электроснабжения, но ее значение не будет превышать допустимой величины, т.к. на этом участке электропотребители 23 напитывают от основного источника электроснабжения.1 и первого дополнительного источника электроснабжения 3. … При значительной длине линии электроснабжения 2 на участке ее, находящемся дальше точки подключения (N-1)-ого дополнительного источника электроснабжения от начала линии электропередачи 2 потеря напряжения может превысить допустимую величину. В этом случае подключают N-й дополнительный источник электроснабжения 6, а именно резонансную систему электроснабжения. Наиболее рационально подключать N-й дополнительный источник электроснабжения 6 в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей 23 на полной нагрузке и питании от основного источника электроснабжения 1 и от первого 3, второго 4, (N-1)-ого дополнительных источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины. При выполнении такого подключения наибольшая потеря напряжения может возникнуть в точке линии электроснабжения 2, находящейся между (N-1)-м и N-м 6 дополнительными источниками электроснабжения, но ее значение не будет превышать допустимой величины, т.к. на этом участке электропотребители 23 запитывают от основного источника электроснабжения и N дополнительных источников электроснабжения.

При возникновении аварийных ситуаций на линии электропередачи 2, либо в источниках электроснабжения (например, короткое замыкание, перегрузка и др.), система управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения вырабатывает управляющий сигнал для отключения блок 20 отключения первого дополнительного источника электроснабжения 3, блок 21 отключения второго дополнительного источника электроснабжения 4, …, блок 22 отключения N-ого дополнительного источника электроснабжения 5.

Датчик 4 контроля амплитуды напряжения, датчик 5 контроля частоты напряжения, устройство 9 контроля следования фаз определяют эти параметры на первом (основном) источнике электроснабжения. Датчик 7 контроля амплитуды напряжения, датчик 8 контроля частоты напряжения, устройство 9 контроля следования фаз определяют эти параметры на втором (дополнительном) источнике электроснабжения. В системе управления 10 амплитуды, частоты и порядок следования фаз на основном) источнике электроснабжения и втором (дополнительном) источнике электроснабжения сравниваются. Если отклонения параметров двух источников не соответствуют допустимым (например, регламентируемым стандартами или обусловленным технологическими или другими специальными требованиями), либо в местах подключения первого (основного) 1 и второго (дополнительного) источника 3 электроснабжения частоты питающего напряжения различаются более чем на 2,5%, амплитуды питающего напряжения более чем на 0,2%, а также порядок следования фаз в этих точках различны, система управления 10 вырабатывает команду на изменение этих параметров на втором (дополнительном) источнике 3 электроснабжения изменяются до значений их на входе линии электроснабжения. В системе электроснабжения могут возникнуть аварийные режимы, требующие отключения обоих источников электроснабжения. Традиционная защита от перегрузок и коротких замыканий отключает только один из источников электроснабжения. Система управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения при возникновении аварийных ситуаций с помощью блока 19 отключения первого (основного) источника электроснабжения 1, блока 21 отключения второго дополнительного источника электроснабжения 4, …, блок 22 отключения N-ого дополнительного источника электроснабжения 5 полностью отключает электроэнергию от линии электропередачи 2.

Если нагрузка на каком-либо участке линии электропередачи 2 снижена или полностью отсутствует, информация об этом с помощью блока 24 идентификации нагрузки электропотребителей 23, блока 25 передачи информации о нагрузке электропотребителей в систему управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения, блока 26 приема информации о нагрузке электропотребителей системой управления 6 параметрами первого 3, второго 4, …, N-ого 5 дополнительных источников электроснабжения поступает в эту систему и она вырабатывает команды для отключения неиспользуемых дополнительных источников электроснабжения.

Как правило, в качестве основного источника электроснабжения применяют традиционные источники электроснабжения (централизованный или автономный). В качестве дополнительных источников электроснабжения наиболее целесообразно применить однопроводниковую резонансную систему электроснабжения. Резонансные системы характеризуются крайне низкими потерями в линии электропередачи (не более 2%), некритичны к материалу провода линии электропередачи, значению потребляемой мощности. Сечение однопроводникового кабеля определяется требуемой механической прочностью линии электропередачи [Стребков Д.С., Некрасов А.И. Резонансные методы передачи и применения электрической энергии. - М.: ГНУ ВИЭСХ, 2008 - 352 с.].

Предлагаемые способ и устройство, по сравнению с традиционными, характеризуются меньшими потерями электроэнергии в линии электропередачи, увеличением КПД и надежности системы электроснабжения, уменьшением стоимости электроснабжения.

1. Способ электроснабжения электропотребителей, питающихся от линии электропередачи большой протяженности, предусматривающий использование основного источника электроснабжения и включающий расчет потери напряжения в линии электропередачи, отличающийся тем, что на линии электропередачи определяют ближайшую к месту подключения основного источника электроснабжения точку, в которой потеря напряжения при подключении всех электропотребителей и работе их при полной нагрузке равна двум значениям ее предельно допустимой величины, и в этой точке осуществляют подачу электроэнергии от первого дополнительного источника электроснабжения, затем, исходя из условия совместной работы основного и первого дополнительного источников электроснабжения, на линии электропередачи определяют ближайшую к месту подключения основного источника электроснабжения вторую точку, в которой потеря напряжения при подключении всех электропотребителей и работе их при полной нагрузке равна двум значениям предельно допустимой величины, и в этой точке производят подачу электроэнергии от второго дополнительного источника электроснабжения, затем, действуя аналогично, двигаясь далее по всей длине линии электроснабжения до ее конца, определяют по одной все точки: третья, четвертая, …, N, в которых потеря напряжения при подключении всех потребителей электроэнергии и последовательном добавлении на каждом шаге по одному дополнительному источнику электроснабжения равна двум значениям предельно допустимой величины, и в каждой из этих точек производят подачу электроэнергии соответственно от третьего, …, N-го дополнительного источников электроснабжения (резонансная однопроводниковая система электроснабжения), при этом мощность всех электропотребителей распределяют между основным и дополнительными источниками электроснабжения, причем, если на каком-либо участке линии электроснабжения нагрузка снижается, ближайшие к этому участку источники электроснабжения отключаются, а при отклонениях параметров качества электроэнергии (напряжения и частоты) на дополнительных источниках электроснабжения от значений этих параметров на основном источнике электроснабжения устранение этих отклонений производят регулировкой параметров дополнительных источников электроснабжения, на которых зафиксированы отклонения, для этого производится измерение амплитуды, частоты питающего напряжения, определяется порядок следования фаз на каждом дополнительном источнике электроснабжения, при этом, если частоты в точках их измерения различаются более чем на 0,1%, амплитуды в точках их измерения различаются более чем на 0,5%, а порядок следования фаз в этих точках различен, эти параметры на дополнительном источнике электроснабжения изменяются до значений их на основном источнике электроснабжения.

2. Устройство электроснабжения электропотребителей, получающих электроэнергию от линии электропередачи большой протяженности, содержащая основной источник электроснабжения, линию электропередачи, отличающееся тем, что в устройство введены первый, второй, …, N-й дополнительные источники электроснабжения, датчики контроля амплитуды напряжения, датчики контроля частоты напряжения, устройства контроля следования фаз напряжения основного источника напряжения, первого, второго, третьего, …, N-го дополнительных источников электроснабжения, система управления параметрами источников электроснабжения, блоки отключения основного, первого, второго, третьего, …, N-го дополнительных источников электроснабжения, блоки идентификации нагрузки электропотребителей, блоки передачи информации о нагрузке электропотребителей в систему управления параметрами первого; второго, …, N-го дополнительных источников электроснабжения, блок приема информации о нагрузке электропотребителей системой управления параметрами первого, второго, …, N-го дополнительных источников электроснабжения, при этом первый дополнительный источник электроснабжения подключают к линии электропередачи в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей на полной нагрузке и питании от основного источника электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, второй дополнительный источник электроснабжения подключают к линии электропередачи в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей на полной нагрузке и питании их от основного и первого дополнительного источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, третий дополнительный источник электроснабжения подключают к линии электропередачи к месту подключения основного источника электроснабжения точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей на полной нагрузке и питании их от основного, первого и второго дополнительных источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, …, N-й дополнительный источник электроснабжения подключают к линии электропередачи в точке, в которой потеря напряжения при работе всех электропотребителей на полной нагрузке и питании их от основного, первого, второго, третьего, …, (N-1)-го дополнительных источников электроснабжения равна двум значениям ее предельно допустимой величины, при этом входы датчика контроля амплитуды напряжения, датчика контроля частоты напряжения, устройства контроля следования фаз основного источника электроснабжения подключают к выходу основного источника электроснабжения, а входы датчиков контроля частоты, датчиков контроля амплитуды напряжения, устройств контроля следования фаз первого, второго, третьего, N-го дополнительных источников электроснабжения подключают соответственно к выходам первого, второго, третьего, N-го дополнительных источников электроснабжения, выходы датчика контроля амплитуды напряжения, датчика контроля частоты напряжения, устройства контроля следования фаз основного источника электроснабжения подключают к первым трем входам системы управления параметрами источников электроснабжения, выходы датчиков контроля частоты, датчиков контроля амплитуды напряжения, устройств контроля следования фаз первого, второго, третьего, N-го дополнительных источников электроснабжения подключают соответственно ко вторым трем входам системы управления параметрами источников электроснабжения, причем первый, второй, третий, …, N-й выходы системы электроснабжения подключают соответственно к блокам отключения основного, первого, второго, третьего, …, N-го дополнительных источников электроснабжения, блоки отключения основного, первого, второго, третьего, …, N-го дополнительных источников электроснабжения включены соответственно на выходах основного, первого, второго третьего, …, N-го дополнительных источников электроснабжения, при этом входы блоков идентификации нагрузки электропотребителей подключают к выходам электропотребителей, а их выходы связывают с входом блок передачи информации о нагрузке электропотребителей в систему управления параметрами первого второго, …, N-го дополнительных источников электроснабжения, выход блока приема информации о нагрузке электропотребителей системой управления источниками электроснабжения подключают к системе управления параметрами первого, второго, …, N-го дополнительных источников электроснабжения.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для энергоснабжения потребителей. .

Изобретение относится к области электротехники, в частности к устройству для преобразования и передачи электроэнергии на дальние и сверхдальние расстояния. .

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано в сетях среднего напряжения 3-10 кВ с неэффективно заземленной нейтралью для снижения перенапряжений, возникающих при отключении электродвигательных присоединений вакуумными выключателями.

Изобретение относится к оборудованию электрифицированных железных дорог. .

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение полуволновой длины электрической сети. Электрическая сеть переменного тока содержит на каждой из сторон трансформатор(ы) с «n» линейными трехфазными обмотками с фазными и нейтральными выводами, где «n» - целое число больше единицы, разъединители, провода и управляемые полупроводниковые вентили, между одноименными фазными выводами линейных трехфазных обмоток сторон включены последовательно разъединитель - провод - разъединитель, а нейтральные выводы смежных фаз линейных трехфазных обмоток на каждой из сторон, в порядке очередности их чередования, коротко замкнуты через полупроводниковые вентили, причем в каждом контуре из двух фаз полупроводниковые вентили включены встречно, а провода каждой фазы связаны между собой распорками из диэлектрического материала. 3 з.п. ф-лы, 1 табл., 5 ил.
Наверх