Способ управления компенсатором реактивной мощности



 


Владельцы патента RU 2447564:

Общество с ограниченной ответственностью "АВП Технология" (RU)

Изобретение используется в области электротехники. Технический результат заключается в повышении точности и расширении диапазона регулирования. Способ заключается в том, что задают значения нижней и верхней границ реактивной мощности для каждой рабочей зоны регулирования напряжения тяговых двигателей. Определяют напряжения источников питания источников реактивной мощности. Измеряют ток и напряжение электровоза, вычисляют реактивную мощность, сравнивают ее со значениями нижней и верхней границ реактивной мощности. При значении реактивной мощности электровоза меньше нижней границы источник реактивной мощности подключают к источнику питания с меньшим напряжением или отключают от источника питания. При значении реактивной мощности электровоза больше верхней границы источник реактивной мощности подключают к источнику питания с большим напряжением.

 

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для повышения коэффициента мощности потребителей, в частности электроподвижного состава переменного тока с полупроводниковыми преобразователями.

Одним из недостатков эксплуатируемых в настоящее время электровозов переменного тока с полупроводниковыми преобразователями является низкий коэффициент мощности. Коэффициент мощности, определяющий величину реактивной мощности, является одним из основных энергетических показателей электровоза. Работа электровоза с низким значением коэффициента мощности приводит к существенным потерям электроэнергии. Для повышения коэффициента мощности применяют компенсирующие установки в виде источников реактивной мощности, расположенные на электровозе и подключаемые к источнику питания (секциям вторичной обмотки тягового трансформатора). Источник реактивной мощности путем создания емкостной нагрузки смещает первичный ток электровоза в сторону опережения питающего напряжения и увеличивает коэффициент мощности.

Наиболее близким к предложенным техническим решениям является способ управления компенсатором реактивной мощности, принятый в качестве прототипа

[1], при котором для каждой рабочей зоны регулирования напряжения тяговых двигателей определяют величину реактивной мощности нагрузки, в зависимости от напряжения и тока нагрузки подключают к источнику питания источник реактивной мощности.

Этот способ имеет недостаток, заключающийся в том, что величину реактивной мощности нагрузки определяют на основании информации с датчиков тока и напряжения нагрузки с использованием внешних характеристик преобразователя, записанных в запоминающем устройстве системы управления. Значение величины реактивной мощности нагрузки, найденное таким образом, будет содержать ошибку, т.к. не учитывается влияние системы электроснабжения на внешние характеристики преобразователя. Кроме того, подключение источника реактивной мощности к соответствующему источнику питания происходит только в случае превышения его мощностью реактивной мощности нагрузки, что значительно сужает диапазон регулирования компенсатора реактивной мощности.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков.

Поставленная задача достигается способом, при котором задают значения нижней и верхней границ реактивной мощности, для каждой рабочей зоны регулирования напряжения тяговых двигателей определяют напряжения источников питания источников реактивной мощности, измеряют ток и напряжение электровоза, вычисляют реактивную мощность электровоза, сравнивают ее со значениями нижней и верхней границ реактивной мощности и при значении реактивной мощности электровоза меньше нижней границы источник реактивной мощности подключают к источнику питания с меньшим напряжением или отключают от источника питания, а при значении реактивной мощности электровоза больше верхней границы источник реактивной мощности подключают к источнику питания с большим напряжением.

Техническим результатом заявленного изобретения является использование для управления компенсатором реактивной мощности вычисленного по измеренным току и напряжению электровоза значения его реактивной мощности с учетом влияния системы тягового электроснабжения и подключенных источников реактивной мощности, что приводит к расширению диапазона регулирования реактивной мощности и повышению коэффициента мощности электровоза в эксплуатации.

Новым в предлагаемом техническом решении в отличие от прототипа является то, что измеряют ток и напряжение электровоза, вычисляют реактивную мощность электровоза, сравнивают ее со значениями нижней и верхней границ реактивной мощности и при значении реактивной мощности электровоза меньше нижней границы источник реактивной мощности подключают к источнику питания с меньшим напряжением или отключают от источника питания, а при значении реактивной мощности электровоза больше верхней границы источник реактивной мощности подключают к источнику питания с большим напряжением.

При этом потребление реактивной мощности из питающей сети сводится к минимуму.

Компенсатор реактивной мощности электровоза содержит источники реактивной мощности в виде LC-цепочек, образованных последовательно соединенными катушкой индуктивности и конденсатором. Компенсация реактивной мощности осуществляется подключением LC-цепочек к источникам питания - секциям вторичной обмотки тягового трансформатора, к которым через тяговый преобразователь подключена нагрузка - тяговые двигатели. Для каждой рабочей зоны регулирования напряжения тяговых двигателей сила тока и величина напряжения на первичной обмотке тягового трансформатора позволяют определять мощность электровоза.

Способ управления компенсатором реактивной мощности электровоза осуществляется следующим образом.

Задают значения нижней и верхней границ реактивной мощности. Измеряют силу тока и величину напряжения на первичной обмотке тягового трансформатора электровоза. Вычисляют реактивную мощность по формуле [2]

где u, i - мгновенные значения тока и напряжения первичной обмотки тягового трансформатора,

Т - период напряжения.

Величину реактивной мощности электровоза сравнивают с заданными значениями нижней и верхней границ реактивной мощности и при значении реактивной мощности электровоза меньше нижней границы реактивной мощности источник реактивной мощности подключают к источнику питания с меньшим напряжением или отключают от источника питания, а при значении реактивной мощности электровоза больше верхней границы реактивной мощности источник реактивной мощности подключают к источнику питания с большим напряжением.

Величина реактивной мощности источника реактивной мощности пропорциональна квадрату напряжения источника его питания, которым является соответствующая секция вторичной обмотки тягового трансформатора.

Таким образом, регулирование величины реактивной мощности источника реактивной мощности позволяет максимально компенсировать реактивную мощность нагрузки в различных режимах работы электровоза.

Технико-экономическая эффективность предложения определяется тем, что при его использовании минимизируется реактивная мощность электровоза и соответственно повышается коэффициент мощности. Результаты испытания компенсатора реактивной мощности с предлагаемым способом управления показали, что коэффициент мощности электровоза во всем диапазоне изменения нагрузок повысился до 0.95, что в свою очередь привело к снижению расхода электроэнергии на 5%.

Источники информации

1. Патент №2282295. Способ управления компенсатором реактивной мощности и устройство, его реализующее. Авторы Каширин В.В., Никонов В.В., Солтус К.П. - Опубл. в БИ 20.08.2006 г., кл. H02J 3/18, Н02Р 1/26.

2. Д.Е.Кадомский. Активная и реактивная мощности - характеристика средних значений работы и энергии периодического электромагнитного поля в элементах нелинейных цепей. Электричество. №7. 1987. С.39-43.

Способ управления компенсатором реактивной мощности электровоза, заключающийся в том, что
для каждой рабочей зоны регулирования напряжения тяговых двигателей в зависимости от напряжения и тока подключают к источнику питания источник реактивной мощности, отличающийся тем, что
для каждой рабочей зоны регулирования напряжения тяговых двигателей задают значения нижней и верхней границ реактивной мощности,
определяют напряжения источников питания источников реактивной мощности, измеряют ток и напряжение на первичной обмотке тягового трансформатора электровоза, вычисляют реактивную мощность по формуле i Т

где u, i - мгновенные значения тока и напряжения первичной обмотки тягового трансформатора,
Т - период,
сравнивают это значение с заданными значениями нижней и верхней границ реактивной мощности и при значении реактивной мощности меньше нижней границы источник реактивной мощности подключают к источнику питания с меньшим напряжением или отключают от источника питания, а при значении реактивной мощности больше верхней границы источник реактивной мощности подключают к источнику питания с большим напряжением.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для компенсации мощной индуктивной нагрузки, например, при работе мощных электродвигателей, в сетях переменного тока одновременно с их работой на активную нагрузку.

Изобретение относится к управлению колебаниями и системе электрического питания и может быть использовано в системе электрического питания, содержащей электрическую и механическую цепи, например при работе электрогенератора и турбины, соединенных между собой валом.

Изобретение относится к электротехнике и предназначено для компенсации реактивной мощности и повышения коэффициента мощности трехфазных потребителей, в частности, промышленных предприятий.

Изобретение относится к системе статического компенсатора (11) для подачи реактивной и/или активной мощности в сеть (14) электроснабжения. .

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к способам подавления и компенсации высших гармоник в электрических сетях и коррекции коэффициента мощности.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в устройствах и системах бесперебойного питания переменного тока, а также в устройствах автоматики и измерительной техники.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматической настройки компенсации емкостных токов замыкания на землю в распределительных электрических сетях.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для регулирования напряжения на нагрузках потребителей путем широтно-импульсной модуляции протекающих в них токов.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в серийно выпускаемых асинхронных двигателях с короткозамкнутым ротором, используемых в качестве генераторов энергетических установок для преобразования механической энергии в электрическую

Изобретение относится к устройству для оказания влияния на передачу электроэнергии к имеющей несколько фаз линии переменного тока с фазовыми модулями, которые содержат, соответственно, контактный вывод переменного напряжения для соединения с одной фазой линии переменного тока и два соединительных вывода, причем между каждым соединительным выводом и каждым контактным выводом переменного напряжения проходит ветвь фазового модуля, состоящая из последовательного соединения подмодулей, которые содержат, соответственно, схему на силовых полупроводниковых приборах и накопитель энергии, параллельно подключенный к схеме на силовых полупроводниковых приборах, причем соединительные выводы соединены друг с другом

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано для компенсации реактивной мощности в автономных трехфазных электроэнергетических сетях

Изобретение относится к электротехнике, в частности к преобразовательной технике, и может быть использовано в автономных трехфазных электроэнергетических сетях

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано для автоматической компенсации емкостных токов замыкания на землю в электрических сетях 6-35 кВ путем воздействия на индуктивность дугогасящего реактора

Изобретение относится к области электроэнергетики, а именно к устройствам компенсации реактивной мощности в сетях переменного тока

Изобретение относится к электротехнике, в частности к системам электроснабжения, и может быть использовано при создании трансформаторных подстанций с высокой эффективностью потребления и использования электроэнергии и стабильным напряжением у потребителей
Наверх