Устройство для симметричного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение пропускной способности распределительных электрических сетей, надежности электроснабжения и безопасности однофазных потребителей электрического тока. Устройство для симметричного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети представляет из себя трехфазный разделительный одно- или многообмоточный (во вторичной цепи) трансформатор потребителя, при этом 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 трехфазных катушек трансформатора соединенных последовательно, любые две из которых включены согласованно, а третья - встречно.

 

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.

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)].

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:

1 - снижение пропускной способности силовых сетей и трансформаторов;

2 - повышение потерь в сети, вследствие протекания тока по нулевому проводу;

3 - снижение надежности электроснабжения потребителей из-за возможной перегрузки одной из фаз и ее отключения защитой.

Задачей изобретения является повышение: пропускной способности распределительных электрических сетей, надежности электроснабжения и безопасности однофазных потребителей электрического тока.

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.

Новые существенные признаки:

1 - включение трех фазных катушек каждой вторичной обмотки трансформатора последовательно, любые две из которых включены согласованно, а третья - встречно позволяет получить однофазное переменное напряжение.

2 - запитывание однофазной обмотки линии одновременно от трех фаз позволяет равномерно распределить нагрузку по фазам и обеспечивает абсолютную симметрию нагрузки линии и трансформатора подстанции.

3 - симметричная нагрузка линии и трансформатора подстанции позволяет увеличить пропускную способность электрической сети;

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;

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;

6 - питание каждого из потребителей от своей обмотки многообмоточного трансформатора полностью исключает гальваническую связь с другими электропотребителями, повышает качество и безопасность электроснабжения;

7 - питание потребителя через разделительный трансформатор обеспечивает гальваническую развязку потребителя от внешней мощной сети и повышает безопасность электроснабжения.

Перечисленная совокупность признаков обеспечивает получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

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.

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.

Симметричная загрузка линии и трансформатора подстанции позволяет увеличить пропускную способность электрической сети.

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.

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.

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.

Любая несимметрия сети, оборудованной предлагаемыми устройствами, означает аварийный режим работы, что позволит ускорить отыскание неисправности и способствует повышению надежности электроснабжения.

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.



 

Похожие патенты:

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение потерь питающей линии.

Изобретение относится к системе бесперебойного электропитания и, в частности, к системе бесперебойного электропитания, имеющей упрощенную схему индикации наличия напряжения.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение точности.

Использование: в области электротехники. Технический результат - упрощение конструкции и уменьшение потери мощности.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании, монтаже, наладке и эксплуатации линий электропередачи (ЛЭП) при передаче электрической энергии к потребителю.

Изобретение относится к электроснабжению и может использоваться в народном хозяйстве для передачи электрической энергии на расстояние без проводов. .

Изобретение относится к электроэнергетике и может быть использовано для автоматического контроля и управления энергетической эффективностью потребительских энергетических систем.

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к устройствам подавления и компенсации высших гармоник в электрических сетях и коррекции коэффициента мощности. Технический результат заключается в снижении коэффициента искажения синусоидальной формы кривых тока и напряжения сети при наличии нелинейной нагрузки, режим которой связан с динамическим изменением потребляемого несинусоидального тока, повышении коэффициента мощности сети по основной составляющей. Для этого заявленное устройство содержит инвертор, накопительный конденсатор, выходной сглаживающий пассивный фильтр и контроллер системы управления, при этом контроллер системы управления снабжен датчиком тока сети, датчиком напряжения, формирователем импульсов на основе релейных регуляторов с изменяемой шириной гистерезиса, фазовыми преобразователями тока и напряжения, блоком фазовой синхронизации и регулятором напряжения накопительного конденсатора, драйверами управления силовыми ключами инвертора, устройство снабжено фазовым преобразователем сетевых токов, фазовым преобразователем опорных токов и блоком формирования напряжения. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности. Инверторный генератор содержит первый, второй и третий инверторы, первый, второй и третий контроллеры для управления переключениями ВКЛ/ВЫКЛ переключающих элементов инверторов и управления первым инвертором как главным инвертором, а вторым и третьим инверторами - как подчиненными инверторами, трехфазный выход, однофазный выход и блок управления двигателем для посылки выходного сигнала селекторного переключателя на первый контроллер и т.д. Тем самым выдается трехфазный или однофазный переменный ток посредством такого управления переключениями ВКЛ/ВЫКЛ переключающих элементов, чтобы на выходе первого, второго и третьего инверторов по сигналу селекторного переключателя был трехфазный или однофазный переменный ток, при этом выходной сигнал первого инвертора делается опорным. 14 з.п.ф-лы, 18 ил.

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано, например, в качестве шунтирующего реактора в статических компенсаторах реактивной мощности линий электропередачи. Техническим результатом изобретения является снижение уровня генерируемых гармоник без увеличения установленной мощности и инерционности реактора. Стержни трехстержневого магнитопровода (1) состоят из двух последовательных элементов (2) и (3), а каждый элемент разделен на две параллельные части (4) и (5). Часть (4) выполнена с зазором, а часть (5) - без зазора. Фаза сетевой обмотки состоит из двух секций (6), а фаза управляющей обмотки - из двух секций (7) и (8). Секции (7) и (8) охватывают части (5), не имеющие зазора. Каждая секция (6) охватывает один из элементов стержня (2) или (3) целиком. Секции (6) каждой фазы соединены параллельно, секции (7) разных фаз - в звезду, секции (8) разных фаз - в эквивалентный треугольник. К соединенным в звезду секциям (7) и к соединенным в треугольник секциям (8) подключены трехфазные управляющие ключи. Управляющие ключи могут быть выполнены на тиристорах и собраны по схеме звезда или треугольник. 3 з. п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергетических системах. Технический результат заключается в улучшении управления сетями электроэнергетической системы. Интеллектуальная энергосистема для улучшения управления энергосистемой общего пользования включает в себя использование датчиков на различных участках энергосистемы общего пользования, с применением технологии передачи данных и компьютерной технологии, таких как дополнительные структуры шины, для обновления электроэнергетической системы таким образом, чтобы она могла работать более эффективно и надежно, и для поддержания дополнительных услуг для потребителей. Интеллектуальная энергосистема может включать в себя распределенное интеллектуальное средство в энергосистеме общего пользования (отдельное от интеллектуальных средств центра управления), включающее в себя устройства, которые генерируют данные на разных участках энергосистемы, анализируют сгенерированные данные и автоматически модифицируют работу участка электроэнергетической системы. 6 н. и 40 з.п. ф-лы, 37 ил.

Изобретение относится к управляющему устройству обеспечения параллельной работы для инверторного генератора. Управляющее устройство обеспечения параллельной работы для инверторного генератора А содержит первый, второй и третий инверторы (22а, 22b, 22с), соединенные, каждый, с тремя обмотками, намотанными вокруг генератора переменного тока с приводом от двигателя, и преобразующие переменный ток, который выдают обмотки, в постоянный и переменный ток, чтобы выдавать преобразованный переменный ток. Устройство также содержит первый, второй и третий контроллеры (ЦП 22а2, 22b2, 22с2) для управления переключениями ВКЛ/ВЫКЛ переключающих элементов, чтобы обеспечить возможность параллельной работы инверторного генератора А, по меньшей мере, с одним инверторным генератором В, который выполнен так же, как инверторный генератор А, для выдачи трехфазного переменного тока. Техническим результатом является обеспечение параллельной работы однофазных двухпроводных инверторных генераторов. 11 з.п. ф-лы, 20 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение компактности и универсальности устройства. Устройство содержит, по меньшей мере, один модуль (24) ввода/вывода. Модуль (24) содержит корпус (34), заключающий в себе монтажную плату, по меньшей мере, с одним блоком обработки сигнала, по меньшей мере, один шинный разъем (36, 38), который проходит через первую сторону корпуса, и набор клеммных блоков (40) для подключения полевых проводов к полевому оборудованию, причем клеммные блоки расположены на второй стороне корпуса. По меньшей мере, один блок обработки сигнала включает в себя, по меньшей мере, один блок для преобразования входных и выходных сигналов к/от полевого оборудования и осуществления связи по шине согласно протоколу связи по шине. 12 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при передаче электрической энергии потребителю по неоднородной несимметричной линии электропередачи четырехпроводного исполнения. Согласование неоднородной несимметричной четырехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой достигается в результате выполнения определенных условий, заключающихся в сопоставлении действительных (присутствующих в реальном времени на объекте) и эталонных (определенных при помощи специальной программы) сопротивлений обобщенных нагрузок, напряжений в конце несимметричных однородных участков, входящих в состав неоднородной линии электропередачи, или токов, поступающих в обобщенные нагрузки. Исходные данные о напряжениях, токах и их частоте присутствующих на несимметричных однородных участках, входящих в состав неоднородной несимметричной четырехпроводной линии электропередачи, могут быть получены через устройства сопряжения или датчики, выполненные в виде трансформаторов напряжения и тока или в виде делителей напряжения и шунтов переменного тока, анализаторов спектра, частотомеров. В результате обработки исходных данных в процессоре формируются управляющие сигналы для корректирующих органов, в качестве которых могут быть использованы устройства РПН силовых трансформаторов, реакторы и трехфазные или однофазные устройства, генерирующие ток и напряжение, такие как конденсаторные батареи, трехпроводные (без четвертого проводника от нейтрали источника питания и нагрузки) обобщенные нагрузки, имеющие в своем составе понижающие трансформаторы, схемы соединения первичных и вторичных обмоток которых звезда/звезда с выведенным нулевым проводом или треугольник/звезда с выведенным нулевым проводом. 2 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к противоаварийному управлению. Технический результат заключается в решении задач распределенного контроля загрузки элементов сети сложного энергообъединения, основным для предлагаемого способа является перераспределение перетоков мощности в сложном энергообъединении с целью снижения загрузки перегруженных элементов. Для этого в заявленном способе, включающем учет взаимного влияния перетоков мощности по элементам сети путем воздействия на электрические устройства, обладающих способностью изменять свое продольное сопротивление, сложную систему разбивают на совокупность контролируемых и неконтролируемых подсистем, оказывающих минимальное взаимное влияние, при этом контроль перегрузки элементов осуществляется циклически отдельно для каждой из подсистем, автоматика каждой подсистемы контролирует текущий режим, в случае возникновения перегрузки выполняется расчет управляющих воздействий путем решения линейной задачи оптимизации, перегрузка элементов сети предотвращается путем выдачи данных управляющих воздействий на устройства, которые способны изменять свое продольное сопротивление. 3 ил.

Изобретение относится к устройствам регулирования напряжения в электрических трехфазных сетях. Технический результат заключается в повышении надежности работы, а также улучшении условий обслуживания заявленного устройства. Для этого заявленное устройство содержит регулятор, содержащий трансформатор со ступенчатым регулированием напряжения, измерительный трансформатор для регистрации действительного значения напряжения, подлежащего регулированию, контроллер для сравнения измеренного действительного значения напряжения с предварительно установленным заданным значением и для формирования в зависимости от результата сравнения исполнительной команды на приведение в действие электропривода и тем самым переключателя ступеней обмоток трансформатора. Согласно изобретению первичная обмотка трансформатора, соединенная через реверсивный переключатель полярности с регулировочной обмоткой, установлена с возможностью взаимодействия с обмоткой измерительного трансформатора напряжения, устройство также содержит дополнительный регулятор, одинаковый с первым, причем оба регулятора включены в сеть трехфазного напряжения с образованием схемы подключения в виде неполного треугольника. 2 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - снижение емкостной составляющей тока отбора мощности. Устройство состоит из линии электропередачи, трансформаторов, конденсаторов и реакторов. Между каждой фазой линии электропередачи и ее нейтралью включены последовательно соединенные первичные обмотки трансформаторов, к вторичным обмоткам трансформаторов включены конденсаторы. К трансформатору, первичная обмотка которого одним концом присоединена к нейтрали, включена нагрузка. Между каждой фазой линии электропередачи и нейтралью включен реактор. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение пропускной способности распределительных электрических сетей, надежности электроснабжения и безопасности однофазных потребителей электрического тока. Устройство для симметричного распределения однофазной нагрузки по фазам трехфазной сети представляет из себя трехфазный разделительный одно- или многообмоточный трансформатор потребителя, при этом 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 вторичной обмотки, в которой линия каждого потребителя запитана от трехфазных катушек трансформатора соединенных последовательно, любые две из которых включены согласованно, а третья - встречно.

Наверх