Электрическая система с заземленной нейтралью


 


Владельцы патента RU 2535902:

Королюк Юрий Федорович (RU)
Лесных Елена Владимировна (RU)
Бурянина Надежда Сергеевна (RU)

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.

 

Изобретение относится к электротехнике и может использоваться в электрических сетях с заземленной нейтралью для отбора небольших мощностей - на два-три порядка меньших пропускной способности линий, к которым подключено устройство.

Известен емкостной отбор мощности, представляющий собой линейный проводник, располагаемый под высоковольтной линией электропередачи и подключенный к преобразующе-стабилизирующему блоку. При этом наведенный на проводе потенциал зависит от его геометрического расположения относительно высоковольтной линии электропередачи и ее конструктивных особенностей. Ток, снимаемый с линейного проводника, зависит от его протяженности. (Аналог. Д.Н. Удинцев, Д.Ю. Котляров, П.В. Русин, Военный институт (инженерных войск) ОА ВС РФ, Москва, В.А. Кологоров, ФНПЦ ФГУП ПО «Старт», г. Заречный, «Использование устройств бесконтактного отбора мощности от местных электросетей в интересах электроснабжения передвижных потребителей военного назначения», журнал «Новые промышленные технологии» №3, 2008 г., с.45-46).

Однако мощность, снимаемая с линейного проводника, при длине этого проводника в пределах километра не превышает несколько десятков, максимум сто-двести ватт. Этой мощности недостаточно для электроснабжения даже одного жилого дома.

Известно также устройство емкостного отбора мощности, содержащее последовательно соединенные конденсаторы, включенные между фазами линии и землей, трехфазный трансформатор, высоковольтная обмотка которого включена между землей и одним из узлов соединения конденсаторов между собой, и нагрузку, включенную на низковольтную обмотку трансформатора. (Прототип. Щербаков В.К., Лукашев Э.С., Ольшевский О.В., Путилова А.Т. Настроенные электропередачи // Новосибирск: Издательство СО АН СССР, 1963. - 274 с.)

Недостатком данного устройства применительно к современным линиям является то, что включение поперечных емкостей к линии электропередачи увеличивает емкостной ток линии, что может привести к перенапряжениям в режимах малых нагрузок. Кроме того, для отключения емкостного отбора необходим выключатель, что при небольших отбираемых мощностях делает емкостной отбор неэкономичным. Линии с заземленной нейтралью в России выполняются начиная с напряжений 110 кВ. Для емкостного отбора от линий 110 кВ и выше могут использоваться косинусные конденсаторы с номинальным напряжением до 10 кВ, освоенные промышленностью. Экономически невыгодно изготавливать конденсаторы на это номинальное напряжение мощностью менее 50 кВАр. При отборе мощности в 4-10 кВт от линии электропередачи 110-220 кВ стоимость электроэнергии от емкостного отбора становится сопоставимой со стоимостью при использовании трансформатора.

Целью изобретения является снижение емкостной составляющей тока отбора мощности и финансовых затрат.

Указанная цель достигается тем, что между фазой линии и заземленной нейтралью включаются реакторы и обмотки трансформаторов с номинальным высшим напряжением, меньшим номинального напряжения линии.

Структурная схема предлагаемого устройства приведена на фиг.1. Между фазами линии электропередачи 1 и заземленной нейтралью включены реакторы 2 и трансформаторы 3. Отбор мощности может быть однофазным (на чертеже обозначен сплошными линиями) и трехфазным. Обмотки высокого напряжения трансформаторов 3 включены между собой последовательно. Таких трансформаторов 3 может быть несколько. На чертеже на каждой фазе показаны только три. К обмоткам низкого напряжения трансформаторов 3 включены конденсаторы 4. К обмотке низкого напряжения трансформатора 2, обмотка высокого напряжения которого имеет соединение с землей, параллельно конденсатору 4 включена нагрузка 5.

Принцип работы предлагаемой электрической системы можно пояснить с помощью однофазной схемы устройства, приведенной на фиг.1. Трехфазная система работает аналогично.

При одинаковых реактивных мощностях реактора 2 и суммарной конденсаторов 4 все устройство находится в режиме резонанса токов, и подключенное устройство к линии электропередачи 1 представляет собой нагрузку с характером сопротивления, определяемым в основном (без учета реактивных сопротивлений трансформаторов) нагрузкой 5. Устройство предназначено в основном для отбора небольших мощностей, поэтому для его включения и отключения достаточно разъединителя, что существенно упрощает саму подстанцию и ее управление. (Так, однофазная нагрузка в 20 кВт, отбираемая с помощью данного устройства от линии 110 кВ, создает ток со стороны 110 кВ в пределах 0,3-0,6 А.) Кроме того, стоимость конденсаторов с низким номинальным напряжением (в России 380 В) на один-два порядка меньше стоимости конденсаторов с номинальным напряжением 10 кВ, и мощность конденсаторов с низким номинальным напряжением также на порядок меньше. Это существенно снижает затраты при отборах мощности в 4-10 кВт.

Область применения устройства - электрификация объектов, расположенных вблизи линий электропередач, работающих в сетях с заземленной нейтралью и вдали от источников электроэнергии напряжением 110-220 кВ.

Электрическая система с заземленной нейтралью, содержащая трехфазную линию электропередачи, трансформаторы, конденсаторы и реакторы, отличающаяся тем, что 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам регулирования напряжения в электрических трехфазных сетях. Технический результат заключается в повышении надежности работы, а также улучшении условий обслуживания заявленного устройства.

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.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при передаче электрической энергии потребителю по неоднородной несимметричной линии электропередачи четырехпроводного исполнения.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение компактности и универсальности устройства.

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.

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано в энергетических системах. Технический результат заключается в улучшении управления сетями электроэнергетической системы.

Изобретение относится к области электротехники и электроэнергетики и может быть использовано, например, в качестве шунтирующего реактора в статических компенсаторах реактивной мощности линий электропередачи.

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

Изобретение относится к электротехнике и электроэнергетике, а именно к устройствам подавления и компенсации высших гармоник в электрических сетях и коррекции коэффициента мощности.
Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение пропускной способности распределительных электрических сетей, надежности электроснабжения и безопасности однофазных потребителей электрического тока.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано для автоматического регулирования вставкой постоянного тока на базе двух ведомых сетью преобразователей напряжения типа СТАТКОМ, управляемых способом широтно-импульсной модуляции (ВПТН). Технический результат заключается в повышении устойчивости работы ВПТН в электропередаче, соединяющей энергосистемы, работающие с разными частотами переменного тока, при аварийных ослаблениях ее электрических связей с энергосистемами путем изменении структуры системы автоматического регулирования режима работы ВПТН. Заявленное изобретения состоит в замене индивидуального регулирования режима работы преобразователей напряжения, образующих вставку в управляемую электропередачу, системой связного регулирования, в которой каждый регулятор управляет одновременно обоими преобразователями, обеспечивая устойчивость работы ВПТН при аварийных ослаблениях электрических связей ее с энергосистемами и при некорректном задании уставки автоматического регулятора мощности, а также исключение необходимости в быстродействующем снижении этой уставки. 1 ил.

Способ подключения тяговых трансформаторов в системе переменного тока 25 кВ относится к области электрифицированных железных дорог и может быть использован для питания как тяговой, так и нетяговой нагрузки. Способ подключения тяговых трансформаторов в системе переменного тока 25 кВ заключается, по крайней мере, в двухразовом изменении порядка подключения вводов обмоток тягового трансформатора каждой тяговой подстанции в зависимости от износа изоляции обмоток тягового трансформатора в течение полного срока его службы. Первый раз переключение обмоток вводов тягового трансформатора осуществляют при достижении износа изоляции наиболее изношенных обмоток в диапазоне 0,30-0,40, второй раз - при достижении износа изоляции наиболее изношенных обмоток в диапазоне 0,55-0,70. При этом тяговую обмотку с наибольшим износом подключают к нейтральной вставке контактной сети, обмотку с наименьшим износом изоляции к плечу питания тяговой подстанции. Технический результат заключается в увеличении срока службы тягового трансформатора. 2 ил., 3 табл.

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение наведенного напряжения. Согласно способу предварительно определяют расчетным путем или измерениями мощность источника наведенного напряжения, формируют автономный источник мощности с возможностью регулирования величины и фазы компенсирующего напряжения, соединяют заземляющими проводами фазные провода отключенной линии с контуром заземления опоры линии в месте производства работ, измеряют с помощью вольтметра величину наведенного напряжения на месте производства работ, подключают между контуром заземления опоры и заземляющими проводами регулируемый источник мощности с напряжением, равным по величине и находящимся в противофазе к наведенному напряжению, контролируют по показаниям вольтметра величину остаточного наведенного напряжения. 2 табл.,3 ил.

Изобретение относится к информационно-измерительной и вычислительной технике и может быть использовано для выработки решений при оперативно-диспетчерском управлении режимами энергосистем, основываясь на выборе опасных сечений и определении максимально-допустимых перетоков по параметрам текущего режима электроэнергетической системы. Техническим результатом является упрощение конструкции. Система мониторинга запасов устойчивости электроэнергетической системы содержит группу оперативных запоминающих устройств, группу цифровых датчиков, запоминающее устройство, блок сбора и обработки данных, блок оценки состояния электроэнергетической системы, а также последовательно соединенные блок определения предельных режимов, блок определения опасных сечений и блок определения максимально допустимых и аварийно допустимых перетоков. 1 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности и экономической эффективности распределительных систем электроснабжения потребителей. Сеть построена на основе воздушных линий электропередач (1), (2), (3), (4) напряжением 20 кВ, 10 кВ, 6 кВ и (0,7-0,99)кВ соответственно. Линии (1), (2), (3) подсоединяются через однотрансформаторную подстанцию (5) 20(10)(6)/(0,7-0,99)/0,4 кВ или 20(10)(6)/(0,7-0,99) кВ по цепи (6) к обмотке трансформатора (7) воздушной линии электропередачи (4) напряжением, а другой цепью (8) - к обмотке трансформатора воздушной линии электропередачи (9) напряжением 0,4 кВ. Линии напряжением (0,7-0,99) кВ подключены к потребителям через индивидуальные понизительные столбовые трансформаторные подстанции (0,7-0,99)/0,4 кВ или (0,4-0,57)/0,23 кВ с распределительным шкафом (0,23-0,4) кВ. Сеть 4 монтируется как на неизолированных проводах, так и на самонесущих изолированных проводах. Подстанция (5) выполняется в виде трехобмоточного трансформатора 20(10)(6)/(0,7-0,99)/0,4 кВ или двухобмоточного трансформатора 20(10)(6)/(0,7-0,99) кВ. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении быстродействия и мощности устройства. Для этого заявленное устройство содержит клеммы сети, три реле напряжения с ускорением при срабатывании и отпускании с замыкающими и размыкающими контактами, семь реле-повторителей на фазу с замыкающими и размыкающими контактами, три фазовосстанавливающих конденсатора, три фазосдвигающих дросселя, три фазокомпенсирующих конденсатора, клеммы для подключения трехфазной нагрузки и источник питания, при этом реле напряжения включены на фазные напряжения соответствующих фаз сети, фазовосстанавливающие конденсаторы включены на линейные напряжения, причем каждый из конденсаторов включен последовательно с размыкающим контактом реле-повторителя соответствующей фазы, каждый из фазосдвигающих дросселей шунтирован замыкающими контактами первого и второго реле-повторителя соответствующей фазы и последовательно включенными замыкающими контактами третьего и четвертого реле-повторителя соответствующей фазы, реле-повторители подключены к минусовому выводу источника питания непосредственно, а к плюсовому выводу - через замыкающие контакты реле напряжения, соответственно. Каждый фазокомпенсирующий конденсатор шунтирован замыкающими контактами пятого и шестого реле-повторителя соответствующей фазы, а фазовосстанавливающий конденсатор каждой фазы включен между одноименной фазой сети и смежной с ней отстающей фазой через размыкающий контакт седьмого реле-повторителя соответствующей фазы. 1 табл., 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - уменьшение потерь электрической энергии, повышение пропускной способности линии и уменьшение степени искажения кривых напряжения и тока. Согласование четырехпроводной линии электропередачи, а именно линейных и нейтрального проводов с электрической нагрузкой, достигается в результате выполнения определенных условий, заключающихся в сопоставлении действительного (присутствующего в реальном времени на объекте) и эталонного (определенного при помощи специализированной программы) сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку. Исходные данные о напряжениях, токах и их частоте в линии 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 использованы устройства РПН силовых трансформаторов без симметрирующих устройств, трехфазные или однофазные устройства, генерирующие ток и напряжение, такие как конденсаторные батареи, трехпроводная (без четвертого проводника от нейтрали источника питания и нагрузки) обобщенная нагрузка, имеющая в своем составе понижающий трансформатор, схема соединения первичной и вторичной обмотки которого «треугольник/звезда с выведенным нулевым проводом», фильтры высших гармонических составляющих токов и напряжений, активный фильтр с «плавающими» конденсаторами, выполненный для однопроводной линии. 8 ил.

Изобретение направлено на обеспечение электроснабжения тяговых потребителей. Предложенная система содержит реле направления мощности, расположенные на тяговых подстанциях и своими выходами соединенные с блоками управления выключателями, а входами - с блоками определения тока плеча питания тяговых подстанций и трансформаторами напряжения распределительных устройств 27,5 кВ. Каждый трансформатор напряжения фидеров контактной сети тяговой подстанции одним выводом первичной обмотки подключен к фидеру контактной сети тяговой подстанции, а выводами вторичной обмотки - к блоку сравнения напряжений, эти трансформаторы напряжения соединяется только с одним из фидеров контактной сети каждого плеча питания тяговых подстанций, смежные блоки управления выключателями каждых межподстанционных зон соединены друг с другом посредством каналов связи устройств управления выключателями, блоки сравнения напряжений соединены с блоками управления выключателями, блоки управления выключателями связаны посредством каналов связи с устройствами управления выключателями, которые также связаны через каналы связи с выключателями дополнительных пунктов параллельного соединения, блоки определения тока плеча питания тяговых подстанций соединены своими входами с трансформаторами тока фидеров контактной сети тяговых подстанций, дополнительные пункты параллельного соединения с выключателями подключены к контактным подвескам соседних путей вблизи мест подключения фидеров распределительных устройств 27,5 кВ к контактным подвескам контактной сети. Технический результат заключается в повышении качества электроэнергии в питающей энергосистеме. 2 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности электроснабжения потребителей и обеспечение нормированного качества электрической энергии. Распределительная электрическая сеть содержит питающую трансформаторную подстанцию и приемные распределительные устройства, объединенные между собой питающими линиями электропередач, включающими, по меньшей мере, одну электрическую цепь напряжением 0,4 кВ, при этом согласно настоящему изобретению питающие линии дополнительно включают цепь напряжением 0,95 кВ. Питающая трансформаторная подстанция выполнена с силовым трехобмоточным трансформатором 6(10)/0,95/0,4 кВ, приемные распределительные устройства цепи напряжением 0,95 кВ выполнены в виде индивидуальных трансформаторных подстанций с трехфазными силовыми трансформаторами 0,95/0,4 кВ и/или однофазными силовыми трансформаторами 0,55/0,23 кВ. 3 ил.

Изобретение относится к электроэнергетике, а именно к повышению качества электрической энергии в линиях с распределенными параметрами среднего, высокого и сверхвысокого напряжения. Изменение первичных параметров линии электропередачи в процессе эксплуатации связано с изменением величины стрелы провеса линейного провода линии электропередачи. Для трех линейных проводов, входящих в состав трехфазной трехпроводной линии электропередачи (ЛЭП) (2), расположенных на опорах (1), предложено их стрелы провеса оценивать одним дальномером (24), работающим в режиме реального времени, который расположен в поддерживающей конструкции на этих линейных проводах и объединяющей при помощи полимерных изоляторов (3) все линейные провода. Поддерживающие конструкции из полимерных изоляторов с дальномерами располагаются в некоторых местах или на протяжении всей длины линии электропередачи. Дальномеры получают питание от накапливающей электроэнергию батареи (20), в свою очередь, получающей электроэнергию от солнечной батареи (10). В результате сравнения в процессоре величин действительные величины стрелы провеса провода, только что косвенно измеренные, учитываются в специализированной программе. Изобретение обеспечивает уменьшение потерь электрической энергии и повышение пропускной способности ЛЭП. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх