Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой



Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой
Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой

 


Владельцы патента RU 2551362:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Братский государственный университет" (RU)

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 относится к электротехнике и может быть использовано при проектировании, монтаже, наладке и эксплуатации четырехпроводных линий электропередачи (ЛЭП) высокого напряжения, при передаче электрической энергии по проводам четырехпроводной линии электропередачи от источника питания к потребителю.

Передача электрической энергии среднего класса напряжения осуществляется по воздушным линиям электропередачи четырехпроводного исполнения традиционно протяженностью не более 50 км. Для таких ЛЭП теория длинных линий может быть применена лишь при передаче электроэнергии повышенной частоты. Передача этой энергии обеспечивается четырьмя парами волн электромагнитного поля: четырьмя падающими и четырьмя отраженными [1, 2].

В результате согласования ЛЭП с электрической нагрузкой пропускная способность линий электропередачи повышается за счет исключения отраженных волн электромагнитного поля. Кроме того, уменьшается степень искажения кривых напряжения и тока, увеличивается надежность функционирования электрического оборудования, нормализуется работа релейной защиты, автоматики и связи, улучшается экологическая обстановка в районе эксплуатации ЛЭП и в месте где расположен источник питания электрической энергии.

Известно условие согласованного режима работы однопроводной ЛЭП [2], обусловленное дифференциальным уравнением второго порядка [2-6], на основании которого работает устройство [патент RU 2390924] для согласования однопроводной высоковольтной ЛЭП. Однако, согласование несимметричной четырехпроводной ЛЭП, описываемой математической моделью и характеристическим уравнением восьмого порядка, с электрической нагрузкой не может быть достигнуто в результате реализации одного лишь этого условия [2] из-за специфичности распространения напряжений и токов по четырехпроводной ЛЭП [1].

Известны способы согласования линий связи с нагрузкой [7, патент RU 2381627]. Однако применяемые здесь технические элементы, такие как дифференциальный усилитель, дифференциальные резисторы предназначены для работы в ЛЭП лишь низкого напряжения. Это значит, что специфика реализации способов [7, патент RU 2381627] достаточно своеобразна и неприменима в протяженных линиях электропередачи среднего класса напряжения [ГОСТ Р 54149-2010].

Задача изобретения - формирование способа согласования однородной несимметричной четырехпроводной ЛЭП с электрической нагрузкой.

Технический результат заключается в обеспечении условий согласования для всех линейных проводов и нейтрального провода, однородной несимметричной

четырехпроводной высоковольтной линии электропередачи, с электрической нагрузкой, выполнение которых обеспечит уменьшение потерь электрической энергии, повышение пропускной способности линии, уменьшение степени искажения кривых напряжения и тока.

Технический результат достигается тем, что способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой, заключающийся в том, что исходная информация о напряжениях, токах и их частоте в линии через устройства сопряжения поступает в процессор, отличающийся тем, что в процессоре проверяются условия согласования четырехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой для каждого линейного и нейтрального проводов, в результате сравнения действительного (присутствующего в реальном времени на объекте) и эталонного (определенного при помощи специализированной программы) значений сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку, 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.

Сущность изобретения поясняется схемами: на рис. 1 показан алгоритм согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи (трех линейных и одного нейтрального проводов); на рис. 2 представлен алгоритм работы процессора; на рис. 3 в блоке А1 выполняются логические операции для однопроводной линии, входящей в состав четырехпроводной несимметричной ЛЭП; на рис. 4 в блоке А2 выполняются логические операции для следующего корректирующего органа; на рис. 5 показан алгоритм работы процессора по согласованию нейтрального провода N с электрической нагрузкой; на рис. 6 в блоке А3 выполняются логические операции для нейтрального провода N; на рис. 7 показан алгоритм согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой без применения симметрирующих устройств; на рис.8 показан алгоритм согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой с учетом изменения схемы соединения первичной и вторичной обмотки трансформатора корректирующего органа «звезда/звезда» на «треугольник/звезду».

На рисунках показаны:

1 - корректирующий орган (KO1), такой как РПН трансформатора;

2 - трансформатор (Т1) с симметрирующим устройством, питающий несимметричную однородную ЛЭП напряжением 35кВ или меньше четырехпроводного исполнения (источник питания);

3 - устройства сопряжения ( i = 1 n Д 1 ) , каковыми являются датчики напряжения и тока, спектроанализаторы, частотомеры, установленные в начале ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше;

4 - аналого-цифровой преобразователь (АЦП);

5 - процессор (П);

6 - цифроаналоговый преобразователь (ЦАП);

7 - показывающий или самопишущий прибор (РО);

8 - несимметричная однородная ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше четырехпроводного исполнения (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная);

9 - понижающий трансформатор (Т2(4)), с симметрирующим устройством, со схемой соединения первичной и вторичной обмоток: «звезда с выведенным нулевым проводом/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ;

10 - устройства сопряжения ( i = 1 n Д 2 ) , каковыми являются датчики напряжения и тока, спектроанализаторы, частотомеры, установленные на первичной стороне понижающего трансформатора 9 (Т2(4));

11 (Т3), 26 (Т4), 25 (Т5), 31 (Т7) - блоки понижающих трансформаторов, напряжением 220 В/12 В;

12 - корректирующий орган (КО2), такой как РПН понижающего трансформатора напряжением 10 кВ/0,4 кВ;

13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3), 33 (VD4) - блоки преобразователей напряжений и токов, линейного провода А;

14 - корректирующий орган (КОн.), трехпроводная (без провода от нейтрали источника питания) обобщенная нагрузка;

15 - обобщенная электрическая нагрузка ( Z _ Н А Г Р . ) ;

16 - корректирующий орган (КОЗ), такой как реакторы и трехфазные или однофазные устройства, генерирующие ток и напряжение, такие как конденсаторные батареи;

17 - действительное обобщенное сопротивление нагрузки ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) понижающего трансформатора 9 (Т2(4));

18 - эталонное обобщенное сопротивление нагрузки ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) понижающего трансформатора 9 (Т2(4));

19 - действительные действующие значения напряжения нагрузки ( U ˙ Н . А ) , понижающего трансформатора 9 (Т2(4));

20 - действительные действующие значения тока нагрузки ( I ˙ 2 . А ) , понижающего трансформатора 9 (Т2(4));

21 - специализированная программа для прогнозирования величины основных характеристик электрической энергии в однородной несимметричной линии электропередачи четырехпроводного исполнения (FOUR-WIRE v. 1.00 (1)) для формирования нагрузки понижающего трансформатора 9 (Т2(4)), у которого схема соединения первичной и вторичной обмоток: «звезда с выведенным нулевым проводом/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ;

22 - эталонные величины токов ( I ˙ 2 Н . А ) понижающего трансформатора 9 (Т2(4));

23 - эталонные величины напряжений ( U ˙ В О Л Н . А ) , понижающего трансформатора 9 (Т2(4));

24 - логический блок (A1);

29 - понижающий трансформатор (Т6(3)), схема соединения первичной и вторичной обмоток которого «звезда/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ;

30 - устройства сопряжения ( i = 1 n Д 3 ) , каковыми являются датчики напряжения и тока, спектроанализаторы, частотомеры, установленные на первичной стороне понижающего трансформатора 29 (Т6(3)), схема соединения обмоток которого «звезда/звезда с выведенным нулевым проводом»;

32 - корректирующий орган (КО4), такой как РПН понижающего трансформатора, напряжением 10 кВ/0,4 кВ;

34 - обобщенная электрическая нагрузка ( Z _ H ) корректирующего органа 14 (КОн.);

35 - корректирующий орган (КО5), такой как реакторы и трехфазные или однофазные устройства, генерирующие ток и напряжение, такие как конденсаторные батареи;

36 - устройства сопряжения ( i = 1 n Д 4 ) , каковыми являются датчики напряжения и тока, спектроанализаторы, частотомеры, установленные в конце четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) до точки подключения корректирующего органа 14 (КОн.);

37 - логический блок (А2) корректирующего органа 14 (КОн.);

38 - действительные действующие значения тока нагрузки понижающего трансформатора 29 (Т6(3)), умноженные на коэффициент состояния режима ( I ˙ A .2 = I ˙ 2 . A .1 K u z ) ;

39 - действительные действующие значения тока нагрузки ( I ˙ 2 . A .1 ) , понижающего трансформатора 29 (Т6(3));

40 - действительные действующие значения напряжения нагрузки ( U ˙ H . A .1 ) понижающего трансформатора 29 (Т6(3));

41 - коэффициент состояния режима ((Kuz=1) или (Kuz=0)), равный единице в случае реализации заданной величины тока и напряжения четырехпроводной нагрузки понижающего трансформатора 9 (Т2(4)), питаемой от несимметричной однородной четырехпроводной линии 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) (рис.1), в противном случае имеет нулевое значение (Kuz=0);

42 - эталонные величины токов ( I ˙ 2 A . H = I ˙ 2 A . H .1 K u z ) , понижающего трансформатора 29 (Т6(3)), умноженные на коэффициент состояния режима 41 ((Kuz=1) или (Kuz=0));

43 - эталонные величины напряжений ( U ˙ A . В О Л Н . = U ˙ А . В О Л Н .1 K u z ) понижающего трансформатора 29 (Т6(3)), умноженные на коэффициент состояния режима 41 ((Kuz=1) или (Kuz=0));

44 - действующие действительные значения напряжения ( U ˙ A H ) , которые поступают на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО);

45 - действующие действительные значения тока четырехпроводной нагрузки ( I ˙ A 2 ) , которые поступают на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО);

46 - эталонное обобщенное сопротивление нагрузки ( Z _ A . В О Л Н = U ˙ A . В О Л Н I ˙ 2 A . H ) понижающего трансформатора 29 (Т6(3));

47 - действительные действующие значения напряжения нагрузки ( U ˙ A . H = U ˙ H . A .1 K u z ) понижающего трансформатора 29 (Т6(3)), умноженные на коэффициент состояния режима;

48 - действительное обобщенное сопротивление нагрузки ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) понижающего трансформатора 29 (Т6(3));

49 - определение разницы по напряжению ( Δ U ˙ = U ˙ H . A U ˙ В О Л Н . А ) ;

50 - определение разницы по сопротивлению ( Δ Z _ = Z _ H . A Z _ В О Л Н . А ) ;

51 - эталонные величины токов ( I ˙ 2 . A . H .1 ) понижающего трансформатора 29 (Т6(3));

52 - эталонные величины напряжений ( U ˙ А . В О Л Н .1 ) понижающего трансформатора 29 (Т6(3));

53 - специализированная программа (FOUR-WIRE v. 1.00 (2)) для прогнозирования величины основных характеристик электрической энергии согласованной однородной несимметричной линии электропередачи четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная);

54 - трансформатор (Т1(8)) без симметрирующего устройства, питающий ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная);

55 - понижающий трансформатор (Т2(9)) без симметрирующего устройства, схема соединения первичной и вторичной обмоток которого «звезда с выведенным нулевым проводом/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ;

56 - дополнительная ошибка по напряжению (ΔUO), определяемая при помощи блока 10 ( i = 1 n Д 2 ) ;

57 - дополнительная ошибка по напряжению (ΔUP), определяемая при помощи блока 30 ( i = 1 n Д 3 ) ;

58 - действительные значения частоты (f), токов и напряжений, определяемых при помощи 10 ( i = 1 n Д 2 ) ; 3 ( i = 1 n Д 1 ) ; 36 ( i = 1 n Д 4 ) и 30 ( i = 1 n Д 3 ) ;

59 - понижающий трансформатор (Т8(3)), схема соединения первичной и вторичной обмоток которого: «треугольник/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ;

60 - корректирующий орган (КО6) в виде фильтров высших гармонических составляющих токов и напряжений, такие как активные фильтры с «плавающими» конденсаторами [8], выполненные для однопроводной линии;

61 - действительные действующие значения напряжения в конце нейтрального провода N ( U ˙ H . N ) ;

62 - действительные действующие значения тока в конце нейтрального провода N ( I ˙ 2 . N ) ;

63 - действительное обобщенное сопротивление нейтрального провода N ( Z _ H . N = U ˙ H . N I ˙ 2 . N ) ;

64 - действующие действительные значения напряжения нейтрального провода N ( U ˙ N H ) , которые поступают на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО);

65 - действующие действительные значения тока в нейтральном проводе , которые поступают на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО);

66 - логический блок (A3) алгоритма согласования нейтрального провода N;

67 - специализированная программа (FOUR-WIRE v. 1.00 (3)) для прогнозирования основных характеристик электрической энергии в согласованном нейтральном проводе N, входящем в состав однородной несимметричной линии электропередачи четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная);

68 - эталонные величины токов нагрузки ( I ˙ 2 H . N ) в нейтральном проводе N;

69 - эталонные величины напряжений нагрузки ( U ˙ В О Л Н . N ) в нейтральном проводе N;

70 - эталонное обобщенное сопротивление ( Z _ В О Л Н . N = U ˙ В О Л Н . N I ˙ 2 Н . N ) нейтрального провода N;

71 - дополнительная ошибка по напряжению (ΔUN) алгоритма согласования нейтрального провода N.

Суть предлагаемой разработки заключается в реализации при помощи технических средств условий согласования линейных и нейтрального проводов, входящих в состав четырехпроводной несимметричной однородной высоковольтной линии электропередачи, с электрической нагрузкой [9], в формировании алгоритма обеспечения и стабилизации согласованного режима работы протяженной четырехпроводной ЛЭП.

Пусть будет необходимо выполнить согласование линейного провода A с электрической нагрузкой. Для линейных проводов B и C алгоритм согласования с электрической нагрузкой будет аналогичным за исключением величин обрабатываемых фазных напряжений, токов, сопротивлений, а также срабатывающих корректирующих органов.

На рис.1 показан алгоритм согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи (трех линейных и одного нейтрального проводов). Здесь в качестве объекта согласования использована несимметричная однородная ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше четырех проводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная). Также использовано следующее электротехническое оборудование: трансформатор 2 (Т1) - трансформатор с симметрирующим устройством [10], питающий ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная); трансформатор с симметрирующим устройством 9 (Т2(4)) и трансформатор 11 (Т3), 26 (Т4), 25 (Т5) - это две различные группы понижающих трансформаторов, которые могут иметь отличные друг от друга номинальные характеристики; блоки преобразователей 13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3) - преобразователи тока и напряжения представляющие в данном случае обобщенную четырехпроводную электрическую нагрузку 15 ( Z _ Н А Г Р . ) . Блоки 9 (Т2(4)), 11 (Т3), 26 (Т4), 25 (Т5), 13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3) и 15 ( Z _ Н А Г Р . ) образуют часть общего блока, полное сопротивление которого в случае реализации заданной величины тока и напряжения четырехпроводной нагрузки понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) питаемой от несимметричной однородной четырехпроводной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), определяется величиной 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) (рис.1), а в иных случаях - 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) . В данном случае полное сопротивление 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) является эталонной величиной, к которой должно стремиться действительное значение 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) . По достижении эталонной величины 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) начинает работать следующая часть алгоритма.

Блоки 9 (Т2(4)), 11 (Т3), 26 (Т4), 25 (Т5), 13 (VD1), 28 (VD2), 27 (VD3] и 15 ( Z _ Н А Г Р . ) образуют лишь часть общего блока. Трансформатор 9 (Т2(4)) имеет схему соединения «звезда» с выведенным нейтральным проводом для первичной и вторичной обмоток. Другую часть общего блока образуют трансформатор 29 (Т6(3)) обмотки которого соединены по схеме «звезда/звезда с выведенным нулевым проводом», блок понижающих трансформаторов 31 (Т7) напряжением 220 В/12 В, блок преобразователей 33 (VD4) - преобразователи тока и напряжения представляющих в данном случае обобщенную электрическую нагрузку 34 ( Z _ H ) . Блоки 29 (Т6(3)), 31 (Т7), 33 (VD4) и 34 ( Z _ H ) образуют часть общего блока, полное сопротивление которого участвует в согласовании линейных проводов несимметричной однородной четырехпроводной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная] с электрической нагрузкой.

Сопротивление согласованной однородной несимметричной четырехпроводной ЛЭП 35 кВ или меньше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) определяется величинами 46 ( Z _ А . В О Л Н = U ˙ А . В О Л Н I ˙ 2 А . Н ) и 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) , а в иных случаях соответственно - 48 ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) и 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) . В данном случае полные сопротивления 46 ( Z _ А . В О Л Н = U ˙ А . В О Л Н I ˙ 2 А . Н ) и 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) являются эталонными величинами, к которым должны стремиться соответственно действительные значения 48 ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) и 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) в процессе исполнения предлагаемого алгоритма.

Основным блоком работы алгоритма согласования линейных проводов четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) с электрической нагрузкой является процессор 5 (П) (рис.1), где выполняется анализ сведений: о состоянии обобщенного сопротивления нагрузки 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) или 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) (рис.2) понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1); о состоянии обобщенного сопротивления нагрузки 48 ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) или 46 ( Z _ А . В О Л Н = U ˙ А . В О Л Н I ˙ 2 А . Н ) понижающего трансформатора 29 (Т6(3)). Эти сведения в процессор 5 (П) поступают от устройств сопряжения, каковыми являются датчики тока, напряжения и частоты 3 ( i = 1 n Д 1 ) , 10 ( i = 1 n Д 2 ) , 30 ( i = 1 n Д 3 ) и 36 ( i = 1 n Д 4 ) , где анализируемые характеристики электрической энергии доводятся до величин, воспринимаемых компьютерной техникой. Датчики 3 ( i = 1 n Д 1 ) устанавливаются и используются для сбора сведений о напряжениях и токах в начале исследуемой протяженной четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) с последующей передачей информации на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО). Датчики 10 ( i = 1 n Д 2 ) устанавливаются и используются для сбора сведений о напряжениях и токах поступающих на первичную сторону понижающего трансформатора 9 (Т2(4)), схема соединения обмоток которого «звезда с выведенным нулевым проводом/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ. Датчики блока 30 ( i = 1 n Д 3 ) устанавливаются и используются для сбора сведений о напряжениях и токах поступающих на первичную сторону понижающего трансформатора 29 (Т6(3)), схема соединения обмоток которого «звезда/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ, или поступающих на корректирующий орган 14 (КОн.). Датчики 36 ( i = 1 n Д 4 ) устанавливаются в конце линии электропередачи 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) перед точкой подключения корректирующего органа 14 (КОн.) (подключение блока 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) к блоку трансформатора 29 (Т6(3)), схема соединения обмоток которого, «звезда/звезда с выведенным нулевым проводом»), с последующей передачей информации на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО).

В качестве датчиков 3 ( i = 1 n Д 1 ) , 10 ( i = 1 n Д 2 ) , 30 ( i = 1 n Д 3 ) и 36 ( i = 1 n Д 4 ) могут быть использованы трансформаторы напряжения и тока, спектроанализаторы, частотомеры, а также делители напряжения и шунты переменного тока.

Аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП) (рис.1) позволяет сформированные в датчиках 3 ( i = 1 n Д 1 ) , 10 ( i = 1 n Д 2 ) , 30 ( i = 1 n Д 3 ) и 36 ( i = 1 n Д 4 ) аналоговые сигналы преобразовать в дискретные. Цифроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП) позволяет сформированные в виде дискретных сигналов в процессоре 5 (П) команды корректирующим органам 1 (КО1), 12 (КО2), 14 (КОн.), 16 (КО3), 32 (КО4), 35 (КО5) преобразовать в аналоговые. В данном случае в качестве корректирующих органов 1 (КО1), 12 (КО2) и 32 (КО4) использованы устройства РПН силовых трансформаторов, в качестве блока корректирующего органа 14 (КОн.) выступает трехпроводная (без четвертого проводника от нейтрали источника питания 2 (Т1)) обобщенная нагрузка питаемая от понижающего трансформатора 29 (Т6(3)), схема соединения первичной и вторичной обмоток которого «звезда/звезда с выведенным нулевым проводом». А в качестве корректирующего органа 16 (КО3) и 35 (КО5) используются реакторы и трехфазные или однофазные устройства, генерирующие ток и напряжение, такие как конденсаторные батареи, позволяющее изменять величину действительного полного сопротивления обобщенной нагрузки 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) ; 48 ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) путем воздействия на технологический процесс и доводить его до эталонного значения сопротивления 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) ; 46 ( Z _ А . В О Л Н = U ˙ А . В О Л Н I ˙ 2 А . Н ) . Эти действия изменяют обобщенную электрическую нагрузку 15 ( Z _ Н А Г Р . ) ; 34 ( Z _ H ) .

Схема алгоритма работы процессора 5 (П) представлена на рис.2. Она иллюстрирует следующее: из 4 (АЦП) в процессор 5 (П) поступают действующие и частотные 58 (f) значения тока 20 ( I ˙ 2 . A ) , напряжения 19 ( U ˙ H . A ) нагрузки от устройств сопряжения блоков 3 ( i = 1 n Д 1 ) или 10 ( i = 1 n Д 2 ) (рис.1) и (рис.2), затем определяется величина 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) . Определяемые таким образом величины 20 ( I ˙ 2 . A ) , 19 ( U ˙ H . A ) , 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) подаются в блок 24 (A1)

Блок 21 (FOUR-WIRE v. 1.00 (1)) на (рис.2) иллюстрирует использование в предлагаемом способе согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой специализированной программы для прогнозирования величин основных характеристик электрической энергии в ЛЭП [11] входящей в состав несимметричной электроэнергетической системы. На основании известной частоты 58 (f) при помощи этой программы определяются действующие значения комплексных величин токов и напряжений, постоянные распространения волн электромагнитного поля по линейным проводам четырехпроводной ЛЭП, величины собственных и взаимных волновых сопротивлений. В блоках 22 ( I ˙ 2 Н . А ) и 23 ( U ˙ В О Л Н . А ) формируются величины токов и напряжений, необходимые для питания понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1) со схемой соединения первичной и вторичной обмоток «звезда с выведенным нулевым проводом/звезда с выведенным нулевым проводом» напряжением 10 кВ/0,4 кВ находящегося в конце четырехпроводного однородной несимметричной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) после точки подключения корректирующего органа 14 (КОн.) и после точки подключения блока 29 (Т6(3)). Эти токи и напряжения определяются следующим образом [1, 9].

1 случай (для первой постоянной распространения, первая пара волн электромагнитного поля):

где U ˙ A γ 1 ( 3 ) , U ˙ B γ 1 ( 3 ) , U ˙ C γ 1 ( 3 ) - фазные напряжения на клеммах источника питания (начало ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от первой пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемые по формулам:

U ˙ A . 1 ( 3 ) , U ˙ B . 1 ( 3 ) , U ˙ C . 1 ( 3 ) - комплексные значения действующих величин фазных напряжений источника питания четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП, В; U ˙ А . В О Л Н , U ˙ B . В О Л Н , U ˙ C . В О Л Н - эталонные комплексные значения действующих величин фазных напряжений понижающего трансформатора 29 (Т6(3)) (рис.1), В; U ˙ В О Л Н . A , U ˙ В О Л Н . B , U ˙ В О Л Н . C - эталонные фазные напряжения понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1); γ1 - постоянная распространения первой пары волн электромагнитного поля; l - протяженность ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) от источника питания линейных проводов A, B и C, которым является 2 (Т1), км; I ˙ A γ 1 ( 3 ) , I ˙ B γ 1 ( 3 ) , I ˙ C γ 1 ( 3 ) - токи, передаваемые от источника питания (начало ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от первой пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемые по формулам:

или

или

или

I ˙ A . 1 ( 3 ) , I ˙ B . 1 ( 3 ) , I ˙ C . 1 ( 3 ) , I ˙ N . 1 ( 3 ) , - токи от источника питания четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП, А; I ˙ 2 H . A , I ˙ 2 H . B , I ˙ 2 H . C - эталонные токи электрической нагрузки трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1), схема соединения обмоток которого «звезда с выведенным нейтральным проводом/звезда с выведенным нейтральным проводом» (конец линии электропередачи); Z _ c A 1 , Z _ c B 1 , Z _ c C 1 , Z _ c N 1 - собственные волновые сопротивления от первой пары (условно) волн электромагнитного поля ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), Ом; Z _ c A B 1 , Z _ c C A 1 , Z _ c A N 1 , Z _ c B N 1 , Z _ c C N 1 , Z _ c B C 1 - взаимные волновые сопротивления от первой пары (условно) волн электромагнитного поля ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), Ом; I ˙ 2 A . H , I ˙ 2 B . H , I ˙ 2 C . H - эталонные токи электрической нагрузки корректирующего органа 14 (КОн.) или токи электрической нагрузки трансформатора 29 (Т6(3)) (рис.1), А.

2 случай (для второй постоянной распространения, вторая пара волн электромагнитного поля):

где U ˙ A γ 2 ( 3 ) , U ˙ B γ 2 ( 3 ) , U ˙ C γ 2 ( 3 ) - фазные напряжения на клеммах источника питания (начало ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от второй пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемые по формулам:

γ2 - постоянная распространения второй пары волн электромагнитного поля; I ˙ A γ 2 ( 3 ) , I ˙ B γ 2 ( 3 ) , I ˙ C γ 2 ( 3 ) - токи от источника питания (начало ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от второй пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемые по формулам:

или

или

или

Z _ c A 2 , Z _ c B 2 , Z _ c C 2 , Z _ c N 2 - собственные волновые сопротивления от второй пары (условно) волн электромагнитного поля ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), Ом; Z _ c A B 2 , Z _ c C A 2 , Z _ c A N 2 , Z _ c B N 2 , Z _ c C N 2 , Z _ c B C 2 - взаимные волновые сопротивления от второй пары (условно) волн электромагнитного поля ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), Ом.

3 случай (для третьей постоянной распространения, третья пара волн электромагнитного поля):

где U ˙ A γ 3 ( 3 ) , U ˙ B γ 3 ( 3 ) , U ˙ C γ 3 ( 3 ) - фазные напряжения на клеммах источника питания (начало ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от третьей пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемые по формулам:

γ3 - постоянная распространения третьей пары волн электромагнитного поля; I ˙ A γ 3 ( 3 ) , I ˙ B γ 3 ( 3 ) , I ˙ C γ 3 ( 3 ) - токи от источника питания (начало ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от третьей пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемые по формулам:

или

или

или

Z _ c A 3 , Z _ c B 3 , Z _ c C 3 , Z _ c N 3 - собственные волновые сопротивления от третьей пары (условно) волн электромагнитного поля ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), Ом; Z _ c A B 3 , Z _ c C A 3 , Z _ c A N 3 , Z _ c B N 3 , Z _ c C N 3 , Z _ c B C 3 - взаимные волновые сопротивления от третьей пары (условно) волн электромагнитного поля ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), Ом.

4 случай (для четвертой постоянной распространения, четвертая пара волн электромагнитного поля):

где U ˙ A γ 4 ( 3 ) , U ˙ B γ 4 ( 3 ) , U ˙ C γ 4 ( 3 ) - фазные напряжения на клеммах источника питания (начало ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от четвертой пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемые по формулам:

γ4 - постоянная распространения четвертой пары волн электромагнитного поля; I ˙ A γ 4 ( 3 ) , I ˙ B γ 4 ( 3 ) , I ˙ C γ 4 ( 3 ) - токи от источника питания (начало ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от четвертой пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемые по формулам:

или

или

или

Z _ c A 4 , Z _ c B 4 , Z _ c C 4 , Z _ c N 4 - собственные волновые сопротивления от четвертой пары (условно) волн электромагнитного поля ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), Ом; Z _ c A B 4 , Z _ c C A 4 , Z _ c A N 4 , Z _ c B N 4 , Z _ c C N 4 , Z _ c B C 4 - взаимные волновые сопротивления от четвертой пары (условно) волн электромагнитного поля ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), Ом.

Поскольку нагрузка для каждого линейного провода ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) одна, а пар волн электромагнитного поля распространяющихся по каждому линейному проводу четыре, то очевидно, что согласование каждого провода можно выполнить лишь для одной пары волн электромагнитного поля по вышеприведенным формулам: 1 случай (используются математические формулировки) или 2 случай или 3 случай или 4 случай.

Далее определяется эталонное полное сопротивление нагрузки 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) (рис.2), какое оно должно быть для питания понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1). Полученные результаты отправляются в блок 24 (A1).

В блоке 24 (A1) (рис.3) выполняются логические операции. Здесь выполняется сравнение эталонных значений 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) и 23 ( U ˙ В О Л Н . А ) с действительными значениями, а именно: 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) , и напряжением 19 ( U ˙ H . A ) , зарегистрированных на первичной стороне понижающего трансформатора 9 (Т2(4)). Здесь же из сопоставления этих величин определяются ошибки по сопротивлению ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 и по напряжению ΔU1, ΔU2, ΔU3. Затем определяются ошибки по току ΔI01-05, ΔI07, ΔI08. При нулевых значениях ошибок по напряжению ошибки по току ΔI06 и ΔI09 отсутствуют, поэтому в их определении нет необходимости. Информация о величинах ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 и ΔU1, ΔU2, ΔU3 поступает в один из девяти блоков с приоритетом 2. Последующее действие описываемого алгоритма заключается в определении ошибок либо по сопротивлению ΔZ04p, ΔZ06p, ΔZ07p, ΔZ08p, ΔZ09p, либо по напряжению ΔU01p, ΔU02p, ΔU03Kp, ΔU05p. Полученные таким образом значения ошибок по напряжению поступают в блок суммы ошибок по напряжению i = 1 5 U A , а величины ошибок по сопротивлению попадают в блок суммы ошибок по сопротивлению i = 1 5 Z A . Сведения о результатах расчета ошибок поступают в один или несколько блоков корректирующих органов 1 (KO1), 12 (КО2), 16 (КО3) (рис.1).

Здесь (рис.3) в качестве критерия функционирования корректирующих органов избрано несоответствие напряжения на первичной стороне понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1) или сопротивления нагрузки эталонным величинам. В принципе, в качестве такого критерия можно избрать и несоответствие тока понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) эталонной величине. Для этого в блоке i = 1 5 Z A следует собирать ошибки по току, а затем в результате сопоставления эталонного и действительного значений токов в конце ЛЭП сформировать сигнал для корректирующих органов 1 (КО1), 12 (КО2), 16 (КО3) (рис.1).

В процессе реализации стабилизации заданных величин токов и напряжений понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1), питаемого от однородной несимметричной ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), выяснено (рис.3), что при: 19 ( U ˙ H . A ) > 23 ( U ˙ В О Л Н . А ) и 17 ( Z _ H . A = U ˙ H . A I ˙ 2 . A ) > 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) ошибка по току не определяется. В этом случае предусмотрено определение дополнительной ошибки по напряжению 56 (ΔUO) в виде произведения разницы между 23 ( U ˙ В О Л Н . А ) и 19 ( U ˙ H . A ) и коэффициента состояния ΔIos1. Затем сведения об этой дополнительной ошибке отправляются в блок i = 1 5 U A .

Блок 24 (A1) (рис.3) реализован в среде National Instruments LabVIEW 2009.

В то же время на рис.2 действительные величины, характеризующие электрическую энергию и присутствующие в реальном времени на объекте 17 ( Z _ Н . А = U ˙ Н . А I ˙ 2 . А ) и 19 ( U ˙ H . A ) сравниваются с величинами эталонными (рассчитанными при помощи специализированной программы), а именно с 23 ( U ˙ В О Л Н . А ) и 18 ( Z _ В О Л Н . А = U ˙ В О Л Н . А I ˙ 2 Н . А ) . На основании этого сравнения вычисляется, на сколько они отличны друг от друга, в результате чего получают величины 50 ( Δ Z _ = Z _ В О Л Н . А ) , 49 ( Δ U ˙ = U ˙ H . A U ˙ В О Л Н . А ) . Если это отличие не превышает некоторого порогового значения, выбранного с учетом максимальных величин токов и напряжений в нейтральном проводе при несимметрии нагрузки линейных проводов однородной несимметричной ЛЭП напряжением 35кВ или меньше четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), начинает работать следующая часть алгоритма (рис.2).

Она работает так. Из аналого-цифрового преобразователя 4 (АЦП), на основании работы датчиков 30 ( i = 1 n Д 3 ) , в процессор 5 (П) поступают значения частоты 58 (f), действующие действительные значения тока 39 ( I ˙ 2 . A .1 ) , напряжения 40 ( U ˙ H . A .1 ) нагрузки. Затем определяется действительная величина 48 ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) , которая будет отлична от нуля и бесконечности в случае реализации эталонной величины нагрузки понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1), питаемой от четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) (рис.1). Определяемые таким образом действительные величины 39 ( I ˙ 2 . A .1 ) , 40 ( U ˙ H . A .1 ) (рис.2) умножаются на коэффициент 41 ((Kuz=1) или (Kuz=0)), в результате чего получаются действующие действительные значения напряжения нагрузки 47 ( U ˙ A . H = U ˙ H . A .1 K u z ) и действующие действительные значения тока нагрузки 38 ( I ˙ A .2 = I ˙ 2 . A .1 K u z ) . Коэффициент 41 ((Kuz=1) или (Kuz=0)) равен единице в случае наличия эталонной величины нагрузки понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1), питаемой от четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) (рис.1). Данное условие выполнено, когда Δ Z _ < 200 и Δ U ˙ < 200 , а Ku=1 и Kz=1. В ином случае 41 ((Kuz=1) или (Kuz=0)) равен нулю. Полученные таким образом действительные величины совместно с действительной величиной 48 ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) подаются в блок 37 (A2).

Блок 53 (FOUR-WIRE v. 1.00 (2)) на рис.2 иллюстрирует использование в предлагаемом способе согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой специализированной программы для прогнозирования величин основных характеристик электрической энергии в анализируемой однородной ЛЭП [11]. На основании определенной частоты 58 (f) при помощи программы определяются действующие значения комплексных величин токов и напряжений, постоянные распространения волн электромагнитного поля по линейным проводам несимметричной однородной четырехпроводной ЛЭП, величины собственных и взаимных волновых сопротивлений. В блоках 51 ( I ˙ 2 A . H .1 ) и 52 ( U ˙ A . В О Л Н .1 ) (рис.2) формируются величины эталонных токов и напряжений для питания первичной стороны понижающего трансформатора 29 (Т6(3)) (рис.1). Эти токи и напряжения определяются следующим образом [1, 9].

1 случай (для первой постоянной распространения, первая пара волн электромагнитного поля):

где

U ˙ A . В О Л Н .1 , U ˙ B . В О Л Н .1 , U ˙ C . В О Л Н .1 - эталонные фазные напряжения на клеммах электрической нагрузки;

I ˙ 2 A . H .1 , I ˙ 2 B . H .1 , I ˙ 2 C . H .1 - эталонные токи на клеммах электрической нагрузки.

2 случай (для второй постоянной распространения, вторая пара волн электромагнитного поля):

где

3 случай (для третьей постоянной распространения, третья пара волн электромагнитного поля):

где

4 случай (для четвертой постоянной распространения, четвертая пара волн электромагнитного поля):

где

Поскольку нагрузка для каждого линейного провода ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) одна, а пар волн электромагнитного поля распространяющихся по каждому линейному проводу четыре, то очевидно, что согласование каждого провода можно реализовать лишь для какой либо одной пары волн электромагнитного поля по вышеприведенным формулам: 1 случай (используются математические формулировки) или 2 случай или 3 случай или 4 случай.

Величины 51 ( I ˙ 2 A . H .1 ) и 52 ( U ˙ A . В О Л Н .1 ) (рис.2) умножаются на коэффициент 41 ((Kuz=1) или (Kuz=0)), который равен единице в случае достижения эталонной величины тока и напряжения четырехпроводной нагрузки понижающего трансформатора 9 (Т2(4)) (рис.1), запитанного от четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) (рис.1). В противном случае 41 ((Kuz=1) или (Kuz=0)) (рис.2) имеет нулевое значение. В результате чего получаются эталонные действующие значения напряжения 43 ( U ˙ A . В О Л Н = U ˙ A . В О Л Н .1 K u z ) и тока 42 ( I ˙ 2 A . H = I ˙ 2 H . A .1 K u z ) . Затем определяется полное эталонное сопротивление нагрузки 46 ( Z _ A . В О Л Н = U ˙ A . В О Л Н I ˙ 2 A . H ) (рис.2). Полученные величины отправляются в блок 37 (A2).

В блоке 37 (А2) (рис.4) выполняются логические операции. Здесь выполняется сравнение эталонных значений (рассчитанных величин при помощи специализированной программы 53 (FOUR-WIRE v. 1.00 (2))) 46 ( Z _ A . В О Л Н = U ˙ A . В О Л Н I ˙ 2 A . H ) , 43 ( U ˙ A . В О Л Н = U ˙ A . В О Л Н .1 K u z ) с действительным сопротивлением нагрузки 48 ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) и действительным напряжением 47 ( U ˙ A . H = U ˙ H . A .1 K u z ) , то есть с величинами сформированными устройствами сопряжения 30 ( i = 1 n Д 3 ) (рис.1). Здесь же из сопоставления этих величин определяются ошибки по сопротивлению ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 и по напряжению ΔU1, ΔU2, ΔU3. Затем определяются ошибки по току ΔI01-05, ΔI07, ΔI08. При нулевых значениях ошибок по напряжению, ошибки по току ΔI06 и ΔI09 отсутствуют, поэтому в их определении нет необходимости. Информация о величинах ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 и ΔU1, ΔU2, ΔU3 поступает в один из девяти блоков с приоритетом 2. Последующее действие описываемого алгоритма заключается в определении ошибок либо по сопротивлению ΔZ04O, ΔZ06O, ΔZ07O, ΔZ08O, ΔZ09O, либо по напряжению ΔU01O, ΔU02O, ΔU03KO, ΔU05O. Полученные таким образом значения ошибок по напряжению поступают в блок суммы ошибок по напряжению i = 1 5 U A 1 , а величины ошибок по сопротивлению попадают в блок суммы ошибок по сопротивлению i = 1 5 Z A 1 . Сведения о результатах расчета ошибок поступают в один или несколько блоков корректирующих органов 14 (КОн.), 32 (КО4), 35 (КО5) (рис.1).

На рис.4 в качестве критерия функционирования корректирующих органов избрано несоответствие напряжения нагрузки 29 (Т6(3)) четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП 35 кВ или меньше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) (рис.1), или сопротивления нагрузки своим эталонным значениям. В принципе, в качестве такого критерия можно избрать и несоответствие тока нагрузки 29 (Т6(3)) (рис.1) своим эталонным значениям. Для этого в блоке i = 1 5 Z A 1 (рис.4) следует собирать ошибки по току, а затем в результате сопоставления эталонного и действительного значений токов на первичной стороне понижающего трансформатора 29 (Т6(3)) сформировать сигнал для корректирующих органов 14 (КОн.), 32 (КО4), 35 (КО5) (рис.1).

В процессе стабилизации заданных величин токов и напряжений понижающего трансформатора 29 (Т6(3)) (рис.1) выяснено (рис.4), что при:

47 ( U ˙ A . H = U ˙ H . A .1 K u z ) > 43 ( U ˙ A . В О Л Н = U ˙ В О Л Н .1 K u z ) и 48 ( Z _ A . H = U ˙ H . A .1 K u I ˙ 2 . A .1 K z ) > 46 ( Z _ A . В О Л Н = U ˙ A . В О Л Н I ˙ 2 A . H ) , ошибка по току не определяется. В этом случае предусмотрено определение дополнительной ошибки по напряжению 57 (ΔUP) в виде произведения разницы между 43 ( U ˙ A . В О Л Н = U ˙ A . В О Л Н .1 K u z ) и 47 ( U ˙ A . H = U ˙ H . A .1 K u z ) и коэффициента состояния ΔIos1. Затем сведения об этой дополнительной ошибке отправляются в блок i = 1 5 U A 1 .

Блок 37 (A2) (рис.4) реализован в среде National Instruments LabVIEW 2009.

Алгоритм согласования нейтрального провода N с электрической нагрузкой отличен от рассмотренного ранее алгоритма согласования линейных проводов A, B и C.

Источником питания нейтрального провода N здесь следует считать нагрузку линейных проводов A, B и C, поскольку именно несимметрия нагрузки трех фаз является причиной появления тока в нейтральном проводе N при условии симметрии источника питания, генерирующего ток и напряжение для линейных проводов A, B и C.

Пусть будет необходимо выполнить согласование нейтрального провода N с электрической нагрузкой.

На (рис.1) показан алгоритм обеспечения и стабилизации согласования нейтрального провода N с электрической нагрузкой, входящего в состав четырехпроводной несимметричной ЛЭП. Здесь в качестве объекта согласования выступает нейтральный провод N, входящий в состав несимметричной однородной ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная). Кроме того, здесь используется дополнительное электротехническое оборудование, которым является корректирующий орган 60 (КО6), в виде фильтров высших гармонических составляющих токов и напряжений, таких как активный фильтр с «плавающими» конденсаторами [8], выполненный для однопроводной линии и позволяющий формировать нагрузку на источнике питания генерирующем ток и напряжение для линейных проводов A, B и C трансформатора 2 (Т1).

Нейтраль трансформатора 2 (Т1) образует блок, полное сопротивление которого в случае реализации заданной величины тока и напряжения корректирующим органом 60 (КО6) определяется величиной 70 ( Z _ В О Л Н . N = U ˙ В О Л Н . N I ˙ 2 H . N ) (рис.1), а в иных случаях - 63 ( Z _ H . N = U ˙ H . N I ˙ 2 . N ) . В данном случае полное сопротивление 70 ( Z _ В О Л Н . N = U ˙ В О Л Н . N I ˙ 2 H . N ) является эталонной величиной, к которой должно стремиться действительное значение 63 ( Z _ H . N = U ˙ H . N I ˙ 2 . N ) в процессе исполнения предлагаемого алгоритма.

Основным блоком алгоритма согласования нейтрального провода N, входящего в состав однородной несимметричной четырехпроводной ЛЭП 35 кВ или меньше 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) с электрической нагрузкой является процессор 5 (П) (рис.1), где выполняется анализ сведений о состоянии обобщенного сопротивления нагрузки 63 ( Z _ H . N = U ˙ H . N I ˙ 2 . N ) или 70 ( Z _ В О Л Н . N = U ˙ В О Л Н . N I ˙ 2 H . N ) (рис.1), (рис.5) понижающего трансформатора 2 (Т1). Исходные данные в процессор 5 (П) поступают от устройств сопряжения, каковыми являются датчики тока, напряжения и частоты 3 ( i = 1 n Д 1 ) , 10 ( i = 1 n Д 2 ) и 36 ( i = 1 n Д 4 ) , где анализируемые характеристики электрической энергии доводятся до величин, воспринимаемых компьютерной техникой.

Датчики 3 ( i = 1 n Д 1 ) устанавливаются и используются для сбора сведений о напряжениях и токах в конце исследуемого нейтрального провода N (в месте присоединения нагрузки), входящего в состав несимметричной однородной ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) (рис.1) с последующей передачей информации на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО). Датчики 10 ( i = 1 n Д 2 ) устанавливаются и используются для сбора сведений о напряжениях и токах в начале нейтрального провода N (в месте присоединения источника питания), входящего в состав несимметричной однородной ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), с последующей передачей информации на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО). Датчики 36 ( i = 1 n Д 4 ) устанавливаются и используются перед 14 (КОн.) с последующей передачей информации на показывающий или самопишущий прибор 7 (РО).

В качестве датчиков 3 ( i = 1 n Д 1 ) , 10 ( i = 1 n Д 2 ) и 36 ( i = 1 n Д 4 ) могут быть использованы трансформаторы напряжения и тока, спектроанализаторы, частотомеры, а также делители напряжения и шунты переменного тока.

Аналого-цифровой преобразователь 4 (АЦП) (рис.1) позволяет сформированные в датчиках 3 ( i = 1 n Д 1 ) , 10 ( i = 1 n Д 2 ) и 36 ( i = 1 n Д 4 ) аналоговые сигналы преобразовать в дискретные. Цифроаналоговый преобразователь 6 (ЦАП) позволяет сформированные в виде дискретных сигналов в процессоре 5 (П) команды корректирующему органу 60 (КО6) преобразовать в аналоговые.

Схема алгоритма работы процессора 5 (П) представлена на рис.5. Здесь из 4 (АЦП) в процессор 5 (П) поступают действующие значения тока 62 ( I ˙ 2 . N ) , напряжения 61 ( U ˙ H . N ) нагрузки и значение их частоты 58 (f) от устройств сопряжения блоков 3 ( i = 1 n Д 1 ) или 10 ( i = 1 n Д 2 ) (рис.1) и (рис.5), затем определяется величина 63 ( Z _ H . N = U ˙ H . N I ˙ 2 . N ) . Определяемые таким образом величины 62 ( I ˙ 2 . N ) , 61 ( U ˙ H . N ) , 63 ( Z _ H . N = U ˙ H . N I ˙ 2 . N ) подаются в следующий блок 66 (A3).

Блок 67 (FOUR-WIRE v. 1.00 (3)) на (рис.5) иллюстрирует использование в предлагаемом алгоритме согласования нейтрального провода N с электрической нагрузкой специализированной программы для прогнозирования величины основных характеристик электрической энергии в несимметричной однородной линии электропередачи четырехпроводного исполнения [11]. На основании сведений о частоте 58 (f) при помощи программы определяются действующие значения комплексных величин токов и напряжений, постоянные распространения волн электромагнитного поля по нейтральному проводу N, величины собственных и взаимных волновых сопротивлений. В блоках 68 ( I ˙ 2 H . N ) и 69 ( U ˙ В О Л Н . N ) формируются величины токов и напряжений для корректирующего органа 60 (КО6) (рис.1), который выступает в роли нагрузки нейтрального провода N несимметричной однородной ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная). Эти токи и напряжения определяются следующим образом [1].

1 случай (для первой постоянной распространения, первая пара волн электромагнитного поля):

где U ˙ N γ 1 ( 3 ) - напряжение на клеммах нейтрального провода N (в районе источника питания, конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от первой пары (условно) волн электромагнитного поля, определяется по формуле:

U ˙ N . 1 ( 3 ) - комплексное значение действующей величины фазного напряжения нейтрального провода N в районе источника питания четырехпроводной однородной несимметричной ЛЭП (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)), B; U ˙ В О Л Н . N - эталонное напряжение нагрузки нейтрального провода N (рис.1); I ˙ N γ 1 ( 3 ) - ток, передаваемый от источника питания по нейтральному проводу N (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от первой пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемый по формуле:

или

I ˙ N . 1 ( 3 ) - ток нейтрального провода N от источника питания (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)), А; I ˙ 2 H . N - эталонный ток электрической нагрузки (рис.1).

2 случай (для второй постоянной распространения, вторая пара волн электромагнитного поля):

где U ˙ N γ 2 ( 3 ) - напряжение на клеммах источника питания нейтрального провода N (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от второй пары (условно) волн электромагнитного поля, определяется по формуле:

I ˙ N γ 2 ( 3 ) - ток, передаваемый от источника питания по нейтральному проводу N (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от второй пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемый по формуле:

или

3 случай (для третьей постоянной распространения, третья пара волн электромагнитного поля):

где U ˙ N γ 3 ( 3 ) - напряжение на клеммах источника питания нейтрального провода N (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от третьей пары (условно) волн электромагнитного поля, определяется по формуле:

I ˙ N γ 3 ( 3 ) - ток, передаваемый от источника питания по нейтральному проводу N (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от третьей пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемый по формуле:

или

4 случай (для четвертой постоянной распространения, четвертая пара волн электромагнитного поля):

где U ˙ N γ 4 ( 3 ) - напряжение на нейтральном проводе N, на клеммах источника питания (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от четвертой пары (условно) волн электромагнитного поля, определяется по формуле:

I ˙ N γ 4 ( 3 ) - ток, передаваемый от источника питания по нейтральному проводу N (конец ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная)) от четвертой пары (условно) волн электромагнитного поля, определяемый по формуле:

или

Поскольку нагрузка для нейтрального провода N входящего в состав ЛЭП 8 (ЛЭП 35 кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная) одна, а пар волн электромагнитного поля распространяющихся по нейтральному проводу N четыре, то очевидно, что согласование нейтрального провода N можно реализовать лишь для одной пары волн электромагнитного поля по вышеприведенным формулам: 1 случай (используются математические формулировки) или 2 случай или 3 случай или 4 случай.

Далее определяется эталонное полное сопротивление нагрузки 70 ( Z _ В О Л Н . N = U ˙ В О Л Н . N I ˙ 2 H . N ) (рис.5), какое оно должно быть для 2 (Т1) (рис.1). Полученные результаты отправляются в блок 66 (A3) (рис.5).

В блоке 66 (A3) (рис.6) выполняются логические операции. Здесь выполняется сравнение эталонных значений 70 ( Z _ В О Л Н . N = U ˙ В О Л Н . N I ˙ 2 H . N ) , 69 ( U ˙ В О Л Н . N ) с действительными значениями: 63 ( Z _ H . N = U ˙ H . N I ˙ 2 . N ) и напряжением 61 ( U ˙ H . N ) . Здесь же из сопоставления этих величин определяются ошибки по сопротивлению ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 и по напряжению ΔU1, ΔU2, ΔU3. Затем определяются ошибки по току ΔI01-05, ΔI07, ΔI08. При нулевых значениях ошибок по напряжению, ошибки по току ΔI06 и ΔI09 отсутствуют, поэтому в их определении нет необходимости. Информация о величинах ΔZ1, ΔZ2, ΔZ3 и ΔU1, ΔU2, ΔU3 поступает в один из девяти блоков с приоритетом 2. Последующее действие описываемого алгоритма заключается в определении ошибок либо по сопротивлению ΔZ04p, ΔZ06p, ΔZ07p, ΔZ08p, ΔZ09p, либо по напряжению ΔU01p, ΔU02p, ΔU03Kp, ΔU05p. Полученные таким образом значения ошибок по напряжению поступают в блок суммы ошибок по напряжению i = 1 5 U N , а величины ошибок по сопротивлению попадают в блок суммы ошибок по сопротивлению i = 1 5 Z N . Сведения о результатах расчета ошибок поступают в корректирующий орган 60 (КО6) (рис.1).

Здесь (рис.6) в качестве критерия функционирования корректирующих органов избрано несоответствие напряжения нейтрали понижающего трансформатора 2 (Т1) (рис.1) или сопротивления нагрузки, нейтрали трансформатора 2 (Т1) своим эталонным значениям. В принципе, в качестве такого критерия можно избрать и несоответствие тока нейтрали понижающего трансформатора 2 (Т1) своим эталонным значениям. Для этого в блоке i = 1 5 Z N следует собирать ошибки по току, а затем в результате сопоставления эталонного и действительного значений токов в конце нейтрального провода N (нейтраль 2 (Т1)) сформировать сигнал для корректирующего органа 60 (КО6) (рис.1).

В процессе стабилизации заданных величин токов и напряжений нейтрали понижающего трансформатора 2 (Т1) (рис.1), являющегося источником питания линейных проводов однородной несимметричной ЛЭП напряжением 35 кВ или меньше четырехпроводного исполнения 8 (ЛЭП 35кВ ИЛИ МЕНЬШЕ 4-проводная), выяснено (рис.6), что при: 61 ( U ˙ H . N ) > 69 ( U ˙ В О Л Н . N ) и 63 ( Z _ H . N = U ˙ H . N I ˙ 2 . N ) > 70 ( Z _ В О Л Н . N = U ˙ В О Л Н . N I ˙ 2 H . N ) ошибка по току не определяется. В этом случае предусмотрено определение дополнительной ошибки по напряжению 71 (ΔUN) в виде произведения разницы между 69 ( U ˙ В О Л Н . N ) и 61 ( U ˙ H . N ) и коэффициента состояния ΔIos1. Затем сведения об этой дополнительной ошибке отправляются в блок i = 1 5 U N .

Блок 66 (A3) (рис.6) реализован в среде National Instruments LabVIEW 2009.

Блоки понижающих трансформаторов 2 (Т1) и 9 (Т2(4)) (рис.1) с симметрирующими устройствами могут быть заменены на блоки понижающих трансформаторов без симметрирующих устройств 54 (Т1(8)) и 55 (Т2(9)) (рис.7).

Блок понижающего трансформатора 29 (Т6(3)), схема соединения первичной и вторичной обмотки которого: «звезда/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ (рис.1) может быть заменен блоком понижающего трансформатора 59 (Т8(3)) схема соединения первичной и вторичной обмотки которого: «треугольник/звезда с выведенным нулевым проводом», напряжением 10 кВ/0,4 кВ (рис.8).

Источники информации

1. Большанин, Г.А. Распределение электрической энергии пониженного качества по участкам электроэнергетических систем. В 2 кн. Кн. 2. Г.А. Большанин - Братск: БрГУ, 2006 - 807 с.

2. Большанин, Г.А. Распределение электрической энергии пониженного качества по участкам электроэнергетических систем. В 2 кн. Кн. 1. Г.А. Большанин. - Братск: БрГУ, 2006 - 807 с.

3. Веников, В.А. Дальние электропередачи переменного и постоянного тока./ В.А. Веников, Ю.П. Рыжков. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 272 с.

4. Электрические системы. Передача энергии переменным и постоянным током высокого напряжения./ Под. Ред. В.А. Веникова. - М.: Высшая школа, 1972. - 367 с.

5. Большанин, Г.А. Коррекция качества электрической энергии./ Г.А. Большанин. - Братск: ГОУ ВПО «БрГУ», 2007. - 120 с.

6. Большанин, Г.А. Распределение электрической энергии пониженного качества по однородному участку линии электропередачи четырехпроводного исполнения./ Г.А. Большанин, Л.Ю. Большанина // Системы. Методы. Технологии. - 2009. №3. - С.65-69.

7. Кэрки, Д. Согласование выходного импеданса при помощи полностью дифференциальных операционных усилителей./ Д. Кэрки // Компоненты и технологии. - 2010. - №5. - С.150-154.

8. Пронин, M. Активные фильтры высших гармоник направления развития/ М. Пронин // Новости Электротехники - 2006 - №2. - С.5-10.

9. Козлов, В.А. Условия согласования однородной несимметричной четырехпроводной высоковольтной линии электропередачи напряжением до 35 кВ с нагрузкой. / В.А. Козлов, Г.А. Большанин // Материалы VIII международной научно-практической конференции. - София: Бял ГРАД-БГ ООД, 2012. - С.67-71.

10. Сердешнов, А. Симметрирующее устройство для трансформаторов. Средство стабилизации напряжения и снижения потерь в сетях 0,4 кВ./ А. Сердешнов, И. Протосовицкий, Ю. Леус, П. Шумра // Новости электротехники. - 2005. - №1. - С.14-15.

11. Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2010614157 "Расчет параметров трехфазной четырехпроводной линии электропередачи (FOUR-WIRE v. 1.00)"

Способ согласования четырехпроводной несимметричной высоковольтной линии электропередачи с электрической нагрузкой, заключающийся в том, что исходная информация о напряжениях, токах и их частоте в линии через устройства сопряжения поступает в процессор, отличающийся тем, что в процессоре проверяются условия согласования четырехпроводной линии электропередачи с электрической нагрузкой для каждого линейного и нейтрального проводов, в результате сравнения действительного (присутствующего в реальном времени на объекте) и эталонного (определенного при помощи специализированной программы) значений сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку, 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.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области электротехники. Технический результат заключается в повышении быстродействия и мощности устройства.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - повышение надежности и экономической эффективности распределительных систем электроснабжения потребителей.

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.

Использование: в области электротехники. Технический результат - снижение наведенного напряжения.

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.

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).

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - снижение емкостной составляющей тока отбора мощности.

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.

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.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано при синхронизации по частоте подключаемых на параллельную работу генераторов, под которой понимается подключение их на общую нагрузку. Техническим результатом является повышение точности определения рассогласования амплитуд, частот и фаз подключаемых на параллельную работу генераторов и, как следствие, снижение погрешности синхронизации данных параметров бортового сетевого напряжения за счет устранения динамической составляющей погрешности. Результат достигается тем, что устройство для синхронизации параметров подключаемых на параллельную работу генераторов содержит два устройства деления, два компаратора с исполнительным элементом на выходе, которые образуют совместно первый блок регулирования, общий вычитатель, амплитудный детектор, соединенный с выходом опорного генератора и включающий дифференциатор, вычитатель, интегратор, элемент задержки сигнала, два умножителя, блок извлечения корня и два дополнительных амплитудных детектора. 2 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - обеспечение условий согласования для всех линейных проводов, кроме сверхпроводников, и нейтрального провода с электрическими нагрузками. Согласно способу исходная информация о напряжениях, токах и их частоте в неоднородной 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, 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. 9 ил.

Изобретение относится к электротехнике и может быть использовано при передаче электрической энергии потребителю с помощью трехфазной трехпроводной линии электропередачи (ЛЭП) (2), согласование которой с нагрузкой достигается в результате выполнения определенных условий, которые посезонно могут изменяться в результате изменения первичных параметров трехфазной трехпроводной линии электропередачи, определяемых с учетом величин стрел провеса каждого провода этой линии электропередачи и величин расстояний соответственно между линейным проводом и землей (18). Посезонное изменение стрелы провеса провода и изменение расстояния между линейным проводом (5) и землей предложено измерять при помощи дальномера (25). Согласование заключается в сопоставлении действительного и эталонного сопротивлений нагрузки, напряжений в конце линии или токов, поступающих в нагрузку. Исходные данные о напряжениях и токах в линии могут быть получены через устройства сопряжения или датчики, выполненные в виде трансформаторов напряжения и тока, спектроанализаторов, делителей напряжения или шунтов переменного тока. В результате обработки исходных данных в процессоре формируются управляющие сигналы для корректирующих органов. Изобретение обеспечивает уменьшение потерь и повышение пропускной способности ЛЭП. 3 ил.

Изобретение относится к области электротехники. Предлагается устройство отбора мощности от линии электропередачи, включенной в электрической системе с заземленной нейтралью. Устройство состоит из последовательно включенных конденсаторов между фазами линии и землей и трансформатора, одна из обмоток которого включена между землей и одним из узлов соединения конденсаторов между собой. На вторую обмотку трансформатора включена нагрузка. Для компенсации емкостной составляющей тока отбора мощности параллельно последовательно включенным конденсаторам включен реактор. Для достижения технического результата - снижения емкостной составляющей тока отбора мощности предлагается реакторы выполнить из последовательно соединенных индуктивностей, а между землей и одним из узлов соединения индуктивностей включить дополнительно другой трансформатор одной обмоткой, к второй обмотке этого трансформатора включить дополнительную нагрузку. 2 ил.

Использование: в области электроэнергетики. Технический результат - уменьшение потери электрической энергии и напряжения, а также снижение затрат на сооружение линии. Четырехфазная четырехпроводная линия электропередачи содержит трехфазный источник электрической энергии, двухцепную линию электропередачи, каждая из цепей которой состоит из двух проводов, два трехфазных трансформатора, первичными обмотками включенных к источнику электрической энергии, а вторичными - к линии электропередачи, и трехфазные приемники электрической энергии, подключенные к линии через трехфазные трансформаторы. При этом вдоль четырехфазной линии проложен дополнительный заземленный, общий для обеих цепей провод. Одна пара одноименных выводов вторичных обмоток обоих трансформаторов, включенных между источником энергии и линией, соединена между собой и общим для обеих цепей проводом линии, остальные два вывода вторичных обмоток трансформаторов соединены с двумя фазами цепей четырехфазной линии электропередачи, один с одной цепью, второй с другой. Первичные обмотки трансформаторов, включенных между цепями линии и нагрузками, подключены к трехфазной нагрузке, а одна из вторичных обмоток - к дополнительному проводу линии, две другие обмотки - к одной из цепей линии. 1 ил.

Изобретение относится к электротехнике, а именно к устройствам, обеспечивающим энергосбережение путем централизованной компенсации реактивной мощности в условиях переменных нагрузок, и может быть использовано в высоковольтных электрических сетях напряжением от 3 кВ и выше. Технический результат заключается в улучшении энергосбережения в сетях с переменной нагрузкой. Для этого заявленное устройство содержит регулятор реактивной мощности, измеритель реактивной мощности, трансформатор напряжения, n батарей косинусных конденсаторов, каждая из которых включает m косинусных конденсаторов, первые выводы которых объединены и подключены к общей шине, n блоков контакторов, каждый из которых включает m контакторов, также введены n батарей подстроечных косинусных конденсаторов, каждая из которых включает k подстроечных косинусных конденсаторов, первые выводы которых объединены и подключены к общей шине, n блоков коммутаторов, каждый из которых включает k коммутаторов, контроллер, n анализаторов гармонического состава сигнала, при этом суммарную емкость CΣбп в каждой из n батарей подстроечных конденсаторов выбирают из соотношения CΣбп=Ск, где Ск - емкость единичного конденсатора в каждой из n батарей косинусных конденсаторов, где n, m, k>/=1. 1 ил.

Использование: в области электротехники. Технический результат - повышение надежности электроснабжения потребителей, питающихся по одноцепной линии электропередачи. Переключательное устройство напряжением 110 кВ и выше содержит трехфазную сборную шину с индивидуальным комплектом релейной защиты и автоматики с подключенными к ней пофазно выключателями, а также разъединителями между каждым выключателем и соответствующим фазным проводом отходящей воздушной линии электропередачи. При этом каждый из упомянутых выключателей подключен к соответствующему фазному проводу сборной шины через дополнительно предусмотренный отключающий разъединитель с автоматическим приводом. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.
Наверх